Nervsystemets embryologi

När börjar nervsystemets embryologiska utveckling?

Vad är neuralröret och hur bildas det?

Under tredje veckan av fosterutvecklung börjar nervsystemet bildas. Det första som bildas är ett neuralrör. Neuralröret har 2 öppningar (neuroporer):

• Kranial (framåt, mot huvudet)

• Kaudal (bakåt, mot svansen)

Väggarna i neuralröret består av neuroepitelstamceller. Dessa är stamceller som kan dela sig med mitos och senare utvecklas till neuroblaster som är de första stadierna till nervcellerna (proneuroner)

När stängs den kraniala respektive kaudala neuroporen?

Neuroporerna stängs efter vecka 3:

• kraniala öppningen vid dag 24

• kaudala öppningen vid dag 26

När dessa neuroporer har stängts så börjar rörets vägg delas upp i 3 lager (zoner).

Vilka tre zoner bildas i neuralrörets vägg?

• Ventrikulärzonen

• Mantelzonen

• Marginalzonen

Vad är ventrikulär zon och vilka celler bildas där?

Innersta lagret som ligger runt centralkanalen (den som senare kommer att finnas mitt i ryggmärgen). Den består av neuroblaster som sedan delar sig och bildar:

• Neuroblaster → blivande neuroner (nervceller)

• Glioblaster → blivande gliaceller (stödjeceller)

När celldelningen är klar omvandlas de kvarvarande cellerna till ependymceller som klär insidan av centralkanalen.

Vad är mantelzonen och vad utvecklas där?

Bildas av neuroblaster som migrerar (vandrar ut) från ventrikulär zon. Här utvecklas grå substans i ryggmärgen. I mantelzonen bildas två viktiga delar:

• Alarplattan (dorsal del) → blir sensoriska nervceller (tar emot signaler).

• Basalplattan (ventral del) → blir motoriska nervceller (skickar signaler till muskler).

Vad är marginalzonen och vad blir den senare?

Det yttersta lagret som består av axoner från neuroner i mantelzonen, spinalganglier & hjärnan. När fler axoner växer in och täcks med myelin, blir marginalzonen till vit substans.

Vad är alarplattan och vilken funktion får den?

Alarplattan → sensoriska framhorn
Alarplattan (den dorsala delen, alltså mot baksidan av ryggmärgen) bildar de sensoriska områdena. Här utvecklas bakhornet (dorsalhorn).

Nervcellerna här tar emot sensoriska signaler (t.ex. beröring, smärta, temperatur) från kroppen till ryggmärgen.

Vad är basalplattan och vilken funktion får den?

Basalplattan → motoriska framhorn
Basalplattan (den ventrala delen, alltså mot framsidan av ryggmärgen) bildar de motoriska områdena. Här utvecklas framhornen (ventralhorn).

Nervcellerna här kallas somatoefferenta neuron → de skickar motoriska signaler från ryggmärgen till muskler

Vad är sulcus limitans och vad markerar den?

En fåra i mitten som skiljer basalplattan (motorisk) från alarplattan (sensorisk). Markerar gränsen mellan motoriska och sensoriska områden.

Vad är takplattan och golvplattan i neuralröret?

Takplattan ligger dorsalt & golvplattan ligger ventrakt i neuralröret. Dessa innehåller axoner som korsar över från ena sidan till andra → en kommissural förbindelse. Detta gör att höger sida av hjärnan kan styra vänster kroppshalva och vice versa.

Vad är ett ganglion?

Ett ganglion (plural: ganglier) är en nervknuta, alltså en samling av nervcellskroppar som ligger utanför det centrala nervsystemet (CNS). De fungerar som kopplingsstationer där nervsignaler byter bana eller bearbetas.

Vad är neurallisten och när bildas den?

Alla ganglier i det perifera nervsystemet uppstår från neurallistceller. Neurallisten är en cellgrupp som bildas längs sidorna av neuralröret när det sluts (vecka 3–4).

• Dessa celler vandrar (migrerar) ut i kroppen och utvecklas till många olika strukturer

Vad är spinalganglier (dorsalrotsganglier)?

Spinalganglier (dorsalrotsganglier): Ligger längs ryggmärgens bakre rötter. Innehåller sensoriska neuron som leder signaler från kroppen till ryggmärgen.

Vad är ganglion semilunare och vilken nerv hör det till?

Ganglion semilunare (trigeminusgangliet): Ett stort sensoriskt ganglion kopplat till kranialnerv V (n. trigeminus). Ansvarar för känsel i ansiktet.

Vad är sympatiska ganglier och vilken funktion har de?

