Нервная система

Рис. 1. Ранний морфогенез в  эмбрионе позвоночного. Вид сзади  на развивающийся эмбрион цыпленка в первый день жизни. (А) 5-6 ч.: образование  и удлинение первичной полоски (В) 15-16 ч.: образование первичного желобка  и Гензеновского узелка. (С) 19-22 ч.: образование головного отростка и нервной пластинки. (D) 23-24 ч.: образование  нервного валика, хорды и мезодермальных сомитов.

Рис. 2. Образование нервной  трубки в эмбрионе цыпленка. (А) Диаграмма  нейруляции (В-Е) Микрофотограммы образования  нервной трубки, сделанные при  помощи сканирующего электронного микроскопа. (В) Нервная пластинка, образованная продолговатыми клетками в дорзальной области эктодермы. (С) Нервный желобок, образованный продолговатыми неирозпителиальными клетками и окруженный мезенхимальными клетками. (D) Нервные валики, покрытые уплощенными зпидермальными клетками. (Е) Нервная трубка, покрытая эпидермисом с расположенными по обеим сторонам сомитами и хордой внизу.

Рис. 3. Ранний период развития головного мозга человека. Вид  сбоку на развивающийся мозг и  схематический горизонтальный срез через пузыри. (А) На 4 неделе развития ЦНС человека состоит из трех первичных  пузырей. (В) К 6 неделе развития можно  различить пять вторичных пузырей. (С) В возрасте 2 месяцев серии  складок, сужений и утолщений  образуют различные области мозга. Дальнейшее развитие характеризуется  преимущественным ростом конечного  мозга в форме буквы «С» (показано стрелками).

Нервная пластинка затем  утолщается по своему краю, края ее приподнимаются, образуя нервные валики, которые  сливаются друг с другом по средней  линии, образуя полую нервную  трубку (рис. 2). Процесс, благодаря которому осуществляется формирование нервной  пластинки и превращение ее в  нервную трубку, называется нейруляцией  Некоторые из клеток, расположенные  по краям нервных валиков, остаются между нервной трубкой и вышележащей  эктодермой. Эти клетки формируют  нервный гребень. Клетки нервного гребня мигрируют в направлении от нервной  трубки и образуют большое разнообразие периферических тканей, в том числе  нейроны и клетки-спутники в сенсорной, симпатической и парасимпатической  нервной системе, клетки надпочечника, пигментные клетки эпидермиса, кости  и соединительные ткани в области  головы.

По мере развития в передней (головной или ростральной) части  нервной трубки формируется серия  утолщений, сужений и изгибов, образующих отдельные анатомические области мозга (рис. 3). Каудальная часть нервной трубки остается относительно простой по строению, сохраняя вид полой трубки, и в дальнейшем на ее основе формируется спинной мозг.  

1.4 Образование предшественников нервных клеток и глии

Стенка нервной трубки первоначально состоит из одного слоя быстро делящихся клеток. Каждая клетка простирается от полостного, вентрикулярного  края к наружной, пиальной поверхности. По мере того, как каждая клетка проходит свой клеточный цикл, ее ядро мигрирует  вверх и вниз от вентрикулярной (желудочковой) к пиальной поверхности (рис. 4А). Синтез ДНК происходит в то время, когда  ядро расположено у пиальной поверхности; во время деления клетки (cytokinesis) ядро лежит у вентрикулярной поверхности  и на некоторое время клетка теряет связь с пиальной поверхностью. После  деления одна или обе дочерние клетки могут потерять контакт с  вентрикулярной поверхностью и мигрировать  вверх. Этот момент является переломным: они превращаются либо в нейроны, либо в клетки глии. Если они мигрируют  в направлении от вентрикулярной зоны, большинству этих клеток суждено  стать нейронами в постмитотической фазе (то есть они уже никогда  не смогут делиться. Предшественники  глиальных клеток, с другой стороны, могут делиться даже после достижения своего окончательного месторасположения.

По мере того, как все  больше и больше формируется постмитотических клеток, нервная трубка утолщается и приобретает трехслойное строение: наиболее глубоко расположена вентрнкулярная зона (где продолжается деление клеток), затем средняя зона в виде мантии (плащевая зона), где находятся тела мигрирующих нейронов, а также  поверхностный краевой (маргинальный) слой, состоящий из отростков более  глубоко расположенных клеток (рис. 4В). Такая трехслойная структура  сохраняется в спинном и продолговатом  мозге (рис. 4С). В других областях, таких  как кора больших полушарий и  мозжечок, некоторые нейроны мигрируют  в краевую зону и формируют  корковую пластинку, которая затем  созревает и формирует взрослую кору. 

1.5 Миграция нейронов в ЦНС

Во многих областях развивающегося мозга, например в коре полушарий  и мозжечке, миграция нейронов зависит  от радиально расположенных глиальных  клеток . Эти клетки поддерживают контакты с вентрикулярной и пиальной поверхностями  нервной трубки. По мере утолщения  нервной трубки из-за продолжающегося  деления клеток в области вентрикулярного  слоя и накопления нейронов в промежуточной зоне мантии и кортикальной пластинки, радиальные клетки глии значительно удлиняются. При помощи детального изучения развития мозжечка и коры методами световой и электронной микроскопии Ракич с коллегами показали, что нейроны движутся по «этажерке» из радиально расположенных клеток глии для того, чтобы достичь своего правильного расположения в коре. Наблюдения за мутантными мышами и опыты на клетках, выращенных в культуре подтвердили данное наблюдении о миграции нейронов. Сейчас начинают описываться белки, управляющие подобной миграцией нейронов. Они представляют собой нейрональный гликопротеин, известный как астротактин (astrotactin) и изоформы семейства рецепторов интегрина к молекулам адгезии экстрацеллюлярного матрикса (о чем мы поговорим ниже).

