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As maravilhosas mudanças da placa neural: como passar de uma estrutura plana para uma estrutura tubular?
Durante o desenvolvimento de embriões de vertebrados, ocorre um processo importante chamado formação da placa neural, que é o processo de dobramento da placa neural no tubo neural. Quando o embrião está nesta fase, ele é chamado de nêurula. Esse processo começa com a formação da notocorda, o início do sistema nervoso central, que sinaliza ao ectoderma sobrejacente para formar a placa neural espessa e plana. À medida que a placa neural se dobra para dentro, o tubo neural resultante acabará por se diferenciar na medula espinhal e no cérebro e, por fim, no sistema nervoso central.
Simulações de computador feitas por cientistas mostram que a intercalação celular e as taxas diferenciais de crescimento são essenciais para o processo de formação da placa neural em mamíferos.
Neurogênese primária
O conceito de indução neural primária originou-se da pesquisa de Pandor em 1817. No século XX, o reconhecimento do processo de indução foi marcado por uma série de experimentos conduzidos por Hans Spemann e Warren Lewis. Spemann recebeu o Prêmio Nobel pelos experimentos de sua aluna Hilda Mangold que demonstraram a indução da camada externa do embrião.
Esses achados sugerem que, além do lábio dorsal da notocorda, muitos outros fatores, como pH baixo e fatores de crescimento, podem desencadear a indução neural. Essas descobertas desencadearam uma série de discussões sobre fatores de indução química e geraram um grande número de literatura relacionada.
Mudanças de forma
À medida que a indução neural prossegue, a forma das células da placa neural muda, tornando-se células colunares altas. Mudanças na forma e posição das células são afetadas conjuntamente pelos microtúbulos intracelulares e pela actina, um processo denominado contração apical. A deformação das células acaba fazendo com que a placa neural se achate.
Essa mudança é uma característica visível do processo de diferenciação, especialmente em alguns animais como as salamandras.
Processo de dobramento
O processo de dobramento da placa neural em uma estrutura tubular é chamado de neurulação primária. Devido a mudanças na forma da célula, a placa neural forma um ponto de articulação intermediário, que, sob a pressão da epiderme externa, faz com que a placa neural se dobre para formar dobras neurais e sulcos neurais.
A formação de dobras neurais requer a regulação de moléculas de adesão celular e, durante esse processo, a expressão da E-caderina é convertida em N-caderina e N-CAM, fechando assim o tubo neural. Os mecanismos detalhados desse processo ainda estão sob investigação, principalmente no que diz respeito ao papel que a notocorda desempenha no desenvolvimento do tubo neural.
Formação de padrões
De acordo com o modelo da bandeira francesa, a abertura da placa neural é guiada por um gradiente de produtos genéticos. No início do desenvolvimento embrionário, interações como fatores SHH e outros fatores de transcrição são críticas para a forma e a funcionalização da placa neural.
Esses sinais influenciam a produção de neurônios em diferentes áreas da placa neural, incluindo o desenvolvimento de nervos motores e sensoriais.
Neurogênese secundária
Após a neurulação primária, o desenvolvimento entra no processo de neurulação secundária quando o neuroporo caudal finalmente se fecha. Durante esse processo, algumas células do endoderma e do neuroectoderma formarão cordões medulares, que então se condensarão e se separarão, formando eventualmente uma cavidade.
O processo de neurulação secundária em humanos tem importante influência na correta formação da parte posterior da coluna vertebral. Se algo der errado durante o desenvolvimento, poderá causar problemas como retenção do cordão medular.
Desenvolvimento inicial do cérebro
A parte frontal do tubo neural forma as três partes principais do cérebro: o prosencéfalo, o mesencéfalo e o rombencéfalo. Estas estruturas aparecem inicialmente como protuberâncias chamadas vesículas cerebrais após o fechamento do tubo neural, e seu desenvolvimento e partição são controlados por uma variedade de genes.
O tubo neural inicial é composto principalmente de neuroepitélio reprodutivo, que contém células-tronco neurais importantes que darão origem a neurônios no cérebro através do processo de neurogênese.
Defeitos do tubo neural
A falha no fechamento do tubo neural durante o desenvolvimento da placa neural é um dos defeitos congênitos comuns e incapacitantes em humanos. Nesse caso, a anencefalia, onde o cérebro está subdesenvolvido, ou a espinha bífida, onde a medula espinhal não está fechada, são resultados relativamente comuns.
Esses processos biológicos complexos e misteriosos fazem as pessoas pensarem profundamente. Quantos mistérios desconhecidos existem para serem explorados por trás deles?
