Embryonálny vývoj centrálneho nervového systému

Centrálny nervový systém (CNS) embrya je komplexná štruktúra, ktorej vývoj je kritický pre budúci neurologický vývoj jedinca. Vývoj mozgu a centrálnej nervovej sústavy ako celku u človeka začína už počas prenatálneho života plodu.

Základ centrálnej nervovej sústavy tvorí na začiatku 3. týždňa ploténka ztluštělého ektodermu - neurálna platnička. Z nej postupne vzniká neurálna trubica, ktorá je základom mozgu a miechy, zatiaľ čo bunky neurálnej lišty prispievajú k vzniku viacerých ďalších štruktúr nervového systému.

Základná organizácia nervovej sústavy

Na čele riadiacich systémov organizmu je nervová sústava. Má schopnosť prijímať informácie o zmenách vonkajšieho a vnútorného prostredia, tieto informácie triediť, spracúvať a vytvárať výstupné signály, ktoré privádza k výkonným orgánom (efektorom), čím primerane usmerňuje ich činnosť.

Základnou štruktúrnou a funkčnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka - neurón. U človeka dosiahol vývin nervovej sústavy najvyšší stupeň.

Z hľadiska funkčného a anatomického rozdeľujeme nervovú sústavu na:

• centrálnu nervovú sústavu (CNS) - tvoria ju mozog a miecha,
• periférnu nervovú sústavu (obvodovú, PNS) - tvoria ju nervy umiestnené mimo mozgu a miechy (hlavové a miechové nervy).

Z hľadiska riadenia ju delíme na:

• mozgomiechový systém (somatický) - ovládame ho vôľou,
• autonómny nervový systém (vegetatívny) - pracuje nezávisle od našej vôle a riadi činnosť vnútorných orgánov.

Centrálna nervová sústava (CNS) je s organizmom spojená prostredníctvom periférnych nervov. Tvoria ju miecha (medulla spinalis) a mozog (encephalon).

Neurálna indukcia a vznik neurálnej platničky

Gastrulácia vytvára tri zárodočné vrstvy - ektoderm, endoderm a mezoderm. Endoderm tvorí vnútornú výstelku a niektoré orgány; ektoderm zahŕňa aj neurálnu platničku, ktorá sa zhrubne a vytvorí neurálnu trubicu, základ CNS.

Chorda je významné indukčné centrum zárodku. Embryonálna indukcia je dej riadený geneticky, pri ktorom jedno tkanivo riadi diferenciáciu druhého tkaniva, s ktorým je spravidla v tesnom kontakte.

Priľahlý ektoderm prijíma signály z chordy, na základe ktorých zhrubne a vytvorí neurálnu platničku. Morfologickou odpoveďou ektodermu na neurálnu indukciu je teda predĺženie buniek do cylindrického tvaru, ktorých osudom je stať sa nervovým systémom.

Neurálna indukcia, riadená chordou, mení osud buniek blízkeho ektodermu, ktorý sa premieňa na neuroektoderm. BMP musí byť inaktivovaný, aby sa neuroektoderm diferencoval na neurálnu platničku.

Vznik neurálnej trubice

Základ centrálnej nervovej sústavy tvorí na začiatku 3. týždňa ploténka ztluštělého ektodermu - neurálna platnička. Má tvar pantoflíčku ležiaceho v strednej čiare na dorzálnej strane embrya pred primitívnym uzlom (Hensenovým).

Laterálne okraje platničky sa zdvíhajú a vytvárajú neurálne valy. Nakoniec sa neurálne valy približujú k sebe, až zrastú a vytvoria neurálnu trubicu.

Zrastanie začína v krčnej oblasti a pokračuje kraniálnym aj kaudálnym smerom. Neurálna trubica má otvory neuroporus anterior et posterior.

Uzavieranie neuroporov postupuje kraniálne aj kaudálne a v štádiu 18-20 somitov dochádza k úplnému uzavretiu predného neuroporu na 25. deň. Uzáver zadného neuroporu sa uskutočňuje o dva dni neskôr.

Neurálna lišta

Neurálna lišta má veľký význam pre vznik mnohých buniek tela. Vzniká v oblasti spojenia neurálnej platničky s povrchovým ektodermom počas uzatvárania neurálnej trubice.

Bunky neurálnej lišty migrujú do rôznych oblastí embrya a podieľajú sa na tvorbe viacerých štruktúr periférneho nervového systému a ďalších tkanív. Počas vývoja sú dôležité signály z chordy a interakcie s ektodermom, ktoré vedú k tvorbe neurálnej platničky a následnému vzniku neurálnej trubice.

Primárne mozgové vačky

Na hlavovom konci neurálnej trubice sa počas 4. týždňa embryonálneho vývoja tvoria tri primárne mozgové vačky:

• predný mozog alebo prosencephalon,
• stredný mozog alebo mesencephalon,
• zadný mozog alebo rhombencephalon.

Súčasne sa tvoria ohyby neurálnej trubice. Týlny ohyb neboli flexura cervicalis predstavuje hranicu zadného mozgu a miechy. Temenný ohyb neboli flexura cephalica sa nachádza v oblasti stredného mozgu.