Sympatiska ganglier (autonoma PNS)
Tillhör det autonoma (omedvetna) nervsystemet – styr inre organ, hjärta, blodkärl m.m. Finns två huvudtyper:

Paravertrala ganglier:
Ligger på båda sidor om ryggraden. Bildar den sympatiska gränssträngen (från hals → bäcken). Delas in i:

• Cervikala (nacke)

• Thorakala (bröst)

• Lumbala (länd)

• Sakrala (bäcken)

Prevertebrala ganglier:
Ligger framför ryggraden (i buken, nära stora kärl). Kallas också bukganglier eller kollateralganglier.

Vilka kranialnervsganglier hör till det parasympatiska systemet?

Kraniala parasympatiska ganglier:

• KN III, ganglion ciliare → styr pupillens sammandragning

• KN VII, ganglion submandibulare & pterygopalatinum → styr spott/tårkörtlar

• KN IX, ganglion oticum → styr parotiskörteln

Vad är intramurala ganglier och var finns de?

Intramurala ganglier:
Finns inuti organväggen (”intra” = inuti, ”murus” = vägg). Tillhör n. vagus (X) och n. pelvicus (från sakralnivå S2–S4). Kontrollerar inre organ i buken och bäckenet (t.ex. tarmar, urinblåsa, hjärta).

Vilket embryologiskt ursprung har binjurebarken?

Ursprung: Mesoderm (coelomepitel) – alltså inte från nervsystemet. Bildas på båda sidor om aorta och växer in i den omgivande fosterbindväven (mesenkym).

Blir till hormonproducerande barkceller och efter födseln delas de upp i 3 zoner

Vilka zoner finns i binjurebarken och vilka hormoner producerar de?

• zona glomerulosa → aldosterob → salt & vätskebalans

• zona fasiculata → kortisol → stressshormon & ämnesomsättning

• zona reticularis → androgener → könshormoner

Vilket embryologiskt ursprung har binjuremärgen?

Ursprung: Neuroektoderm – alltså samma som nervsystemet! Kommer från neurallisten som sympatikoblaster. Dessa celler vandrar in i barken och utvecklas till chromaffina celler.

Vad är chromaffina celler och vad producerar de?

Chromaffina celler:

• specialiserade nervliknande celler

• producerar adrenalin & noradrenalin

• lagras i små granulae i cellerna

• funktionella redan före födseln

Vad är de tre primära hjärnblåsorna?

• proencephalon (fram) → telenchephalon & diencephalon

• mesenchephalon (mitten) → mesenchephalon

• rombenxhephalon (bakre) → metenencephalin /myelenchephalon

Vilka två hjärnkrökningar uppstår under utvecklingen?

När hjärnblåsorna växer börjar röret böjas på två ställen:

1. flexura cervicalis (nackkrök) → mellan ryggmärg och rhombencephalon → böjer hjärnan framåt

2. flexura mesenchephalica (hjässkrök/mitthjärnekrök) → vid mesencephalon → böjer också hjärnan framåt och gör att huvudet får sin typiska rundning. 

I vecka 4 finns 3 hjärnblåsor och 2 böjningar (nackkrök och hjässkrök) som formar den tidiga hjärnan.

Vad händer under vecka 5 i hjärnans utveckling?

Under vecka 5 delar två av de primära blåsorna upp sig till fem sekundära hjärnblåsor. Detta är ett viktigt steg eftersom dessa 5 blåsor blir grunden till alla stora delar av hjärnan.

Vad är neuromerer och vilken betydelse har de?

Neuromerer är segment (avsnitt) i den tidiga hjärnans utveckling. De är tillfälliga strukturer som uppstår när neuralrörets vägg börjar dela upp sig i avgränsade områden.

I huvudregionen finns somitomerer – mesodermala segment som också påverkar huvudets form. Dessa samverkar med segmenteringen av neuralplattan (den del som blir hjärnan). Resultatet blir neuromerer, alltså små uppdelade sektioner i neuralröret

Hur styrs neuromerernas utveckling genetiskt?

• Neuromerernas bildning styrs av specifika gener, framför allt transkriptionsfaktorer.

• Dessa gener uttrycks segmentellt, alltså olika i varje neuromer.

• Det betyder att varje neuromer får sin egen identitet och utvecklas till en viss del av hjärnan.

Hur utvecklas ventrikelsystemet i hjärnan?

Ventrikelsystemet utvecklas från hålrummet (lumen) inne i neuralröret. När neuralröret sväller upp och formas till de olika hjärnblåsorna, formas också flera sammankopplade hålrum = ventriklarna.