Нейроны способны мигрировать  также и в направлении тех  областей нервной системы, где нет  радиально расположенных глиальных  клеток. Одна интересная популяция  нейронов, экспрессируюших гормоны  гонадотропина (gonadotropin-releasing hormone (GnRH)), мигрирует с периферии в ЦНС. GnRH клетки проходят расстояние около 2 мм, мигрируя из области обонятельной ямки, эктодермальное производное (плакода) которой также образует эпителий носа, в область гипоталамуса по пути предварительно спроецированного туда аксона. 

1.6 Белки адгезии внеклеточного матрикса и миграция клеток нервного гребня

В периферической нервной  системе клетки нервного гребня не мигрируют по путям предварительно спроецированного аксона или вдоль  структур глиальных клеток. Их миграция управляется механизмами привлечения  и отталкивания при контакте с  поверхностью клеток и компонентами внеклеточного матрикса. Два белка  адгезии внеклеточного матрикса, ламинин (laminin) и фибронектин (fibronectin), концентрируются вдоль путей  миграции клеток нервного гребня у  эмбриона . Агенты, которые угнетают взаимодействие между рецепторами  интегрина и компонентами внеклеточного  матрикса, блокируют перемещение in vitro клеток нервного гребня вдоль поверхности, покрытой молекулами адгезии внеклеточного  матрикса, а также миграцию in vivo клеток нервного гребня. Другой белок внеклеточного  матрикса, Ф-спондин (F-spondin), экспрессируется  в областях, граничащих с маршрутами миграции клеток нервного гребня. Он ингибирует перемещение клеток гребня, таким  образом направляя их на правильный путь

Рис. 4. Дифференцировка клеток стенок нервной трубки. (А) Расположение ядер в клетках в первичной  нервной трубке в зависимости  от стадии клеточного цикла. (В) Клетки, становясь постмитотическими, мигрируют  прочь от вентрикулярной зоны и образуют плащевую зону. Их отростки направляются в краевую зону. (С) Трехслойная  организация сохраняется в спинном  мозге. В мозжечке и головном мозге  нейроны мигрируют в краевую  зону и образуют там многослойную кору.

2. Пороки развития головного мозга 

Головной мозг (encephalon) - передний отдел центральной нервной с окружающими его оболочками расположен в полости мозгового отдела черепа. Верхняя выпуклая поверхность головного мозга соответствует своей формой внутренней поверхности свода черепа, а нижняя, более плоская, со сложным рельефом, - внутреннему основанию черепа.

Масса головного мозга  взрослого человека колеблется от 1100 до 2000 г; у мужчин в среднем она  составляет около 1394 г, а у женщин 1245 г. После 60 лет масса и объем  мозга несколько уменьшаются.

Наиболее частыми причинами  различных пороков развития головного  мозга являются неправильная закладка нервной системы или поражение  ее в период эмбрионального развития вследствие изменений генетической информации (нарушения гистогенеза  и цитоархитектоники головного  мозга) или влияние внешних факторов., некоторых инфекций, перенесенных матерью  в период беременности (токсоплазмоз, краснуха, цитомегалия, вирусный гепатит), воздействия ионизирующего излучения, травм, а также в результате вредного воздействия некоторых химических веществ. Пороки развития головного  мозга (кроме мозговых грыж), как  правило, сопровождаются олигофренией.

К основным порокам развития головного мозга относятся пороки развития системы желудочков головного  мозга и коры большого мозга, агенезии, краниосхизы.

2.1 Пороками развития системы желудочков являются:

2.1.1 порэнцефалия - появление кист различных размеров в головном мозге, сообщающихся с боковыми желудочками мозга, выстланных эпендимой. От истинной порэнцефалии следует отличать ложную, при которой кисты не сообщаются с путями оттока ликвора и образуются на месте бывших размягчений ткани головного мозга.

2.1.2 врожденная гидроцефалия - увеличение желудочков головного мозга. Гидроцефалия в результате пороков развития ц. н. с. проявляется в форме гидроаэнцефалии (сочетание врожденной гидроцефалии с выраженной атрофией больших полушарий головного мозга), гидромезэнцефалии.

Гидроцефалией, или водянкой головного мозга, называют патологическое состояние, характеризующееся увеличением  количества жидкости в полости черепа.

Различают:

а) общую гидроцефалию с  увеличением содержания жидкости в  желудочках мозга и субарахноидальном  пространстве;

б) внутреннюю, или желудочковую форму, при которой имеется избыточное содержание жидкости внутри желудочков;

в) редко наблюдающуюся  наружную гидроцефалию с избыточным содержанием жидкости в субарахноидальном  пространстве при нормальном содержании её в желудочках, которое развивается ex vacuo при атрофии мозга.

Общее количество жидкости, циркулирующее в норме в желудочках и субарахноидальном пространстве головного и спинного мозга, ровняется  в среднем 150 мл, из которых одна половина распределяется примерно поровну между  желудочками и субарахноидальным  пространством головного мозга, а вторая - находится в субарахноидальном  пространстве спинного мозга.

В последние десятилетия  считается общепринятым, что ликвор или спинномозговая жидкость вырабатывается в основном сосудистыми сплетениями, располагающимися в боковых, III и IV желудочках мозга, циркулирует по желудочковой системе мозга в направлении  боковые желудочки à отверстия  Монро à III желудочек à сильвиев водопровод à IV желудочек и через  отверстия Мажанди и Люшка  оттекает в субарахноидальное пространство. Основная масса спинномозговой жидкости резорбируется на наружной поверхности  больших полушарий.