Sekundárne mozgové vačky

V 5. týždni sa prosencephalon rozdeľuje na telencephalon, čiže koncový mozog, a diencephalon, čiže medzimozog.

Rhombencephalon sa člení na metencephalon a myelencephalon. Z metencephala vznikajú Varolov most a mozoček, zatiaľ čo z myelencephala vzniká predĺžená miecha.

Vývoj dutín mozgu a miechy

Miecha má vo vnútri kanálik, canalis centralis, ktorý pokračuje do dutín mozgových vačkov. V rhombencephale vzniká 4. mozgová komora, v diencephale 3. mozgová komora a v telencephale, respektíve v mozgových hemisférach, postranné komory.

Postranné komory sú spojené s treťou komorou pomocou foramen interventriculare (Monroi). Cez mesencephalon prechádza aquaeductus mesencephali (Sylvii), ktorý spája tretiu a štvrtú mozgovú komoru.

Stropová platnička myelencephala sa skladá z jednej vrstvy ependýmových buniek, ktoré sú prekryté mezenchýmom pia mater obsahujúcim cievy. Tvorí strop 4. mozgovej komory.

Do dutiny štvrtej mozgovej komory vystupuje plexus choroideus, ktorý je miestom produkcie mozgovomiechového moku.

Vývoj miechy

Po uzatvorení neurálnej trubice sa jej kaudálna časť diferencuje na miechu. Miecha predstavuje nervové prepojenie mozgu so zvyškom tela a zabezpečuje prevod informácií medzi perifériou a mozgom.

Na priečnom priereze sa miecha skladá z bielej hmoty na povrchu a zo sivej hmoty vo vnútri. Biela hmota obsahuje myelinizované nervové dráhy, zatiaľ čo sivú hmotu tvoria najmä telá neurónov.

V priebehu vývoja sa v neurálnej trubici vytvárajú bazálna a alárna platnička. Sulcus limitans ich oddeľuje na motorickú a senzitivnú oblasť.

Bazálna platnička

Bazálna platnička obsahuje motorické neuróny. Jej bunky sa podieľajú na tvorbe motorických oblastí miechy a mozgového kmeňa.

V mieche vznikajú z bazálnej platničky motorické bunky predných rohov. Ich axóny vedú príkazy ku kostrovým svalom.

Alárna platnička

Alárna platnička obsahuje senzitivné neuróny a prijíma aferentné podnety z periférie. V mozgovom kmeni sa z nej vytvárajú viaceré senzitivné jadrá hlavových nervov.

V prosencephale je rozdelenie na bazálnu a alárnu platničku do značnej miery zotreté veľkým rozvojom alárnej platničky a redukciou platničky bazálnej.

Vývoj myelencephala a predĺženej miechy

Myelencephalon je mozgový vačok, z ktorého vzniká predĺžená miecha. Od miechy sa odlišuje roztvorením, pri ktorom alárne platničky ležia viac laterálne.

Bazálna platnička obsahuje motoneuróny zoskupené v jadrách, ktoré delíme na mediálne somatomotorické, laterálne somatomotorické a visceromotorické jadrá.

Mediálna skupina predstavuje rostrálne pokračovanie motoneurónov predných rohov miechy a pokračuje až do mesencephala. Patrí sem jadro nervus hypoglossus (XII), ktoré riadi svaly jazyka.

Laterálna skupina zahŕňa jadrá nervus glossopharyngeus (IX), nervus vagus (X) a nervus accessorius (XI). Visceromotorické jadrá inervujú srdce, hladké svalstvo a žľazy tráviacej, dýchacej a močovo-pohlavnej sústavy.

V alárnej platničke vznikajú skupiny jadier, ktoré privádzajú senzitivné a senzorické podnety. Patria sem somatické aferentné, špeciálne viscerosenzitívne a všeobecné viscerosenzitívne jadrá.

Vývoj metencephala, Varolovho mosta a mozočka

Metencephalon sa člení na Varolov most a mozoček. Varolov most je súčasťou mozgového kmeňa a vytvára nápadný oblý priečny val.

Varolov most je v dorzálnej časti rozdelený na alárnu a bazálnu platničku. Ventrálná časť mosta obsahuje dráhy prepájajúce mozgovú kôru, miechu a mozoček.

Z bazálnej platničky vznikajú motorické jadrá hlavových nervov vrátane jadier nervus abducens (VI), nervus trochlearis (IV), nervus oculomotorius (III), nervus facialis (VII) a nervus trigeminus (V).

Z alárnej platničky pochádzajú nuclei pontis, z ktorých sa časť vlákien prepája z mozgovej kôry do mozočka. Obsahuje tiež pokračovania senzitivných a senzorických jadier alárnej platničky myelencephala.

Vznik mozočka

Mozoček je súčasťou metencephala. Dorsolaterálne časti alárnej platničky sa ohýbajú mediálne a vytvárajú valy, ktoré sa pod mesencephalom stretávajú v strednej čiare.

V dôsledku prehĺbenia flexura pontis sa valy stláčajú a vytvárajú mozočkovú platničku. V 12. týždni je viditeľná malá časť vermis a dve laterálne časti - hemisféry.