• Sidoventriklarna kommunicerar med tredje ventrikeln via foramina interventricularia (Monro)

• Tredje ventrikeln kommunicerar med fjärde ventrikeln via aqueductus cerebri (mesencephali).

• Fjärde ventrikeln fortsätter ner i centralkanalen i ryggmärgen och öppnar sig ut i subaraknoidalrummet.

Hålrummet i neuralröret → blir hjärnans ventriklar, sammankopplade av kanaler → där cerebrospinalvätska cirkulerar.

Hur kommunicerar sidoventriklarna med tredje ventrikeln?

Via foramina interventricularia (Monro).

Hur förbinds tredje och fjärde ventrikeln?

Via aqueductus cerebri (mesencephali).

Vilka huvudprinciper styr CNS-utvecklingen?

Det centrala nervsystemet (CNS) bildas enligt två huvudprinciper:

• Neuroenerna föds i en bestämd zon och sen vandrar de ut (migration) till den plats där de ska ligga och fungera – t.ex. i hjärnbarken eller hjärnstammen.

• Axonerna växer sedan ut från neuronerna mot deras målområden. Den växande axonänden kallas tillväxtkon. Denna tillväxtkon styr sig själv genom att känna av kekmiska signaler i omgivningen, antigen attraherande eller repellerande.

Vad innebär neuronal migration?

De omogna cellerna (neuro- och glioblaster) vandrar till rätt plats i hjärnan. Vägledning sker ofta längs radiala gliaceller (som fungerar som “räls”).När de når målområdet börjar de differentieras (mogna):

• Neuroner börjar producera transmittorer (signalsubstanser)

• De bildar receptorer för kommunikation.

Vad är synaptogenes?

När axonerna har nått fram → bildas synapser (kontaktpunkter mellan neuroner). Detta är en mycket dynamisk process:

• Nya synapser bildas.

• Onödiga synapser elimineras (så hjärnan finjusteras).

Varför sker apoptos under nervsystemets utveckling?

Inte alla neuroner överlever. Celler som inte får rätt signaler dör naturligt. Bara de neuroner som har lyckats koppla upp sig rätt överlever → effektivare nätverk. Detta styrs av neurotrofa faktorer (”livsfaktorer”), t.ex.:

• NGF – nerve growth factor

• BDNF – brain-derived neurotrophic factor

• CNTF, GDNF, m.fl.

När utvecklas gliaceller i förhållande till neuroner?

Gliaceller (astrocyter, oligodendrocyter, mikroglia) utvecklas lite senare än neuroner. De har stödjande, skyddande och näringsförsörjande funktioner.

Vilka strukturer räknas till högre centra i hjärnan?

• Cerebellum (lillhjärnan)

• Hjärnhemisfärerna (storhjärnan, telencephalon)

Vad utvecklas rhombencephalon till?

Den bakre delen av hjärnan (rhombencephalon) utvecklas till:

• Metencephalon → Pons + Cerebellum

• Myelencephalon → Medulla oblongata

Vilka viktiga strukturer bildas från rhombencephalon?

• Kranialnervskärnor → Alla (utom I = lukt och II = syn) har sitt ursprung i hjärnstammen, som kommer från rhombencephalon.

• Formatio reticularis → Ett nätverk av nervceller i hjärnstammen som styr vakenhet, muskeltonus och autonoma funktioner.

• Fjärde ventrikeln → Bildas ur hålrummet (lumen) i rhombencephalon. Den fortsätter ner i ryggmärgens centralkanal.

Vad är mesencephalon och vilka strukturer bildas där?

I den ventrala delen av mesencephalon (basalplattan) bildas de motoriska strukturer:

• Kranialanervskärnor 3 & 4

• Nucleus ruber

• Substansia nigra
  

I den dorsala delen (alarplattan) bildas fyrhögarna:

• Collicus superior

• Collicus inferior
  

Vilken funktion har nucleus ruber?

Nucleus ruber (röda kärnan) → del av motorsystemet. Finjusterar armrörelse & koordinerar motorik. Har kopplinga till cerebellum & ryggmärgen

Vilken funktion har substantia nigra och varför är den kliniskt viktig?

Sustansia nigra → En kärna som ligger ventralt (nedåt) i mesencephalon. Innehåller dopaminproducerande neuron. Har viktiga kopplingar till basala ganglierna i storhjärnan. Kontrollerar rörelse & muskeltonus. Förlust av dopamin → parkinson

Vad är colliculus superior och colliculus inferior?

Colliculus superior (övre fyrhög)

• Centrum för synreflexer:

• Hjälper ögonen att rikta sig mot ett synintryck. T.ex. om något rör sig i ögonvrån → du vänder blicken dit automatiskt.

