Hermoston kehitys KIRSI SAINIO 2018

Hermoston kehitys KIRSI SAINIO 2018

Larsen s Human Embryology: kappaleet 9 ja 10 Sariola ym. Kehitysbiologia (2015): kappaleet 10 ja 11

Luennon sisältö u Kertausta varhaisesta kehityksestä; muodon kehitys u Keskushermosto ja ääreishermosto: erilaistumisen pääpiirteet u Erilaistumisen häiriöt u Toiminnallinen jakautuminen somaattiseen ja viskeraaliseen l. autonomiseen hermostoon u Autonominen sympaattinen hermosto u Autonominen parasympaattinen hermosto

Varhainen keskushermosto: Hermostolevyn ja putken muodostuminen

Hermostoputken muodostuminen ja kaavoittuminen Selkäjänteestä (notokorda, vihreä) tulevat signaalit (Shh) indusoivat pintaektodermin (epiblastin) muodostamaan hermostolevyn. WNTsignaalit kaavoittavat levyn etu- ja takasuunnassa (A-P) Hermostokouru muodostuu. Hermostoputki kaavoittuu selkävastasuunnassa (D-V) Shh:n vaikutuksesta. Muodostuu pohjalevy. Hermostoputki sulkeutuu 4. sikiöviikkoon mennessä. Muodostuu kattolevy, jossa ilmentyy BMP. Istmus ja ANR muodostavat signaalikeskuksen, josta FGF8 kaavoittaa aivoja. Kuva: Sariola ym. 2015

https://www.youtube.com/watch?v=lg LexQR9xGs

Kaikki raskautta suunnittelevat tarvitsevat foolihappolisää LÄÄKETIETEELLINEN AIKAKAUSKIRJA DUODECIM 2010;126(4):337-9 Vedran Stefanovic ja Anna Nieminen u Hermostoputken sulkeutumishäiriöt (neural tube defects, NTD) ovat vaikeita synnynnäisiä epämuodostumia: selkärankahalkio (spina bifida) aiheuttaa vaikean invaliditeetin ja aivottomuus (anenkefalia) johtaa sikiön tai vastasyntyneen kuolemaan u vuosittain Euroopassa noin 4 500 ja maailmassa yli 400 000, Suomessa 7-8/ 10000 (Busby ym. 2005) eli 25 hermostoputken sulkeutumishäriön vammauttamaa lasta/vuosi u Ilmaantuvuutta on onnistuttu pienentämään useassa maissa FOOLIHAPPOLISÄLLÄ u Yleisen folaattilisän riski koko väestötasolla: koolonin adenoomien lisääntynyt riski muuttua pahanlaatuisiksi yli 50-vuotiailla (Osterhues ym. 2009).

Anenkefalia Lumbosakraalinen spina bifida Kuvat: Hannu Sariola

Aivojen rakenteen varhaiskehitys

Eri aivoalueiden erilaistuminen 1. Isoaivot korkeammat aivotoiminnot 2. Keskiaivot - aivorunko 3. Väliaivot - aivorunko 4. Taka-aivot pikkuaivot, korkeammat aivotoiminnot 5. Ydinjatke - aivorunko 6. Aivokammiot

Aivorakkuloiden erilaistuminen u Muodostuu yhteensä viisi sekundaarirakkulaa 5. kehitysviikon jälkeen u Sekundaarirakkuloiden sisälle jää suljettu aivoselkäydinnestettä sisältävä kammiojärjestelmä u Seuraavassa vaiheessa suora hermostoputki alkaa taipumaan ja muodostaa kolme mutkaa 6. (aquaeductus cerebri) (selkäytimen ontelo) 1. 2. 3. 4. 5. Kuva: Sariola ym. 2015

Aivorakkuloiden erilaistuminen 5.-6. sikiöviikko aikuinen Piirros: Sariola ym. 2015

Aivojen prosomeerit ja rombomeerit Taipuneeseen hermostoputkeen muodostuu etuaivoihin 6 prosomeeria ja takaaivoihin 8 rombomeeria Proso- ja rombomeerien alueella vaikuttaa useita signaalikeskuksia, jotka kaavoittavat eri aivoalueet Piirros: Sariola ym. 2015

Signaalikeskukset u PM prekordaalimesodermi, indusoi pään alueen u Istmus (keski-taka-aivojen rajapinta, FGF8) u ANR - anteriorinen hermoharjanne (säätelee telenkefalonin erilaistumista, FGF8) u ZLI- zona limitans intrathalmica (säätelee talamuksen ja epitalamuksen erilaistumista, Shh) u Selkäjänne, lattia- ja kattolevyt säätelevät hermostoputken dorsaali-ventraali akselin syntymistä ja interneuroneiden syntymistä selkäytimessä (SHH, BMP, WNT)

Sonic hedgehog SHH signaalireitti säätelee hermostoputken ventraalista identiteettiä Häiriöt aiheuttavat ventraalisen erilaistumishäiriön, vakavimmillaan holoprosenkefalian

Holoprosenkefalia Kuvat: Hannu Sariola

Aivoalueet 1. 2. 3. 4. 5.

