Sinir Sisteminin Gelişimi Prof.Dr.Murat AKKUŞ
SİNİR SİSTEMİNİN GELİŞİMİ Sinir sistemi morfolojik olarak iki bölüme ayrılır 1- Merkezi sinir sistemi (MSS) -Serebrum, Serebellum, Medulla Spinalis. 2- Periferik sinir sistemi (PSS) -Beyin ve medulla spinalis ten çıkan kranial ve spinal sinirler -Ganglionlar
Sinir sisitemi fonksiyonel olarak ise iki kısıma ayrılır. 1-Somatik Sinir Sistemi 2-Otonomik Sinir Sistemi Sempatik Sinir Sistemi Parasempatik Sinir Sistemi
SİNİR SİSTEMİNİN GELİŞİMİ Nörulasyon; 3. haftanın başlarında primitif düğümün önünde ve embriyo 4-6 somit evresindeyken terlik biçimli kalınlaşmış bir nöral plak belirir. Önce nöral plağın lateral kenarları kısa bir süre sonra nöral katlantıları oluşturmak üzere yukarıya doğru kıvrılır. Daha sonra nöral katlantılar birleşerek nöral tüpü (kanalis nöralis) oluşturur..
Nöral tüpteki kaynaşma sırasıyla servikal, kaudal ve sefalik yönde gerçekleşir Nöral tüp kapanana kadar nöral tüpte anterior ve posterior delikcikler bulunur ve nöral tüp bu zamana kadar amniyon boşluğuyla ilişkilidir. Nöral tübün Anteroior delikçiği (nöroporus anterior) 25. gün (18-20 somit), posterior delikçik 27-28. günlerde (30-32 somit) kapanır. 28. günden itibaren nöral tübün sefalik ucunda primer beyin vezikülleri adı varilen üç dilatasyon bölgesi vardır. Prosensefalon, mezensefalon, rhombensefalon.
Sefalik bölgede primer beyin vezikülleri ile eş zamanlı olarak iki tane fleksür oluşur. A) servikal, b) sefalik (pontin) fleksürü. Embriyo 5 haftalık olduğunda, prosensefalon iki parçadan ibarettir: a)bir orta bölge ve iki lateral çıkıntıdan (primitif serebral hemisferler) oluşan telensefalon b) optik veziküllerin dışa doğru büyümesiyle karakterize diensefalon. Mezansefalon rombensefalondan, rombensefalik isrhimus adlı derin bir yarıkla ayrılır. rombensefalon da iki parçadan oluşur: a)daha sonra pons ve serebellumu oluşturacak olan metansefalon ve b) myelensefalon. Bu iki parça arasınski sınır,sefalik ( pontin) fleksür tarafındn oluşturulur.
Nöral kanal beynin ventriküler sistemi ve medulla spinalisin kanalis sentralisini yapar. Nöral tübün dorsoventral görünümü sonic hedgehog (shh) geni, pax genleri, kemik morfogenik proteinleri (bmp) ve bir transforming growth faktör (TGF- β) olan dorsalin in katkısıyla oluşur. Eğer yukarıda bahsedilen yapılar olmazsa, MSS ve somitler gelişmez.
OMURİLİĞİN GELİŞİMİ (spinal kord) 4. çift somitin kaudalinde kalan nöral tüp ten gelişir. Kapanan nöral tübü duvarı nöroepitelyal hücrelerden oluşur. Nöroepitelyal hücreleri duvarın tüm kalınlığı boyunca ilerleyerek,kaın bir yalancı çok katlı( pseudostratifiye) epitel oluşturur. Nöroepitelyal hücreleri birbirleriyle birleşim kompleksleri aracılığıyla bağlantı kurarlar ve daha sonra bu hücreler hızlı böünmeye başlayarak daha çok nöroepitelyal hücresi üretirler.