Koncom 3. mesiaca fissura posterolateralis oddeľuje lobus flocculonodularis od prednej časti mozočka. Predná časť mozočka sa začiatkom 4. mesiaca delí hlbokou ryhou, fissura prima, na lobus anterior a lobus posterior.

Mozočková platnička je spočiatku tvorená tromi vrstvami: periventrikulárnou, plášťovou a marginálnou.

Ďalší vývoj mozočka je komplikovaný vytvorením dvoch germinálnych vrstiev. Neuroblasty z vnútornej germinálnej vrstvy migrujú smerom k povrchu mozočka a diferencujú sa z nich Purkyňove a Golgiho bunky.

Z buniek, ktoré nemigrovali, sa diferencujú neuróny mozočkových jadier. Neuroblasty z vonkajšej germinálnej vrstvy migrujú pozdĺž radiálnej glie do hĺbky mozočka a diferencujú sa z nich granulárne, hviezdicovité a košíčkovité bunky.

Gliové bunky pochádzajú z oboch germinálnych vrstiev. Mozočkové jadrá sú diferencované ešte pred narodením, ale kôra mozočka dosahuje svoje definitívne usporiadanie až po narodení.

Vývoj mesencephala

Mesencephalon je stredný mozog a zostáva relatívne jednoduchším oddielom mozgu. V bazálnej platničke sa nachádzajú dve skupiny motorických jadier.

Mediálna skupina obsahuje jadrá, z ktorých vystupujú axóny inervujúce okohybné svaly cestou nervus oculomotorius (III) a nervus trochlearis (IV).

Malé visceromotorické jadro nucleus accessorius nervi oculomotorii obsahuje pregangliové axóny, ktoré po prepájaní v ganglion ciliare inervujú m. sphincter pupillae a m. ciliaris.

Pod bazálnou platničkou, v jej marginálnej zóne, vznikajú crura cerebri. Prechádzajú nimi axóny z mozgovej kôry do centier v predĺženej mieche.

Štvorhrbolie

V alárnej platničke sú spočiatku viditeľné dva pozdĺžne hrbolčeky oddelené plytkým žliabkom v strednej čiare. Priečny žliabok ich rozdelí a vzniká štvorhrbolie s párovými colliculi superiores et inferiores.

Colliculi superiores a oblasť pred nimi sú centrom zrakových reflexov. V colliculi inferiores sa prepája sluchová dráha.

Štvorhrbolie sa formuje počas niekoľkých vĺn migrácie neuroblastov, ktoré smerujú vždy do povrchovejšej vrstvy. Nucleus ruber a substantia nigra pochádzajú z neuroblastov alárnej platničky.

Vývoj prosencephala

Prosencephalon je najšpecializovanejšia časť CNS. Telencephalon a diencephalon sú derivátmi alárnej a stropovej platničky a bazálna platnička nie je v prednom mozgu výrazne vytvorená.

Segmentácia je v prednom mozgu iba naznačená a naznačené segmenty sa opisujú ako prosoméry.

Vývoj diencephala

Diencephalon vzniká zo strednej časti prosencephala. Spodinová a bazálna platnička nie sú výrazne rozlíšené.

Oblasti stropovej platničky zodpovedá v prednej časti diencephala vrstva ependýmových buniek, ktorú pokrýva vaskularizovaný mezenchým. Spolu tvoria strop tretej mozgovej komory, tela choroidea ventriculi tertii.

Epithalamus a epifýza

V zadnej časti stropovej platničky sa diferencuje epithalamus s epifýzou, corpus pineale. Epifýza sa zakladá ako zhrubnutie ependýmu, ktoré sa v 7. týždni začína vychlipovať.

Nakoniec sa vyvíja v solidný orgán zasahujúci až medzi colliculi superiores. Produkuje melatonín, ktorý sa uplatňuje v regulácii hormonálnych a cirkadiánnych rytmov ako reakcia na striedanie svetla a tmy.

Thalamus

Thalamus vzniká z dorzálnej časti alárnej platničky. Proliferačná aktivita buniek v oblasti thalamu spôsobuje jeho vyklenutie do dutiny tretej mozgovej komory a často aj zrast oboch strán, adhesio interthalamica.

Thalamus je najväčšou časťou diencephala. Jeho jadrá prepájajú impulzy z periférnych receptorov do príslušnej oblasti mozgovej kôry.

Vstup zrakových a sluchových podnetov sa prepája v jadrách metathalamu, corpus geniculatum mediale et laterale. Thalamus sprostredkúva reakcie na rozličné podnety, ako sú čuch, chuť, dotyk a bolesť, a citovo ich zafarbuje.

Hypothalamus

Hypothalamus vzniká z ventrálnej časti alárnej platničky. Postupne sa diferencuje na viacero jadier a oblastí, ktoré sa podieľajú na riadení viscerálnych funkcií.

Hypothalamus sa uplatňuje pri regulácii trávenia, telesnej teploty, emočného správania a spánku. Jedným z takýchto jadier je corpus mamillare, ktoré je viditeľné na ventrálnom povrchu hypothalamu.

