Этапы развития и строение нервной трубки у человека

Внутриутробное развитие младенца сравни превращению: из двух маленьких клеток формируется целый организм со сложными системами и нервной регуляцией.

Закладываемая на 19-22 день развития плода нервная трубка обеспечит в дальнейшем всю его мыслительную деятельность, отличающую человека от животных.

Что такое нервная трубка?

Нервной трубкой называют основу будущей нервной системы, формирующейся у плода, которая развивается из наружного клеточного слоя (зародышевого листка — эктодермы) наряду с кожей, в то время как из энтодермы формируется пищеварительная система.

Закладка нервной трубки плода начинается на третьей неделе его развития. Сначала появляется нервная пластинка, затем на ее краях формируются небольшие возвышения, называемые нервными валиками, по центру которых возникает желоб. Он в дальнейшем послужит полостью для органа. Примерно на 24 день пластинка начинает скручиваться и валики смыкаются, образуется форма трубки.

Спереди она расширяется, формируя мозговые пузыри, а остальная часть станет в дальнейшем спинным мозгом. От валиков постепенно отделяются частички ганглиозной пластинки, из которых потом сформируются узлы спинного мозга и ответвления вегетативной части нервной системы. Увидеть появление спинномозговых ганглий у зародыша можно уже через 1,5-2 месяца.

Клетки, образующиеся в ганглиозной пластинке, постепенно перемещаются к ганглиям в симпатическом стволе, мозговому слою надпочечников и стенкам будущего кишечника.

Окончательная сформированность трубки возникает на сроке в 5-8 недель, когда закладывается развитие всех органов плода. В этот момент у младенца формируются сердце, легкие, органы чувств, конечности и прочие системы. Усложняется и сама трубка.

Строение и слои

В процессе развития нервной системы в трубке возникает три слоя:

• эпендимный или внутренний;
• мантийный или промежуточный;
• краевая вуаль или наружный слой.

Первый слой служит основой для нейронов и глиоцитов нервной системы. Часть нейронов переходит в периферическую часть органа, образуя мантийный слой, а остальные формируют клетки глии.

Важнейшие из них – эпендимоциты выстилают внутреннюю часть трубки, которая затем разовьется в центральный спинномозговой канал и стенки желудочков головного мозга.

Во внутреннем слое выделяют отдельные функциональные зоны, которые со временем переходят одна в другую. Зона деления содержит клетки, среди которых находящиеся ближе к центру протягивают отростки к наружному краю и перемещают туда тело нейрона, содержащее ядро.

В нем в это время происходит синтез ДНК, после чего частицы возвращаются на свое место. Клетки же, «сидящие» на нижнем краю, делятся на две.

На участке миграции эти половинки взаимодействуют. Одна из них опять начинает делиться, а другая, используя ее, перемещается к промежуточному слою.

Промежуточный слой возникает благодаря нейробластам – клеткам мигрантам, не потерявшим способность к делению и крепящимся к внутренней части слоя.

Нейробласты постепенно образуют аксоны, которые направляют в наружный слой, формируя таким образом дендритное дерево и превращаясь в нейроны. Не закрепленные клетки преобразуются в спонгиобласты. Из промежуточного слоя формируется такая часть спинномозговой ткани, как серое вещество.

Слой снаружи состоит из отростков нейронов, содержащихся в мантийном слое, и кровеносных сосудов. Он выступает основой для развития белого вещества в мозге.

Формирование спинного мозга

Процесс образования зачатков нервной ткани называется нейруляцией. Основу спинного мозга составляет большая половина трубки, которая не была задействована в образовании головного мозга. Постоянное разделение клеток, находящихся на противоположных концах приводит к образованию формы, напоминающей песочные часы, состоящие из крыловидной (это верхнее утолщение) и базальной пластинки (или нижнее утолщение).

Из первой постепенно образуются задние ответвления спинного мозга, а из второй – передние. Начинается процесс дифференциации. Происходит он благодаря перемещению нейробластов за пределы краевой вуали.

В спинном мозге, в отличие от отделов головного, клетки не «уходят» за краевую зону, что обеспечивает сохранность разделения слоев у человека в дальнейшем: на центральный канал, серое и белое вещество.

Образование нервной трубки в онтогенезе человека происходит за счет «включения» определенных групп генов. Так, для формирования крыловидной пластинки должен активироваться ген Pax, а для базальной он подавляется.

Причины и последствия неправильного развития нервной трубки у плода

Формирование трубки у плода представляет собой сложный и многогранный процесс, сбой хотя бы в одном элементе приводит к тяжелым дефектам развития органа. Они поражают мозг ребенка и его позвоночник, ведь связь нервной трубки и хорды очень плотная.

Образуются дефекты в ситуациях, когда закладка нервной трубки происходит не полностью либо она не закрывается. При этом может возникать:

1. Расщепление позвоночника. Оно формируется у основания столба, там образуется отверстие, через которое спинной мозг будет выходить наружу.
2. Анэнцефалия образуется в верхнем отделе нервной трубки и приводит к несформированности некоторых элементов головного мозга и развития черепа зародыша.
3. Мальформация Киари проявляется «протеканием» мозговой ткани в канал позвоночника.
4. Энцефалоцеле проявляется в частичном выходе мозга и мембран сквозь черепные кости.