Nöral tübün kapanmasıyla bu hücreler nöroblastları oluşturur. Nöroblastlar nöroepitelyal tabakanın çevresinde mantle tabakası olarak bilinen bir örtü oluştururlar. Mantle tabakası daha sonra spinal kordun gri cevherini ( substantia grisea)yapar. Spinal kordun en dış katmanı, mantle tabakasındaki nöroblastlardan çıkan sinir lifleri içerir ve marjinal tabaka olarak bilinir. Marginal tabaka sinir liflerinin myelinizasyonu sonucu beyaz bir görünüm kazandığından spinal kordun beyaz cevheri(substantia alba) adıyla bilinir. Nöral tüpün yan duvarları ise kalınlaşır.
Bazal,Alar,Tavan Ve Taban Plakları Mantle tabakasına sürekli biçimde yeni nöroblstların katılmasının bir sonucu olarak, nöral tübün iki yanında,dorsal ve birde ventral kalınlaşma ortaya çıkar. Bazal plaklar olarak bilinen ventral kalınlaşmalar, ventral motor boynuz hücrelerini içerir ve spinal kordun motor bölgelerini oluştururken, alar plaklar denilen dorsal kalınlaşmalar da duyu bölgelerini meydana getirirler. Bu iki kalınlaşma bölgesi arasındaki sınırı, sulkus limitans adlı uzunlamasına bir oluk belirler. Nöral tübün sırasıyla tavan ve taban plakları olarak bilinen dorsal ve ventral orta hat bölgelerinde nörobastlar yoktur. Bu bölgelerin işlevi bir taraftan diğer tarafa geçen sinir liflerine zemin oluşturmaktır.
Ventral motor boynuz ve dorsal duyu boynuzlarına ek olarak, bu iki bölge arasında kümelenen bir grup nöron, küçük bir ara boynuz intermediate boynuz- daha oluşturur. Bu boynuzda otonom sinir sisteminin sempatik kısmına ait nöronlar bulunur ve bu yapıya sadece spinal kordun torasik(t1-t12) ve üst lumbar(l1-l3) bölgelerinde rastlanır.
Histolojik Farklanma Nöroblast: Başlangıçta geçici dendrit ihtiva eder, apolar, bipolar, primitif akson, primitif dendrit, multipolar nöroblast, omuriliğin ventral motor kökü aksonları
Glioblast: Makroglia Manto tabakasında astrositler Esas olarak marjinal tabakadaoligodendroglia Mezenşimal ve monositer kökenli mikroglialar Ependim hücreleri
Motor sinirlerin ön boynuzundan köken alır. 4.haftada ortaya çıkar. Ventral sinir köklerini oluşturur. Dorsal sinir kökleri : Dorsal kök ganglionlarındaki hücrelerden oluşmuş lif demetleri halindedir. Spinal Sinirler
Aksonları bir demet halinde omuriliğe doğru uzanır Dendritleri ventral sinir kökleriyle birleşerek spinal sinirleri oluşturur. Spinal sinir dorsal ve ventral primer ramuslara bölünür.
Dorsal primer ramus aksiyal kasları, vertebra eklemleri ve sırtın derisini inerve eder. Ventral primer ramus ise ekstremiteleri vücud ön duvarını inerve eder. Kranial, brankial ve lumbosakral majör sinir pleksuslarını oluşturur
Miyelinizasyon Fötal yaşamın 4. ayında başlar, postnatal 1 yaşında tamamlanır. Traktuslar fonksiyon gördüğünde miyelinizasyon tamamlanmış olur. PSS, Schwann hücresi MSS oligodendroglia
Omuriliğin Pozisyonal Değişkliği İntrauterin 3. ayda omurilik embriyonun tüm uzunluğu boyunca uzanır. Yaş arttıkça vertebral kolon, dura nöral tüpe göre daha hızlı gelişir. Doğumda omurilik L3 seviyesindedir. Ancak dura vertebral kolona koksigeal bölgede tutnmaya devam eder.
Erişkinde L2 seviyesinde ve piamaterin iplik benzeri uzantılarından oluşan filum terminale, 1.koksigeal vertebranın periostuna bağlı haldedir. Kaudaequina spinal kordun terminal ucunun altında kalan sinir lifleridir. Lumbal fonksiyon spinal korda zarar vermemek için alt lumbal bölgeden yapılması gereklidir.