Vývoj hypofýzy

Hypofýza má dva odlišné embryonálne pôvody. Zadná časť hypofýzy vzniká ako výrastok diencephala v oblasti infundibula.

Predná časť vzniká z ektodermovej Rathkeho výchlipky v strope stomodea. V 3. týždni je Rathkeho výchlipka už viditeľná, postupne rastie dorzálnym smerom k infundibulu a koncom 2. mesiaca stráca spojenie s ústnou dutinou.

Počas ďalšieho vývoja bunky v prednej stene Rathkeho výchlipky proliferujú a diferencujú sa na bunky predného laloka hypofýzy, adenohypofýzy. Jej malý výbežok, pars tuberalis, obklopuje stopku hypofýzy.

Zo zadnej steny Rathkeho výchlipky vzniká pars intermedia. Zadný lalok hypofýzy, neurohypofýza, sa diferencuje z pituocytov, ktoré sú modifikovanou neurogliou a obsahujú nervové vlákna z hypothalamu.

Vývoj telencephala a mozgových hemisfér

Telencephalon je najrostrálnejší z mozgových vačkov. Skladá sa z dvoch laterálnych výchlipiek hemisfér a zo strednej časti, lamina terminalis.

Hemisféry vznikajú na začiatku 5. týždňa vývoja ako vyklenutia laterálnej steny prosencephala. Vo vnútri hemisfér sa nachádzajú dutiny postranných komôr, ventriculi laterales, ktoré komunikujú s treťou komorou otvorom foramen interventriculare.

Bazálna časť hemisfér začína v polovici 2. mesiaca rásť a vyklenovať sa do dutiny postranných komôr. Táto časť je základom sivej hmoty bazálnych ganglií.

Najväčšia centrálna časť bazálnych ganglií sa podľa žíhaného vzhľadu v priečnych rezoch nazýva corpus striatum. Svazky nervových vlákien smerujúce z mozgovej kôry do mozgového kmeňa rozdeľujú striatum na dorsomediálne nucleus caudatus a ventrolaterálne nucleus lentiformis.

Svazok nervových vlákien, ktorý rozdeľuje striatum na dve časti, sa nazýva capsula interna.

Postranné komory a hippocampus

Na mediálnej stene hemisféry nedochádza k tvorbe neuroblastov, a preto je táto stena tvorená iba ependýmovými bunkami.

Ependýmové bunky sú prekryté vaskularizovaným mezenchýmom a podieľajú sa na tvorbe plexus choroideus. V dôsledku nerovnomerného rastu sa plexus choroideus ventriculi lateralis vyklenuje z mediálnej strany do postranných komôr.

Stena hemisfér sa zhrubšuje tesne nad plexus choroideus a vytvára hippocampus, ktorý sa vyklenúva do postrannej komory.

Rast hemisfér a vznik mozgových lalokov

S ďalším rastom hemisféra nalieha zhora a zo strany na diencephalon a dostáva sa do tesného kontaktu s thalamom. Nakoniec prerastá aj cez mesencephalon a mozoček.

Prerastaním smerom dopredu a nadol vznikajú čelné, temenné, spánkové a tylové laloky. Na povrchu mozgových hemisfér sa postupne vytvárajú početné gyri, oddelené brázdami sulci a hlbokými brázdami fissurae.

Vývoj mozgovej kôry

Na povrchu hemisféry sa nachádza mozgový plášť, pallium, ktorý je základom mozgovej kôry, cortex cerebri.

Pallium sa delí na tri časti, ktoré sa líšia vývojovým vekom:

• paleopallium - nachádza sa tesne laterálne od striata,
• archipallium - nachádza sa v mediálnych častiach telencephala,
• neopallium - diferencuje sa medzi paleopallium a archipallium.

Paleopallium a archipallium sa diferencujú na trojvrstvový paleokortex a archikortex. Najväčšia plocha hemisfér, neopallium, sa diferencuje na neokortex.

Migrácia neuroblastov

Neuroblasty, ktoré putujú k subpiálnemu povrchu cez vrstvy vytvorené skôr, sa diferencujú na neuróny.

Neuroblasty, ktoré migrujú ako prvé, sú v kôre uložené najhlbšie. Posledná vlna neuroblastov sa ukladá najbližšie k povrchu mozgu.

Pri narodení je mozgová kôra už stratifikovaná vďaka pokročilej diferenciácii buniek vo vrstvách. Motorická oblasť kôry obsahuje veľké množstvo pyramidových buniek, zatiaľ čo senzitivná oblasť obsahuje najmä granulárne neuróny.

Biela hmota hemisfér vzniká rastom a myelinizáciou dráh v priestore medzi pallium a bazálnymi gangliami.

Vývoj insuly

Oblasť kôry, ktorá prekrýva striatum, spomaľuje svoj rast a okolité časti ju začínajú prekrývať. To vedie k jej relatívnemu zanořeniu.

Táto oblasť sa nazýva insula. Na konci prenatálneho vývoja je takmer úplne prekrytá okolitými oblasťami hemisféry a vzniká fossa lateralis cerebri.

Vývoj čuchového systému a komisúr

Pri diferenciácii čuchovej plakody vznikajú senzorické neuróny čuchového epitelu. Ich axóny vrastajú do bulbus olfactorius na spodine telencephala.

