Language
Country/Area
No result found
Perubahan menakjubkan pada lempeng saraf: bagaimana cara berubah dari struktur datar menjadi struktur tabung?
Selama perkembangan embrio vertebrata, ada proses penting yang disebut pembentukan lempeng saraf, yaitu proses pelipatan lempeng saraf ke dalam tabung saraf. Ketika embrio berada pada tahap ini, ia disebut neurula. Proses ini dimulai dengan pembentukan notochord, awal dari sistem saraf pusat, yang memberi sinyal kepada ektoderm di atasnya untuk membentuk lempeng saraf yang tebal dan datar. Saat lempeng saraf terlipat ke dalam, tabung saraf yang dihasilkan pada akhirnya akan berdiferensiasi menjadi sumsum tulang belakang dan otak, dan akhirnya menjadi sistem saraf pusat.
Simulasi komputer oleh para ilmuwan menunjukkan bahwa penyisipan sel dan tingkat pertumbuhan diferensial merupakan bagian integral dari proses pembentukan lempeng saraf pada mamalia.
Neurogenesis primer
Konsep induksi saraf primer berawal dari penelitian Pandor pada tahun 1817. Pada abad ke-20, pengakuan proses induksi ditandai oleh serangkaian eksperimen yang dilakukan oleh Hans Spemann dan Warren Lewis. Spemann dianugerahi Penghargaan Nobel untuk eksperimen yang dilakukan oleh muridnya Hilda Mangold yang menunjukkan induksi lapisan luar embrio.
Temuan ini menunjukkan bahwa selain bibir dorsal notochord, banyak faktor lain, seperti pH rendah dan faktor pertumbuhan, dapat memicu induksi saraf. Temuan ini memicu serangkaian diskusi tentang faktor induksi kimia dan memunculkan sejumlah besar literatur terkait.
Perubahan bentuk
Seiring berlanjutnya induksi saraf, bentuk sel-sel pelat saraf berubah, menjadi sel-sel kolumnar yang tinggi. Perubahan bentuk dan posisi sel dipengaruhi secara bersamaan oleh mikrotubulus intraseluler dan aktin, suatu proses yang disebut kontraksi apikal. Deformasi sel pada akhirnya menyebabkan pelat saraf menjadi rata.
Perubahan ini merupakan karakteristik yang terlihat dari proses diferensiasi, terutama pada beberapa hewan seperti salamander.
Proses pelipatan
Proses pelipatan pelat saraf menjadi struktur tubular disebut neurulasi primer. Karena perubahan bentuk sel, pelat saraf membentuk titik engsel antara, yang, di bawah tekanan epidermis eksternal, menyebabkan pelat saraf terlipat untuk membentuk lipatan saraf dan alur saraf.
Pembentukan lipatan saraf memerlukan pengaturan molekul adhesi sel, dan selama proses ini, ekspresi E-kadherin diubah menjadi N-kadherin dan N-CAM, sehingga menutup tabung saraf. Mekanisme terperinci dari proses ini masih dalam penyelidikan, khususnya mengenai peran yang dimainkan notochord dalam perkembangan tabung saraf.
Pembentukan pola
Menurut model bendera Prancis, pembukaan lempeng saraf dipandu oleh gradien produk gen. Pada awal perkembangan embrio, interaksi seperti faktor SHH dan faktor transkripsi lainnya sangat penting untuk bentuk dan fungsionalisasi lempeng saraf.
Sinyal-sinyal ini memengaruhi produksi neuron di berbagai area lempeng saraf, termasuk perkembangan saraf motorik dan sensorik.
Neurogenesis sekunder
Setelah neurulasi primer, perkembangan memasuki proses neurulasi sekunder ketika neuroporus kaudal akhirnya menutup. Selama proses ini, beberapa sel endoderm dan sel neuroektoderm akan membentuk tali sumsum, yang kemudian akan mengembun dan terpisah, akhirnya membentuk rongga.
Proses neurulasi sekunder pada manusia memiliki pengaruh penting pada pembentukan bagian posterior tulang belakang yang benar. Jika terjadi kesalahan selama perkembangan, hal itu dapat menyebabkan masalah seperti retensi sumsum tulang belakang.
Perkembangan otak awal
Bagian depan tabung saraf membentuk tiga bagian otak utama: otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Struktur ini awalnya muncul sebagai tonjolan yang disebut vesikel otak setelah penutupan tabung saraf, dan perkembangan serta pembagiannya dikendalikan oleh berbagai gen.
Tabung saraf awal sebagian besar terdiri dari neuroepitelium reproduksi, yang mengandung sel induk saraf utama yang akan menghasilkan neuron di otak melalui proses neurogenesis.
Cacat tabung saraf
Kegagalan menutupnya tabung saraf selama perkembangan lempeng saraf merupakan salah satu cacat lahir yang umum dan melumpuhkan pada manusia. Dalam kasus ini, anensefali, yaitu kondisi otak yang kurang berkembang, atau spina bifida, yaitu kondisi sumsum tulang belakang yang tidak tertutup, merupakan akibat yang relatif umum.
Proses biologis yang kompleks dan misterius ini membuat orang berpikir mendalam. Berapa banyak misteri yang belum diketahui yang dapat dieksplorasi di baliknya?
