Нейрула – это стадия развития зародыша

Одним из периодов индивидуального развития организмов – онтогенеза, является эмбриогенез. Он включает время от начала образования зиготы до момента рождения организма и состоит из нескольких последовательно проходящих фаз. Одной из них является нейрула. Это стадия развития позвоночных животных, приводящая к формированию эмбриона, имеющего три зародышевых слоя, а также нервную трубку. Кроме того, в течение нескольких недель у зародыша происходит образование основных структурных элементов всех отделов центральной и периферической нервной системы. В данной статье мы рассмотрим особенности как самой стадии, так и физиологических процессов, происходящих в ней.

Стадии эмбрионального развития

Полное и равномерное дробление зиготы плацентарных млекопитающих, к которым относится и человек, приводит к появлению структуры, внешне напоминающей ягоду тутового дерева или малины. Она называется морулой. Затем ее клетки выстраиваются в один слой, и формируется бластула. Это полый мешок, стенки которого образованы клетками-бластомерами. Далее происходит процесс инвагинации, приводящий к появлению двухслойного зародыша. Это стадия гаструлы. Она состоит из эктодермы и энтодермы и имеет первичный рот, называемый губой бластопора. В дальнейшем его края смыкаются, и зародыш имеет вид двухслойного мешка. Последующие усложнения в строении эмбриона касаются появления еще одного, третьего, зародышевого слоя – мезодермы, лежащего между экто- и энтодермой. Его образование в эмбриогенезе человека имеет свою специфику. Изучим ее подробнее.

Формирование мезенхимы

Эмбрион человека в своей полости образует изолированные боковые выросты – сомиты или карманы. Они являются производными стенки первичной кишки. Из сомитов развивается мезодерма и это служит сигналом к началу органогенеза. Образуется система важнейших структур: хорда, кишечник и нервная трубка. Они получили название осевых органов. Зародыш усложняет свое строение, формируется новая стадия – нейрула. Это происходит на 3 – 4 неделе беременности. Механизм образования выше названной стадии зародыша рассмотрим далее.

Как у эмбриона появляется нервная трубка

Наружный зародышевый листок – эктодерма, на спинной стороне плода становится более плотным и толстым, и превращается в нервную пластинку. Ее края приподнимаются вверх, образуя два валика. Между ними появляется сквозной канал, в дальнейшем трансформирующийся в полость головного и спинного мозга, заполненную ликвором. Нервная пластинка смыкается своими краями сначала в шейном отделе эмбриона, затем назад вдоль оси тела зародыша. Заканчивается замыкание нервной пластинки в краниальной части, где развиваются мозговые пузыри – зачатки отделов головного мозга. К 4 неделе беременности нервная трубка полностью обособляется от эктодермы. Из нервной трубки формируются нервные клетки, а также трофическая ткань – нейроглия и возникает нейрула. Это стадия развития эмбриона, который состоит из трех зародышевых листков и нервной трубки. Как же из нее образуется нервная система человека?

Роль нервного гребня в образовании нервной системы

Сразу же после смыкания валиков и появления нервной трубки в участках центральной и кожной эктодермы обосабливается группа клеток. Она располагается вдоль оси тела эмбриона между внешним зародышевым слоем и нервной трубкой и называется нервным гребнем. Его клеточные элементы обладают уникальным свойством. Это – способность к перемещению в различные части эмбриона человека. Например, одни клетки движутся вглубь туловища зародыша и формируют нейроциты и нейроглию ганглиев симпатического и парасимпатического отделов периферической части нервной системы. Другие клетки остаются в самом нервном гребне, вначале образуя ганглиозные пластинки, которые далее трансформируются в узлы 31 пары спинномозговых нервов. На этом процессы нейруляции не заканчиваются, и происходит дальнейшее совершенствование частей центральной и периферической нервной системы.

Усложнение строения эмбриона на стадии нейрулы

Мигрирующие клетки нервного гребня, начиная от участка будущего промежуточного мозга до сакральных отделов на уровне 27 – 28 сомитов, обладают способностью к дифференцировке, то есть, по сути, идентичны полустволовым клеткам красного костного мозга. Начиная от участка будущего промежуточного мозга до сакрального отдела эмбриона на уровне 27 – 28 пар сомитов, происходит образование зрелых нейроцитов и клеток глии черепно-мозговых нервов, а также нервных узлов слухового и вестибулярного аппарата. На этой стадии эмбрионального развития в области от 1 до 7 сомита производные нервного гребня инициируют образование ганглиев вегетативной нервной системы, иннервирующих сердце, легкие, кишечник и органы таза зародыша. Полное же созревание его нервной системы происходит вплоть до 40 недели беременности.

Причины миграции клеток нервного гребня

Исходя из выше рассмотренных процессов образования нервной системы, возникает закономерный вопрос: чем объяснить причину перемещения клеток нервного гребня на большие расстояния в теле зародыша? Современная эмбриология объясняет их следующим образом. Во-первых, нейрула – это стадия эмбриогенеза, на которой клетки нервного гребня теряют способность к адгезии, т. е. связи друг с другом. Вторая причина кроется в химическом составе межклеточного матрикса эмбриона. Он состоит из гиалуроновой кислоты и белков: коллагена, ламинина, фибронектина, обладающих тропизмом к клеткам нервного гребня.

Их связь с внеклеточным матриксом и миграция происходят благодаря сигнальным молекулам – интегринам, а также присутствию в сомитах нейрулы специальных гликопротеидов: тенасцина и Т-кадхерина. Все это обеспечивает развитие основных отделов нервной системы эмбриона.