V bulbus olfactorius sa vytvárajú synaptické spojenia so sekundárnymi neurónmi. V 7. týždni sú tieto spojenia dobre vytvorené.

S postupným rastom mozgu sa bulbus zväčšuje a axóny sekundárnych neurónov v tractus olfactorius sa predlžujú.

V mozgu sa vytvárajú viaceré zväzky nervových vlákien, ktoré prepájajú korové oblasti pravej a ľavej hemisféry, commissurae cerebri.

Ako prvá vzniká commissura anterior, ktorá prepája čuchové korové oblasti a kôru spánkového laloka. Vyvíja sa v komisurálnej platničke v 5. týždni vývoja ako zhrubnutie lamina terminalis.

Druhou komisúrou je commissura fornicis, ktorej vlákna prepájajú pravý a ľavý gyrus parahippocampalis a hippocampové formácie.

Vývoj corpus callosum

Najdôležitejším komisurálnym spojom je corpus callosum. Objavuje sa v 10. týždni a spája rozsiahle oblasti mozgovej kôry pravej a ľavej hemisféry s výnimkou čuchovej oblasti a spánkových lalokov.

Vývoj nervových buniek a glií

Počas dozrievania nervového systému dochádza k rastu počtu aj veľkosti rôznych nervových štruktúr. V prvom rade ide o rast nervových buniek - neurónov, ktoré sú základnými stavebnými a funkčnými jednotkami nervového systému.

Ďalej dochádza k rastu neuroglií alebo gliových buniek. Tieto bunky sú podpornými nervovými bunkami a spolu s neurónmi tvoria nervové tkanivo.

Aby nervové bunky mohli medzi sebou komunikovať, vytvárajú sa medzi nimi vzájomné spojenia, synapsy. Práve ony umožňujú prenos nervových impulzov a podnetov, ktoré vnímame ako informácie.

V CNS sa okrem neurónov nachádza niekoľkonásobne väčšie množstvo podporných buniek - neuroglií. Ich úlohou je neuróny izolovať, odstraňovať patogény a pomáhať ich vyživovať.

Najpočetnejšie sú astrocyty, ktoré sprostredkúvajú transport látok z krvi do neurónov, vytvárajú hematoencefalickú bariéru a po mechanickom poškodení tkaniva vytvárajú zátku, čiže jazvu.

Oligodendrocyty vytvárajú myelínovú pošvu axónov, mikrogliové bunky majú schopnosť fagocytózy a ependýmové bunky vystielajú mozgové komory.

Vysoko špecializované neuróny neobsahujú centrozóm, a tak až na vzácne výnimky strácajú schopnosť mitotického delenia a po odumretí sa nedokážu obnoviť. Gliové bunky si na rozdiel od nich zachovávajú schopnosť delenia po celý život.

Myelinizácia a gyrifikácia

Dôležitým procesom je myelinizácia mozgu. Ide o tvorbu myelínových pošiev okolo nervových vlákien, ktoré sú nepostrádateľné pre správne fungovanie mozgu.

U človeka sa ich vývoj začína už v 20. týždni embryonálneho vývoja. Myelínová pošva urýchľuje vedenie vzruchov a zvyšuje funkčnú účinnosť nervových dráh.

Ďalším významným procesom je gyrifikácia. Ide o embryonálny proces, pri ktorom dochádza k tvorbe mozgových gyrov, čiže závitov.

U človeka sa gyrifikácia začína v 22. týždni a končí v 40. týždni vnútromaternicového vývinu. V tomto čase už počet závitov a zárezov zodpovedá dospelému mozgu.

Vývoj miechy a reflexných dráh

Miecha je valcovitý povrazec dlhý približne 40-45 cm a s priemerom približne 1 cm, ktorý je uložený v chrbticovom kanáli.

Na priečnom priereze má sivá hmota tvar písmena H alebo motýlích krídel. Predné miechové rohy obsahujú motorické neuróny, zadné miechové rohy prijímajú senzitívne signály a bočné rohy obsahujú bunky autonómneho nervového systému.

Predné a zadné miechové korene sa spájajú a vytvárajú zmiešaný miechový nerv. Z miechy odstupuje celkovo 31 párov miechových nervov.

Miecha okrem prevodovej funkcie predstavuje aj dôležité reflexné ústredie. Reflex je automatická fyziologická odpoveď organizmu na podráždenie a prebieha po dráhe nazývanej reflexný oblúk.

Reflexný oblúk sa skladá z receptora, dostredivej dráhy, reflexného centra, odstredivého vedenia a efektora.

Podľa zložitosti rozdeľujeme reflexy na monosynaptické a polysynaptické. Monosynaptické reflexy sú najjednoduchšie, zatiaľ čo polysynaptické reflexy obsahujú medzi senzitívnym a motorickým neurónom jeden alebo viac interneurónov.

Prvé reflexy embrya

Keď sa ľudský život začína vyvíjať v maternici, dochádza k prvým jemným pohybom reflexnej súhry. Tieto počiatočné reflexy sa objavujú v prvých dňoch života embrya a zabezpečujú základné biologické funkcie, ktoré pomáhajú plodu počas vývoja.

