Lo sviluppo del sistema nervoso durante la gravidanza
Lo sviluppo del sistema nervoso inizia all'inizio della gravidanza . Inizialmente i neuroni sono cellule indifferenziate di qualsiasi altro, ma l'interazione di vari fattori li fa evolvere e formare un elaborato tessuto di connessioni sinaptiche che consentirà il coordinamento delle funzioni dell'organismo.
Vediamo in cosa consiste questo processo e quali sono le fasi principali della formazione del sistema nella fase prenatale della vita di un essere umano.
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La formazione del sistema nervoso
La fecondazione consiste nella penetrazione di uno spermatozoo nell'ovulo dopo aver raggiunto le tube di Falloppio. Anche se inizialmente i due gameti formano una singola cellula (lo zigote) , durante i primi giorni di gravidanza è diviso in successione, dando origine a un insieme di cellule che è chiamato morula.
Quando lo zigote viene impiantato nell'utero, la divisione delle sue cellule inizia a dare origine all'embrione e alla placenta; durante questo periodo ci riferiamo all'embrione come "blastula". Questo momento suppone l'inizio della differenziazione cellulare.
Nelle prime settimane di gravidanza, l'embrione è formato da tre strati di cellule, che sono rispettivamente chiamati endoderma, mesoderma e ectoderma. Durante lo sviluppo intrauterino il corpo sarà formato da questi gruppi cellulari.
Lo strato endodermico diventa progressivamente il tratto respiratorio e digerente, mentre il mesoderma da origine alle ossa, ai muscoli, al sistema circolatorio e alla notocorda, da cui si sviluppa la colonna vertebrale. Il sistema nervoso e la pelle derivano dall'ectoderma , lo strato più esterno dei tre.
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Lo sviluppo del tubo neurale
Durante le prime settimane l'ectoderma si evolve fino a diventare il piatto ovale piatto. Questa piastra ha una scanalatura, la scanalatura neurale, che darà origine al tubo neurale quando si uniscono i segmenti della piastra.
Il sistema nervoso periferico appare dalle creste neurali, porzioni della placca ovale che si separano quando si chiude il tubo neurale. Il tubo neurale diventerà in seguito il canale midollare e nei ventricoli cerebrali; dalle sue mura emergerà il sistema nervoso centrale.
Verso la fine del primo mese di gestazione la parte anteriore della placca neurale è divisa in tre sezioni che poco dopo formeranno l'encefalo: il proencefalo diventerà la corteccia cerebrale, il talamo, l'ipotalamo ei gangli della base, il mesencefalo nel tronco cerebrale e il rhombencephalon nel cervelletto, nel ponte e nel midollo.
Proliferazione, migrazione e differenziazione neuronale
Sul lato interno della parete del tubo neurale, si trova la zona ventricolare, dove si verifica la proliferazione cellulare. Questo fenomeno, che continuerà fino alla nascita, consiste nel produzione di grandi quantità di cellule nervose (neurogenesi) attraverso successive mitosi o divisioni cellulari.
A questo punto le cellule neurali sono ancora indifferenziate. Sebbene molti rimangano per il momento nel tubo neurale e in seguito saranno trasformati in neuroni, altri diventeranno cellule gliali e si trasferiranno in altre regioni.
La migrazione neuronale consiste nel movimento dei neuroblasti , cellule neurali primitive molto simili a "cellule staminali", dalla zona ventricolare del tubo neurale alle loro rispettive destinazioni in altre parti del cervello. La glia radiale consente la migrazione poiché i futuri neuroni si muovono attraverso le loro estensioni.
Una volta raggiunta la loro posizione finale, i neuroblasti iniziano a trasformarsi in diversi tipi di neuroni a seconda delle informazioni genetiche che contengono, dell'area in cui si trovano e dei neuroni che li circondano (che è noto come "induzione") ; questo processo è la differenziazione cellulare.
Synaptogenesis, apoptosis e riorganizzazione
I dendriti e gli assoni dei neuroni hanno estensioni, i coni di crescita, che aderiscono alle superfici per favorire la crescita del neurone. In questo processo intervengono fattori neurotrofici , sostanze chimiche che quando rilasciate dai neuroni attirano o respingono gli assoni.
Quando gli assoni raggiungono la loro destinazione, iniziano a espandersi, connettendosi con altre cellule vicine; inizia così la sinaptogenesi o la formazione della sinapsi, che si svilupperà definitivamente dopo la nascita, grazie alle influenze dell'apprendimento.
Durante la proliferazione e la sinaptogenesi neuronale iniziale si forma un numero eccessivo di neuroni e sinapsi, che tuttavia consente a tutte le connessioni di base di avere luogo. Una volta che questi processi sono stati completati si verifica apoptosi o morte neuronale programmata , che causa tra il 20 e l'80% di degradarsi fino alla morte.
L'apoptosi colpisce principalmente i neuroni più "deboli", cioè quelli che non hanno sinagizzato con altre cellule o che non sono stati attratti da fattori neurotrofici. Ciò mantiene solo le connessioni più efficienti e solide.
Dopo la morte neuronale le sinapsi vengono riorganizzate: alcune delle connessioni che sono state stabilite vengono cancellate e nuove appaiono fino a quando viene stabilita una rete neurale complessa e altamente interconnessa che continuerà ad evolversi e perfezionandosi durante la crescita.
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Mielinizzazione e conduzione nervosa
Nel quarto mese di gestazione le cellule gliali iniziano a formare guaine mieliniche attorno agli assoni. Questa sostanza aumenta la velocità di trasmissione degli impulsi nervosi, oltre a proteggere gli assoni.
La mielinizzazione inizia nel sistema nervoso periferico . Successivamente si verifica nella parte superiore del midollo spinale, da dove si diffonde alle sezioni inferiore e superiore del corpo futuro.
I nervi legati alle abilità motorie sono mielinizzati prima di quelli associati alla sensazione; questo è il motivo per cui i bambini nascono con riflessi di base. Il processo di mielinizzazione si intensificherà durante i primi mesi dopo la nascita e continuerà dopo, almeno fino alla pubertà.
