Tube neural

Définition

Le tube neural est un canal étroit qui se plie et se ferme au cours des troisième et quatrième semaines de grossesse. À mesure que le tube neural se forme et se ferme, la partie supérieure contribue à former le cerveau et le crâne du bébé. La partie inférieure du tube neural contribue à former la moelle épinière et les os de la colonne vertébrale.

Le tube neural chez une crevette :

Le tube neural se voit facilement chez la crevette Amano Caridina japonica grâce à sa transparence.

Explications

Chez les chordés, le tube neural désigne le système nerveux central embryonnaire formé à partir de la plaque neurale par soulèvement, convergence et fusion de ses bords. Le tube neural est une structure présente dans l'embryon, d'où provient le système nerveux central.

Tous les embryons de vertébrés ont un tube neural avant que leur système nerveux central ne se développe et il s'agit essentiellement du "premier jet" du cerveau et de la moelle épinière. Cylindricalement, le tube neural est dérivé d'une région spécifique de l'ectoderme appelée plaque neurale, qui apparaît au début de la troisième semaine de conception par un processus appelé neurulation.

Induction neurale

Pour le développement d'un individu adulte, la fécondation est nécessaire en premier lieu, c'est-à-dire la formation du zygote. À ce moment, la première cellule commence à se diviser en effectuant une série de mitoses du zygote pour donner naissance à la morula, l'embryon en étant aux premiers stades de son développement où se forme une sorte de boule solide de quelques cellules. La blastula suit la morula et coïncide avec la fin du processus appelé segmentation, où elle se rapproche de quelque 64 cellules, appelées blastomères.

Ensuite, l'organisme entre dans le processus de gastrulation, où se formeront les trois couches germinatives connues sous le nom d'ectoderme, de mésoderme et d'endoderme. C'est dans cette première couche, dans l'ectoderme, que se formeront les cellules du système nerveux central et que se développera le système nerveux, ainsi que l'induction neurale précédente. Ce système, étant le plus complexe de notre organisme, contient une diversité cellulaire très extrême. Pour cette raison, de nombreuses informations génétiques sont nécessaires au développement neuronal. On estime qu'un tiers des gènes de notre corps sont exprimés dans le système nerveux.

Développement

L'induction neurale commence par une signalisation dans l'ectoderme par le tissu adjacent au stade de la gastrula de l'embryon, de sorte que les cellules présentes deviennent des cellules souches neurales et que le neuroectoderme se forme, acquérant ainsi un nouveau destin. Par conséquent, ce tissu participera à la formation de la plaque neurale, aux plis neuraux et au développement du tube neural, appelé neurulation. De cette manière, nous pouvons le voir comme deux étapes consécutives : l'induction neuronale pour marquer le territoire neural de l'ectoderme et, deuxièmement, la formation de structures neurales initiales (tube neural et crête neurale) pour configurer le SN.

Premièrement, la formation du neuroectoderme et de ses limites survient lorsque la notochorde se forme dans le mésoderme : un prolongement précurseur de la colonne vertébrale qui définit l'axe céphalo-caudal de l'embryon, établissant une interaction fondamentale intense avec l'ectoderme. le processus d'induction neurale. On fait remarquer que la partie du mésoderme qui contient la notochorde envoie des signaux inductifs à l'ectoderme, déclenchant sa différenciation en neuroectoderme. C'est ainsi que, immédiatement sur la notochorde, l'ectoderme s'épaissit pour former la plaque neurale. Les bords de cette plaque dépassent, se plient et se rejoignent pour former un long tube : le tube neural. Ce tube donne naissance à la majeure partie du système nerveux, s'élargit auparavant et diffère dans le cerveau et les nerfs crâniens; plus tard, il forme la moelle épinière et les nerfs moteurs. La majeure partie du SNP provient des cellules de la crête neurale, qui migrent avant la fermeture du tube neural. Dans la crête neurale, les nerfs crâniens, les cellules pigmentaires, le cartilage et les os de la plus grande partie du crâne, y compris les mâchoires, les ganglions lymphatiques du SNA, la moelle des glandes surrénales, sont nés.

Pour réguler cette induction, les centres organisateurs sont cruciaux, car ce sont des régions restreintes et spécialisées pour induire la spécification des régions. Un exemple équivalent est l'organisateur Spemann. Des recherches avec Spemann proposent que les zones de l'ectoderme qui reçoivent des signaux inductifs forment le neuroectoderme, alors que le reste de l'ectoderme, lorsqu'il ne reçoit pas ces signaux, se développe sous forme de tissu épidermique (peau) et non de SN. C'est ici que toutes les molécules qui permettent le destin neuronal entrent en jeu, régulées par les FGF, les inhibiteurs de Wnt et les inhibiteurs de BMP.

Neurulation

Le processus dans lequel le tube neural est généré et fermé (sous une forme cylindrique, dérivée d'une zone spécifique de l'ectoderme appelée plaque neurale) débuterait à partir de la troisième semaine de gestation et devrait se terminer vers le vingt-huitième jour. Au début, le tube est ouvert à ses extrémités, formant le neuropore rostral et caudal, mais après la quatrième semaine, ils commencent à se fermer. Cette fermeture et le développement du tube génèreront plusieurs dilatations dans sa partie faciale-crânienne, qui à l'avenir configure les différentes parties du cerveau. En général, l'extrémité rostrale est fermée en premier, vers le 25^ème jour, tandis que la fin causale se termine généralement vers le 27^ème jour.