Reflexná súhra je dôležitá pre neurologický rast a vytvára zložitú sieť spojení medzi neurónmi a synapsami v mozgu. To umožňuje pohybovú koordináciu, učenie, tvorbu pamäti, spracovanie jazyka a psychologický vývoj.

Reflexná integrácia zahŕňa prepojenie rôznych reakcií z rôznych častí tela, aby mohli harmonicky spolupracovať. Prenatálny vývoj týchto reflexov prispieva k bezpečnému pôrodu dieťaťa.

Niekoľko kľúčových reflexov uľahčuje plodu prechod pôrodnými cestami tým, že napomáha pohybu a rotácii. Asymetrický tonický reflex krku (ATNR) zohráva dôležitú úlohu pri rotácii pôrodnými cestami.

ATNR pripomína vývrtkový efekt, ktorý podporuje otáčanie tela plodu počas prechodu pôrodnými cestami. Morov reflex sa spúšťa v dôsledku náhlych prekvapení, ako sú hlasný hluk alebo zmena svetla.

Po narodení sa vývoj reflexov nekončí. Viaceré reflexy, ktoré sa formovali v maternici, sa u novorodenca stávajú zreteľnejšími a pozorovateľnejšími.

Napríklad sací reflex spúšťa pohyby v ústach dieťaťa, ktoré mu umožňujú sať z matkinho prsníka a prehĺtať.

Keď sa reflexy objavia počas prvých týždňov a mesiacov života, dojčatá sa ich musia naučiť integrovať do vyvíjajúceho sa nervového systému. Postupom času sa niektoré reflexy nahradia inými, pretože sa vyvíjajú nové.

Primitívne reflexy sú základom, na ktorom je postavený nervový systém, a ich neintegrované formy môžu viesť k narušeniu komunikácie v nervovom systéme.

Vývoj CNS podľa týždňov tehotenstva

Deviaty gestačný týždeň

Maximálna dĺžka embrya sa pohybuje medzi 15-21 mm. Začiatkom deviateho gestačného týždňa sa v hlavovej časti embrya najnápadnejšie zobrazuje anechogénna štruktúra rhombencefalickej dutiny, základ budúcej štvrtej mozgovej komory.

V priebehu deviateho gestačného týždňa možno diferencovať ďalšie oddiely centrálneho nervového systému. Dochádza k významnému nárastu mozgových hemisfér a koncom deviateho týždňa je možné zaznamenať pohyby embrya.

Desiaty gestačný týždeň

Hodnota temenno-kostrčnej vzdialenosti (CRL) sa pohybuje medzi 22-30 mm. Vývoj mozgových oddielov pokračuje spolu s diferenciáciou ostatných orgánových systémov.

Jedenásty gestačný týždeň

Začína sa fetálne obdobie a o zárodku hovoríme ako o plode. Hodnota CRL sa pohybuje medzi 31-40 mm.

Na plode možno zreteľne diferencovať jednotlivé anatomické oddiely. Je možné získať profil tváre, na ktorom sa dá rozlíšiť nos, horná aj dolná čeľusť.

Dajú sa posúdiť horné aj dolné končatiny s postupným kostnatením stredných úsekov dlhých kostí. Je možné zmerať dĺžku stehennej kosti.

Vývoj mozgu po narodení

Vývoj mozgu a centrálnej nervovej sústavy pokračuje aj po narodení. Tento proces následne pokračuje niekoľko prvých rokov života a je kľúčový pre rozvoj kognitívnych schopností dieťaťa.

V prvom roku života neustále sledujeme zmeny psychomotorického vývoja. Dieťa sa z ležiaceho bábätka vďaka zdokonaľovaniu mozgu mení na samostatnú bytosť.

Pokroky vidíme v zlepšujúcej sa motorike, v rozvoji reči, vo vnímaní okolia a v rozvoji vnímania seba samého.

Počet neurónov v mozgu dospelého človeka sa odhaduje na 50 miliárd a počet synapsií až na milión miliárd. Nervové bunky sa počas života spravidla nedelia, a preto nie je možné jednoducho nahradiť staré neuróny novými.

Hormóny štítnej žľazy a jód

Hormóny štítnej žľazy majú nezastupiteľný význam pre normálny vývoj mozgu a nervového systému plodu.

V priebehu prvého trimestra je embryo úplne závislé od dostatočného prísunu hormónov štítnej žľazy matky, ktoré prechádzajú placentou.

Pre správny vnútromaternicový vývoj dieťaťa je preto zásadné diagnostikovať poruchy tvorby hormónov štítnej žľazy v zmysle hypotyreózy alebo hypertyreózy už v tomto období v rámci skríningu tehotných žien.

Približne od 12. týždňa začína štítna žľaza embrya pracovať sama, ale adekvátnu koncentráciu hormónov štítnej žľazy vytvára až v 18. až 20. týždni.

Jód je základným stavebným kameňom hormónov štítnej žľazy. Dostatočný denný príjem jódu predstavuje približne 150-200 mikrogramov denne, pričom počas tehotenstva sa odporúčané množstvo zvyšuje približne na 250 mikrogramov denne.