Причины образования подобных дефектов пока точно не установлены. В какой-то момент онтогенез дает сбой, что в дальнейшем приводит к нарушению всей системы. Поскольку закладывается трубка в поздней гаструле и завершается этот этап на 25 день, механизм его толком не изучен.

Известно, что на вероятность появления дефектов влияют наследственные факторы и заболевания, затрагивающие нервную систему.

Влияет на формирование проблемы и условия окружающей обстановки, а также состояния матери. К негативным моментам, повышающим риск возникновения дефектов нервной трубки можно отнести:

• радиационное облучение;
• отравление мышьяком или свинцом;
• длительная лихорадка у женщины на начальных стадиях беременности;
• недостаток питания;
• вирусные инфекции;
• гипервитаминоз витамина А;
• лишний вес или диабет у матери;
• недостаток фолиевой кислоты у беременной женщины;
• прием женщиной некоторых препаратов.

Состояние матери – первый фактор, который влияет на закладку у плода трубки. Если женщина находится в экологически неблагоприятном районе, где в воздух и воду могут поступать вредные вещества (пестициды, выхлопные газы, нефтепродукты и прочее), она вдыхает их, а вместе с кровью эти продукты попадают в организм младенца.

Для взрослого человека риск меньше, поскольку его организм уже сформирован и способен переработать большинство опасных веществ. В организме зародыша механизмы защиты еще не работают и любое вредное воздействие способно нарушить течение процессов и привести к развитию патологии, в том числе изменению состояния трубки.

Неправильное питание также сказывается отрицательно. Недостаток питательных веществ приводит к нарушению процессов формирования органов, так же как и переизбыток биологически активных компонентов вроде витаминов.

Симптомы дефектов

При наличии дефектов нервной трубки малыш может погибнуть еще не родившись, или в первые часы после рождения. Подобное наблюдается при энцефалоцеле.

Если ребенок появился на свет жизнеспособным, у него могут появляться следующие симптомы:

• физиологическая деформация (появление спинномозговой ткани в районе поясницы);
• нарушение функции тазовых органов;
• паралич и судороги;
• боль при движении;
• снижение чувствительности органов;
• нарушение развития.

Обнаружить проблемы можно и в период внутриутробного развития. Сделать это может врач на УЗИ диагностике, которая происходит на стадии 20-22 недель.

Симптомы последствий аномалии в развитии:

1. Скрытое несращение позвоночника, расположенное в области поясницы и крестца. Оно не имеет клинических симптомов, обнаруживается обычно случайно на рентгеновском обследовании. При этом не проявляются изменения на коже, за исключением редких пигментных пятен или жировичков. Последствиями подобного дефекта являются нарушения осанки, слабость мышц ног, деформация стоп, боль в пояснице, недержание мочи.
2. Открытое расщепление проявляется в виде появления кисты — твердой мозговой оболочки, в ней содержится спинномозговая жидкость. Последствия ее зависят от числа пораженных позвонков. Если задето 3-5 штук, то у больного проявляются нарушения мочевыделительной системы, слабость мышц. При поражении 6-8 позвонков просвечивает выпячивание, у пациента может произойти разрыв мешка кисты и протекание жидкости.
3. Несращение позвоночника и окружающих его мягких тканей приводит к неполному развитию спинного мозга и часто не совместимо с жизнью.

Чаще всего такие отклонения затрагивают поясничный отдел, и крайне редко грудной или шейный. Это связано с вероятностью выживания плода. Поражение шейного отдела часто несовместимо с жизнью, поэтому заканчивается выкидышем.

Лечение и профилактика неправильного развития

В период развития плода женщина должна проходить обследования, которые помогут обнаружить патологии развития. Если дефект обнаружен, и женщина решила сохранить ребенка, ей назначается кесарево сечение. Рождение малыша естественным путем невозможно, поскольку прохождение через родовые пути может привести к дополнительному травмированию спинного мозга.

Также в период вынашивания будущей маме может назначаться специальная лекарственная терапия, помогающая компенсировать нехватку полезных веществ и частично разрешить проблему.

Младенца сразу осматривает неонатолог и детский нейрохирург. В зависимости от состояния ребенка ему назначается лечение. Чаще всего оно происходит в хирургической форме.

Ребенку оперативным способом удаляют грыжевой дефект, восстанавливают физиологически правильное состояние спинного мозга и ушивают окружающие ткани. Проводить операцию желательно сразу после рождения, когда вероятность заражения инфекцией минимальна.

Так как формирование нервной трубки происходит в момент внутриутробного развития, повлиять на ее исправление в будущем сложно.

Поэтому беременной женщине важно позаботиться о профилактике патологии:

• регулярно проходить обследования;
• заботиться о собственном здоровье;
• правильно питаться;
• постараться избегать стрессов и воздействия других негативных факторов.

Нервная трубка – важный элемент развития плода, от которого зависит возможность выживания ребенка.