BEYNİN GELİŞİMİ Motor ve duyu alanlarının temsil eden bazal ve alar plaklar, rombensefalon ve mezensefalonda orta hattın her iki yanında bulunur. Prozensefalonda ise alar plaklar belirginleşirken, bazal plaklar gerilemiştir.
Rombensefalon (arka beyin): En kaudaldeki beyin vezikülüdür. Miyelensefalon ve pontin fleksurdan rombensefalik istmusa kadar uzanan metensefalondan meydana gelir.
Miyelensefalon: Medulla oblangatayı oluşturan bir beyin vezikülüdür. Medulla spinalisin lateral duvarlarının tersdüz olmasıyla ayrılır. Sulkus limitansla birbirinden ayrılan alar ve bazal plaklar net biçimde farkedilir.
Miyelensefalonun taban plağını, tek katlı bir ependimal hücre tabakası ile piamater örter. Ependimal hücre tabakası ile pia mater tabakalarının ikisine beraber tela koroidea adı verilir. Vasküler mezenşimin aktif proliferasyoınu nedeniyle ventriküler boşluk içine kesecikler uzanır. Bu piskül benzeri kesecikler koroid pleksusu oluşturur.
Metensefalon Metensefalonun duvarları pons ve cerebellumu, boşluğu 4. ventrikülün üst bölümünü oluşturur. Metensefalonda miyelensefalon gibi bazal ve alar plaklarla karekterizedir.
Serebellum Alar plakların dorsolateral parçaları medialdev bükülerek rombik dudakları meydana getirir. Rombik dudaklar, metensafalonun kaudalinde geniş bir biçimde birbirnden ayrıktır. Ancak mezensefalonun hemen altında orta çizgide birbirine yaklaşır. Pontin fleksurun derinleşmesi sonucu rombik dudaklar sefalokaudal yönde baskılanarak serebral lağı oluşturur.
12.haftada serebral plağın ortasında vermis ve iki lateral parça halinde hemisferler vardır. Kısa süre sonra ortaya çıkan transvers (posterolateral) fissur ile serebellum kranial ve kaudal bölüme ayrılır. Kaudal bölüm bir çift flokulonoduler lob olup, serebellumun en ilkel parçasıdır. Daha büyük krainal bölüm, bir çift kaba serebellum hemisferlerini birleştiren, dar median bir şişkinlik şeklindeki vermis ten oluşur.
Kranial bölüm flokulonodüler lobdan daha hızlı büyüyerek, ergin serebellumun baskın elemanı olur. Vermiste hemisferler gelişirken, girintiliçıkıntılı enine kıvrılma olayı geçirirler. 3. ayın sonunda bu girinti ve çıkıntılar derinleşir, hemisferleri ve vermisi kranial ve kaudal loblara ayırır. Bu loblar daha sonra enine fissurların gelişmesiyle pek çok lobule bölünür.
Lobüllerin yüzeyi folia denilen yaprak benzeri enine (gri) sıkça paketlenmiş yapılarla şekillenir. Yarıklanma ve yapraklaşma şeklindeki gelişim tüm embriyonal ve fötal hayat boyunca devam eder. İnternal derin serebellum çekirdekleri ve eksternal serebellum korteksi olmak üzere serebellum, iki tip gri cevhere sahiptir.
4 çift derin çekirdek serebellumun her iki tarafında şekillenir. Serebellum korteksine verilen tüm bilgiler bu çekirdekler yoluyla iletilir. Serebellumun derin çekirdek ve korteksi karmaşık bir farklanmayla üretilirler. Nöral tübün her tarafında olduğu gibi metensefalik rombik dudakarın nöroepiteli, ventriküler, manto ve marjinal tabakaları yapmak için çoğalmaya başlar.
Serebellum gelişirken, 3. ayda çoğalan ikinci bir hücre tabakası marjinal yörenin en üst tabakasında dikkati çeker. Çoğalan ventriküler tabaka (iç germinal tabaka) ve yeni tabaka(dış germinal tabaka) olarak adlandırılır.