La plaque neurale est étirée de manière rostrocaudale, de telle manière qu'elle génère des feuilles qui, avec le développement du foetus, se développeront. Un effondrement de la partie centrale existe avec le temps, générant une chaîne, les parois se ferment sur elles-mêmes jusqu'à générer une structure sous forme de tube : le tube neural. Ce tube commence à se refermer sur lui-même par la partie médiane, avançant vers les extrémités.

Les deux principaux mécanismes pour passer de la plaque neurale à la formation du tube neural sont les suivants :

• Neurulation primaire : dans laquelle les cellules qui enveloppent la plaque neurale commencent à diriger les cellules de la plaque neurale pour se développer, s'invaginer et séparé.
• Neurulation secondaire : dans laquelle une partie du tube neural correspondant à la colonne vertébrale est formée au moment de son ramollissement de telle sorte que la cavité interne dudit tube se vide, générant une séparation entre épithélium et cellules mésenchymateuses (celles qui formeront le cordon médullaire)). Dans la moelle, nous trouvons que les neurones moteurs apparaissent dans la partie ventrale, tandis que les neurones sensoriels apparaissent dans la partie la plus dorsale de ces derniers.

Le tube neural est formé par l'union de deux tubes qui sont produits indépendamment, à travers différents processus morphogénétiques et moléculaires. Généralement, la partie antérieure se développera par neurulation primaire et la partie postérieure par neurulation secondaire. Une fois le tube neural initial formé, il existe quatre étapes de subdivisions avant que le système nerveux central final ne soit terminé.

Ces divisions sont provoquées par les cellules neuroépithéliales et les divisions interviennent dans le cerveau antérieur, le mésencéphale, le rhombencéphale et la moelle épinière. À la fin de ces subdivisions, il existe un cerveau, une colonne vertébrale et une moelle épinière identifiables qui continueront à se développer pendant la grossesse et les premières années de la vie.

Dans la neurulation, une vaste région centrale de l'ectoderme, appelée plaque neurale, s'épaissit, s'enroule dans un tube et se détache du reste de la feuille cellulaire. Ce tube émergé de l'ectoderme s'appelle le tube neural, formera le cerveau et la moelle épinière.

Les mécanismes de la neurulation dépendent des changements dans le tassement et la forme des cellules qui provoquent l'enroulement de l'épithélium autour d'un tube. Les signaux provenant initialement de l'organisateur et plus tard de la notochorde sous-jacente et du mésoderme définissent l'extension de la plaque neurale, induisent les déplacements responsables de l'enroulement et aident à organiser la structure interne du tube neural. Plus précisément, la notochorde sécrète la protéine Sonic hedgehog, un homologue de la protéine signal Drosophila Hedgehog, qui agit comme un morphogène en contrôlant l'expression des gènes dans les tissus voisins.

Embryologie animale

Les neurones sont presque toujours associés aux cellules gliales, qui constituent le cadre de soutien et génèrent un environnement fermé et protecteur dans lequel ils peuvent jouer leur rôle. Chez tous les animaux, les deux types de cellules proviennent de l'ectoderme, généralement en tant que cellules soeurs d'un précurseur commun. Ainsi, chez les vertébrés, les neurones et les cellules gliales du système nerveux central dérivent d'une partie de l'ectoderme qui forme le tube neural, tandis que ceux du SNP proviennent principalement de la crête neurale.

Le tube neural est initialement formé par un épithélium monostratifié. Les cellules épithéliales sont les progéniteurs des neurones et de la glie. Alors que ces types de cellules sont générés, l'épithélium s'épaissit et devient une structure plus complexe. Les cellules progénitrices et, plus tard, les cellules gliales maintiennent la cohésion de l'épithélium et forment un cadre qui traverse toute son épaisseur. Les neurones du nouveau-né migrent et envoient leurs axones et dendrites le long et entre ces cellules.

Les protéines signal, sécrétées par le tube neural dorsal et ventral, agissent comme des morphogènes opposés, entraînant la naissance des neurones à différents niveaux dorsoventral exprimant différentes protéines régulatrices de gènes. Il existe également des différences le long de l'axe tête-queue, reflétant le profil antéropostérieur de l'expression des gènes hox et les actions d'autres morphogènes.

De plus, des neurones continuent à être générés dans chaque région du système nerveux central, pendant plusieurs jours, semaines ou mois, ce qui augmente encore leur diversité, car les cellules adoptent des caractères différents en fonction de leur date de naissance, de mitose terminale qui marque le début de la différenciation neuronale.

Différenciation

La différenciation du tube neural intervient simultanément au niveau anatomique, au niveau des tissus et au niveau cellulaire. Au niveau anatomique, le tube neural et sa cavité font saillie et rétrécissent pour former les cavités de la moelle épinière et du cerveau. Au niveau des tissus, les cellules de la paroi du tube neural sont déplacées pour former les différentes régions du système nerveux central. Enfin, au niveau cellulaire, il existe un processus de différenciation cellulaire dans lequel les cellules neuroépithéliales se différencient en neurones et en cellules gliales.

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