Collus inferior (nedre fyrhög)

• Centrum för hördelreflexer

• Hjälper dig rikta huvudet mot ett ljud. T.ex. om du hör ett plötsligt ljud bakom dig → du vänder dig dit. 

Tillsammans bildar de fyrhögarna (corpora quadrigemina) – reflexcentra för syn och hörsel.

Vad är crura cerebri och vilken funktion har de?

Marginalzonen (yttersta lagret)
Utvecklas till crura cerebri (= hjärnskänklarna). Dessa är två stora nervbanor som löper på mesencephalons framsida. De består av nedåtgående motoriska axoner från:

• Motorcortex → pons, medulla, ryggmärg.

Funktion: leder viljestyrda rörelsesignaler från storhjärnan till kroppen

Hur utvecklas cerebellum embryologiskt?

Cerebellum utvecklas ur metencephalon, som är övre delen av rhombencephalon (bakhjärnan). Den växer fram på rhombencephalons dorsalsida (baksidan).
Bildning:

• I alarplattan (den bakre delen av metencephalon) uppstår en förtjockning.

• Denna förtjockning ligger dorsalt om pons, alltså bakom bryggan.

• Den växer över fjärde ventrikeln, i dess bakre del.

 Där börjar cerebellum anläggas som två halvor (cerebellära hemisfärer) och en mittdel (vermis)

Vilka celltyper bildas i cerebellum?

Celler i alarplattan ger upphov till:

• Purkinjeceller (stora nervceller som styr cerebellums utflöde)

• Granulaceller (täta små celler i barken)

Dessa organiseras i cerebellums tre lager:

1. Molekylärlager

2. Purkinjecellslager

3. Granulalager

Hur utvecklas hypofysen embryologiskt?

Hypofysen bildas från två olika håll och blir därför uppdelad i två delar:

• Adenohypofysen (framloben)

• Neurohypofysen (bakloben)

Rathes ficka → adenohypofysen & Recessus infundibularis → neurohypofysen

Vad är Rathkes ficka?

Rathes ficka är en utbuktning från munhålans tak, den består av ektoderm och bildas runt vecka 4. Den växer uppåt mot dienecephalon och utvecklas senare till adenohypofysen

Vad är recessus infundibularis?

Recessus infundibularis kommer från diencephalon och är en utbuktning av golvet i tredje ventrikeln (infundibulum). Den växer neråt mot rathes ficka och bildar sedan neurohypofysen.

• De blir gliaceller som kallas pituicyter

• Hypotalamus skickar axoner ner i neurohypofysen

Hur utvecklas telencephalon till storhjärnshemisfärer?

Tidigt i embryoutvecklingen bildas två laterala hemisfärblåsor, dessa blåsor blir anlaget för telencephalon. Två blåsor → blir höger och vänster storhjärnshalva.

När hemisfärerna växer sker en rotation runt en axel som går genom insula. Denna rotation gör att vissa strukturer får en hästsko- eller C-form.

Hur bildas sulci och gyri?

Först bildas (fåror) sulci och sedan när fårorna bildas så pressas hjärnbarlen upp mellan dem → bildar gyri.

Hur byggs hjärnbarkens lager upp under utvecklingen?

Neuroner bildas i ventrikulärzonen → vandrar till hjärnbarken (cortex). De yngsta neuronerna hamnar ytterst, så hjärnans lager byggs inifrån → utåt. Vid v.5 finns de två zoner:

1. Ventrikulär zon:

• mkt celldelning

• upphov till neuroner och gliaceller

2. Marginalzon:

• få celler i början som sedan fylls med nervutskott

Vilka subkortikala kärnor bildas från telencephalon?

Från proliferationsområden i telencephalon (framhjärnans väggar) vandrar neuroner till djupare områden där de bildar:

• Amygdala (emotioner)

• Basala ganglierna (t.ex. nucleus caudatus, putamen)

• Claustrum

Vad är commissurbanor, associationsbanor och projectionsbanor?

• Commissurbanor → kopplar de två hemisfärerna, t.ex. corpus callosum (stora hjärnbalken).

• Associationsbanor → inom samma hemisfär.

• Projectionsbanor → till/från hjärnstam och ryggmärg.

Hur utvecklas meningerna embryologiskt?

I v. 4-5 så sker bildandet av meningerna. De utvecklas från neurallistceller och mesoderm. 

• yttre lagret blir till dura mater

• inre lagret är gemensamt från början och ger upphov till pia-arachnoidea. 

Pia arachnoidea skiljs sedan åt och då bildas subarachnoidalrummet och där kommer CSV cirkulera.