Vhodným zdrojom jódu sú predovšetkým mliečne výrobky, morské plody, vajcia, mäso, hydina a jodidovaná soľ.

Neliečená hypertyreóza počas tehotenstva môže viesť k potratu, predčasnému pôrodu, nízkej pôrodnej hmotnosti alebo k preeklampsii u matky.

Gény, teratogény a vrodené anomálie

Vývoj CNS je výsledkom presnej spolupráce genetických programov, bunkovej proliferácie, migrácie, diferenciácie a vonkajších signálov.

Výskumníci skúmali vplyv génov a genetických faktorov na vývoj embrya. Mutácie génu TGFBR1 u ľudí spôsobujú genetické ochorenie spojivového tkaniva, Loeysovho-Dietzovho syndrómu.

Faktory, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú vývoj zárodku, sa nazývajú teratogény. Kritické obdobie zvýšenej vnímavosti na ne je medzi 3. a 9. týždňom vývoja.

Vplyvom teratogénov v tomto období zárodok buď odumrie, alebo vznikajú ťažké vývojové chyby.

Vrodené anomálie môžu byť výsledkom jedného alebo viacerých genetických, infekčných, výživových alebo environmentálnych faktorov. Niektorým vrodeným anomáliám možno predchádzať odstránením rizikových faktorov alebo posilnením ochranných faktorov.

Genetické faktory

Gény zohrávajú dôležitú úlohu pri mnohých vrodených anomáliách. Abnormálne gény zdedené od rodičov môžu byť dominantné alebo recesívne.

Príbuzenstvo rodičov zvyšuje výskyt zriedkavých genetických vrodených anomálií a takmer zdvojnásobuje riziko úmrtia novorodencov a detí, mentálneho postihnutia a ďalších porúch.

Vonkajšie faktory

Vystavenie matky pesticídom a iným chemikáliám, niektorým liekom, alkoholu, tabaku a ožarovaniu počas tehotenstva môže zvýšiť riziko postihnutia plodu alebo novorodenca vrodenými anomáliami.

Nadmerné požívanie alkoholu počas tehotenstva môže viesť k mentálnemu zaostávaniu vo vývoji. Drogy a omamné látky môžu prechádzať placentou aj do materského mlieka.

Silným teratogénom je ionizujúce žiarenie. Jeho vysoké dávky môžu vyvolať vrodené chyby mozgu a skeletu.

Negatívny vplyv môžu mať aj vibrácie, silné zvuky a prudké blikanie svetla. Vek matky je tiež rizikovým faktorom pre abnormálny vnútromaternicový vývoj plodu.

Infekcie počas tehotenstva

Negatívny vplyv na plod môže mať ochorenie matky. Medzi najznámejšie teratogénne vírusové ochorenia patrí rubeola.

Najväčšie riziko predstavuje rubeola v prvom trimestri, keď môže viesť k vážnym poruchám oka, srdca, mozgu a ucha. Nepriaznivé účinky môžu mať aj parazitárne a bakteriálne nákazy, napríklad toxoplazmóza a syfilis.

Diagnostika vývojových porúch

Vrodené anomálie sú častými príčinami úmrtí novorodencov a detí. Vývojové chyby možno diagnostikovať viacerými metódami.

Medzi prenatálne diagnostické metódy patria genetické testy, ultrazvuk a ďalšie skríningové vyšetrenia. Prenatálna diagnostika sa využíva najmä pri plodoch ohrozených dedičnou chorobou alebo pri rizikových tehotenstvách.

Anomálie vo vývoji sa môžu v dôsledku genetických či rizikových faktorov vyskytnúť v každom systéme ľudského tela a ťažko sa predpovedajú.

Význam prostredia a každodenných návykov

Vývoj dieťaťa vo veľkej miere ovplyvňuje prostredie, v ktorom vyrastá, a jeho najbližší. Láskyplná výchova a bezpečné prostredie pre rast prinášajú deťom lepšie komunikačné schopnosti, psychickú vyrovnanosť a lepšie zvládanie stresu.

Nemenej dôležité ako prostredie sú každodenné návyky. Pre zdravý vývoj je potrebný dostatok spánku, počas ktorého sa organizmus vyvíja.

Dôležitá je aj správna skladba výživy so zastúpením potrebných makroživín, teda tukov, cukrov a bielkovín, ako aj mikroživín, medzi ktoré patria vitamíny a minerály.

Pre zdravý vývoj je potrebný aj pobyt vonku, ktorý môže podporovať kognitívne schopnosti dieťaťa.

Omega-3 mastné kyseliny a vývoj nervového systému

Medzi omega-3 mastné kyseliny patria najmä EPA, teda kyselina eikosapentaénová, a DHA, čiže kyselina dokozahexaénová.

Nachádzajú sa najmä v rybom oleji, ktorého zdrojom sú tučné ryby zo studených morí, napríklad losos, makrela, sardinka a sleď, ale aj v niektorých morských riasach a planktóne.

K omega-3 mastným kyselinám patrí aj ALA, kyselina alfalinolénová, ktorú možno nájsť v semienkach, orechoch a olejoch z nich.