İç germinal tsabaka serebellumun çekirdeklerini yapmak için göç eden ilkel çekirdek nöroblastlarını meydana getirir. Bu tabaka kortekse göç eden iki tür nöroblastlar üretir 1-İlkel purkinje nöroblastları 2-Golgi nöroblastları Her ilkel purkinje nöroblast kortekse doğru göç ederken, serebellum çekirdeklerindeki nöroblastlarla sinaptik teması devam ettiren bir akson çıkartır. Purkinje hücreleri tam dış germinal tabaka altında purkinje hücre tabakası yaparlar.
Dış germinal tabaka basket, granül ve satellit nöroblastları oluşturur. Bazı basket ve satellit nöroblastlar ergin korteksde purkinje hücrelerinin dibinde yer almak için konum değiştirir. Basket ve satellit hücrelerinin yüzeyde ya da purkinje hücreleriyle yakın temasta kalması tamamlanmamış korteksin moleküler tabakasını yapar.
Serebellum yapısı filogenetik gelişimin aksettirir Archicerebellum:(Flokkonoduler lob) en eski yapısı olup, vestibüler kompleks ile bağlantıya sahiptir. Paleocerebellum:(Vermis ve anterior lob) Daha ileri gelişme safhası olup, ekstremiteden gelen duysal bilgilerle ilişkilidir. Neocerebellum: (Posterior lob) En son gelişme şekli olup, ekstremite hareketlerinin seçici kontrolu iler ilgilidir.
Sinir Sistemi Konjenital Anomalileri. Medula spinalis anomalisi En fazla görülen anomalidir. Gelişimin 4. Haftası sürecinde nöral tüpün hatalı kapanmasından kaynaklanır. Buna nöral tüp defekti denir. Spina bifida: Spinal bölgede görülen nöral tüp defektlerini tanımlayan bir terimdir. Vertebral arkuslar birbirinden ayrılmıştır.defekt altındaki nöral dokuyu ilgilendirebilir de, ilgilendirmeyebilirde. Spina bifidanın iki tipi vardır; Spina bifida okülta Spina bifida sistika Not: Bu defektlerin %70 i folik asit kullanımıyla önlenebilmektedir
Beyin anomalileri Cranium bifidium: Kranium oluşumundaki defektir. Eksensefali ve Meroanensefali: Gelişimin 4. Haftasında neuroporus rostralis in kapanmamasından oluşur. Corpus Callosum un Agenezisi: Beyin hemisferlerinin esas neokortikal birleşeği olan corpus callosum un tam veya parsiyal yokluğu vardır. Mikrosefali: Beyin küçüktür. Yüz normal boyutadır. Bu bebekler ileri derecede geri zekalıdır. Çünkü beyin az gelişmiştir. Hydrocephalus: Beyinde su toplanması.
Mikrosefali
Kranial anomaliler Arnold-Chiari: Serebellar yapıların kaudale doğru yer değiştirip, foramen magnumdan herniye olmasıdır.defekt spina bifida sistika olgularının hemen hemen tümünde mevcuttur ve hidrosefaliyle birliktedir. Şizensefali: Serebral hemisferlerde dev yarıkların oluştuğu, hatta beyin dokusunun tümüyle yok olduğu nadir bir anomalidir. Hidrosefali: Ventriküler sistemde anormal miktarda beyin-omurilik sıvısının birikmesidir.yenidoğanlardaki hidrosefali olgularının büyük bir çoğunluğu, akuaduktus sylvius tıkanıklığına bağlıdır.
Arnold Chiari Sendromu
Şizensefiali
Eksensefali: Nöral tüpün sefalik kısmının kapanmaması sonucu ortaya çıkar.kafatasının kubbesi oluşmadığından malforme bir beyin açıkta kalır.daha sonra bu doku da dejenere olur ve geride nekrotik bir doku kütlesi kalır.beyin sapının sağlam durumda olduğu bu defekte anensefali denir.
KAYNAKLAR Moore K., Persaud T.V.N.,(Çeviri Editörleri: Yıldırım M., Okar İ., Dalçık H.), İnsan Embriyolojisi, Nobel Tıp Kitabevleri, Ankara, 2002. Langman s Medical Embriology, Türkçe çeviri, Çeviri editörü: Başaklar C., Nobel Tıp Kitabevleri, Ankara, 2005. Şeftalioğlu A., İnsan Embriyolojisi, Meteksan Basım Yayın, 1998.