DHA je dôležitou súčasťou nervového tkaniva a jej dostatočný príjem je významný pre zdravý rast mozgu.

Príjem omega-3 mastných kyselín počas tehotenstva môže podporovať vývoj nervového systému a kognitívnych schopností. Dostatok omega-3 mastných kyselín je dôležitý aj v ranej výžive dojčiat a starších detí.

Nie je možné s určitosťou povedať, že suplementácia omega-3 mastnými kyselinami spôsobí, že dieťa začne skôr hovoriť. Dostupné štúdie však naznačujú súvislosť medzi týmito látkami a rozvojom kognitívnych funkcií.

Embryonálny vývoj a nádory CNS

Embryonálne nádory centrálneho nervového systému vznikajú z veľmi skorých buniek, ktoré zostali v tele dieťaťa po narodení a namiesto dozrievania do normálnych tkanív začnú abnormálne rásť.

Embryonálne nádory CNS sa vyskytujú najmä u dojčiat, malých detí a občas aj u dospievajúcich. Podtyp a biologické vlastnosti nádoru určujú liečebný plán.

Meduloblastóm

Meduloblastóm je najčastejší malígny nádor mozgu u detí a zvyčajne začína v mozočku. V súčasnosti sa klasifikuje do molekulárnych podskupín WNT, SHH, skupina 3 a skupina 4, ktoré ovplyvňujú prognózu a liečbu.

Meduloblastóm často dobre reaguje na kombinovanú liečbu. Riziková skupina zohľadňuje vek, rozsah ochorenia, metastázy, reziduálny nádor po operácii a molekulárny podtyp.

Atypický teratoidný/rabdoidný nádor

Atypický teratoidný/rabdoidný nádor (ATRT) je zriedkavý a agresívny nádor mozgu, ktorý sa často vyskytuje u veľmi malých detí.

ATRT súvisí s mutáciami SMARCB1/INI1 alebo SMARCA4 a vyžaduje špecializovanú liečbu.

Embryonálne nádory s viacvrstvovými rozetami

Embryonálne nádory s viacvrstvovými rozetami (ETMR) sú zriedkavé, rýchlo rastúce nádory mozgu u dojčiat a batoliat.

Spoločným znakom týchto nádorov je pozitivita LIN28A a amplifikácia lokusu 19q13.42, ktorý zahŕňa klaster C19MC obsahujúci gény pre mikroRNA.

V patogenéze ochorenia zohráva významnú úlohu dysregulácia epigenetických modifikátorov. Tieto nádory sa pozorujú u najmenších detí a vyžadujú odbornú, intenzívnu starostlivosť.

Diagnostika a liečba nádorov CNS

Diagnóza nádorov CNS kombinuje klinické vyšetrenie, zobrazovacie metódy, laboratórne testy a odber vzorky tkaniva, ak je to bezpečné a potrebné.

MRI je vhodná na vyšetrenie mozgu, chrbtice a mäkkých tkanív, pretože poskytuje detailnú anatómiu a nevyužíva ionizujúce žiarenie.

Lumbálna punkcia a MRI sa pri určitých mozgových nádoroch používajú na posúdenie šírenia ochorenia mozgovomiechovým mokom, ak je to vhodné.

Biopsia potvrdzuje diagnózu vo väčšine nádorov, ale pri retinoblastóme sa jej vyhýba pre riziko šírenia nádoru.

Liečba nádorov CNS je individualizovaná podľa typu nádoru, štádia, molekulárnych vlastností, veku dieťaťa a celkového zdravotného stavu.

Chirurgická liečba smeruje k čo najbezpečnejšiemu odstráneniu nádoru, potvrdeniu diagnózy, zníženiu vnútrolebečného tlaku a dosiahnutiu dlhodobej kontroly ochorenia.

Chemoterapia sa môže použiť pred operáciou na zmenšenie nádoru, po operácii na zničenie zvyškových buniek alebo v oboch situáciách.

Presné ožarovanie sa používa vtedy, keď je potrebné kontrolovať lokálne ochorenie alebo jeho šírenie. U mladších detí sa ožarovanie znižuje alebo odkladá, aby sa obmedzila neurotoxicita.

Pri plánovaní liečby sa sleduje ochrana vyvíjajúceho sa mozgu, sluchu, zraku, endokrinných orgánov, kognitívnych funkcií, srdca, pľúc a plodnosti.

Význam včasného rozpoznania neurologických príznakov

Poruchy vývoja CNS môžu viesť k závažným vrodeným chybám. Pretrvávajúce alebo nezvyčajné neurologické príznaky u dieťaťa si preto vyžadujú pediatrické vyšetrenie.

Medzi varovné príznaky patria ranné bolesti hlavy, vracanie bez hnačky, problémy s rovnováhou, nemotornosť, zmeny videnia, abnormálne pohyby očí, podráždenosť, ospalosť, záchvaty alebo vývojová regresia.

Rovnako významné sú oneskorenie alebo strata už nadobudnutých motorických, rečových a kognitívnych schopností, pretože môžu signalizovať poruchu dozrievania nervového systému alebo získané neurologické ochorenie.

tags: #embryo #vyvoj #centralneho #nervoveho #systemu