1. Isoaivot - telenkefalon u Suurin aivoalue u Aivokuori poimuuntunut, harmaa aine u Sen alla viejähaarakkeista koostuva valkea aine u Kolme tumaketta: striatum, hippokampus ja amygdala u Puoliskot yhteydessä toisiinsa liittimien (kommissura) kautta u Vaistonvaraiset ja opitut toiminnot, muisti, korkeammat liiketoiminnot, aistinelinten informaatio, tunteet

Isoaivot Isoaivot jakautuvat kahteen puoliskoon, hemisfeeriin, joita yhdistävät kommissuurat, erilaistuvat 10-16 sikiöviikoilla Merkittävin näistä on corpus callosum eli aivokurkiainen Aivojen kumpikin puolisko jakautuu aivojen poimuuntumisen myötä edelleen otsa-, päälaki, ohimo- ja takaraivolohkoihin Samalla kehittyy limbinen järjestelmä, joka muodostuu mm. limbisestä lohkosta, hippokampuksesta, fornixista (aivokaari), mammillaarikappaleesta (nisälisäke) ja mantelitumakkeesta

Aivopuoliskot Aivopuoliskojen ja sivukammioiden muodostuminen Sivukammiot ovat yhteydessä 3. aivokammioon kapean kammioiden välisen aukon kautta (foramen Monroi) Sivukammioissa on choroid plexuksen haaroja

2. Väliaivot - dienkefalon u Muodostaa linssitumakkeen, talamuksen, hypotalamuksen ja neurohypofyysin u Talamus: aistitiedon käsittely u Hypotalamus: hormonaalinen säätely yhdessä aivolisäkkeen kanssa (tähän palataan Endokrinologian jaksolla ) u Silmän verkkokalvon muodostava osa pullistuu väliaivoista (silmärakkulat, tähän palataan aistien kehityksessä)

Väliaivot Talamus ja hypotalamus alkavat kehittymään hypotalamisesta vaosta 5. kehitysviikolla 6. viikkoon mennessä talamus ja epitalamus ovat erkaantuneet 10. viikolla dienkefalonista peräisin olevat rakenteet eriytyvät edelleen

3. Keskiaivot - mesenkefalon u Koostuu suurelta osin valkeasta aineesta u Aivosillan ja ydinjatkeen kanssa muodostaa suurimman osan aivorungosta u Kuulo- ja näköaistisignaalien prosessointi u Mustatumake (susbstatia nigra) yhteydessä striatumin liikekeskukseen, tuottaa dopamiinia u Tumakkeet, jotka kokoavat viestejä elimistöstä ja välittävät signaaleita aivoihin ja sieltä pois u III, IV ja V kraniaalihermojen tumakkeita

Keskiaivot ja aivorunko

Aivorungon erilaistuminen u Kaikissa osissa näkyvissä varhaisvaiheessa sama dorsaalinen (alaarinen eli sivulevy/tuntolevy) ja ventraalinen (basaalinen eli motorinen levy) jakautuminen kuin varhaisessa selkäytimessä u Aivorunko jakautuu seitsemään toiminnallisesti toisistaan eroavaan pylvääseen, jotka hermottavat eri pään alueen ganglioita, ja jotka jatkuvat selkäytimeen

Aivorunko

Aivorungon pylväät u Kraniaalihermojen aivorungossa olevat tumakkeet muodostavat seitsemän pylvästä u Tuovat pylväät (afferentit) oikealla u Vievät pylväät (efferentit) vasemmalla

4. Taka-aivot -metenkefalon u Pikkuaivot (cerebellum) ja aivosilta (pons) u Ohjaavat kehon liikkeitä ja tasapainoa u Pikkuaivot toimivat tässä sisäkorvan tasapainoelimiltä sekä lihaksilta tulevien signaalien mukaan u Aivokuori välittää esim. käden ja sormen liikkeitä, joita pikkuaivot hienosäätävät u Aivosillassa serotoniinia vapauttavat hermosolut, säätelevät mm. mielialaa

Taka-aivojen erilaistuminen: rombenkefalon eli ruutuaivot u Muodostaa ensin 8 erillistä ruutua u Rombomeerit 1. ja 2. muodostavat aivosillan ja pikkuaivot u Keskuskanava, rombus, muodostaa myöhemmin 4. aivokammion u Kattolevy (roof plate) aluksi ohut, muodostuu lähinnä ependymaalisolukosta

Taka-aivojen erilaistuminen - rombenkefalon u Pia mater (pehmeä kalvo) paksuuntunut ja muodostaa yhdessä ependymaalisolukon kanssa 4. aivokammion kattoon choroid plexus suonipunoksen u Choroid plexus tuottaa aivo-selkäydinnestettä u Myelenkefalonista muodostuneet rombomeerit 3.-8. erilaistuvat selkäydintä ja aivoja yhdistäväksi ydinjatkeeksi (medulla oblongata)

5. Ydinjatke - myelenkefalon u Aivojen alin osa, joka kuuluu aivorunkoon u Säätelee mm. hengitystä ja verenkiertoa u Jatkuu selkäytimenä u Myelenkefalon muodostuu osasta ruutuaivoja : rombomeerit 3.-8. erilaistuvat selkäydintä ja aivoja yhdistäväksi ydinjatkeeksi (medulla oblongata)

6. Aivokammiot u Primaarien ja sekundaaristen aivorakkuloiden ja hemisfeerien laajentuminen muodostaa aivokammiot u Aivokammiot aluksi suuria, aivokuori edelleen vain yhden, kahden solukerroksen paksuinen u Rombenkefalonin kammiosta tulee 4. aivokammio u Mesenkefaloniin muodostuu Sylviuksen uurre (sulcus lateralis cerebri) ja keskuskanava (aquaeductus Sylvii) u Dienkefalonin alueelle laajenee 3. aivokammio ja telenkefalonissa sivulle laajenevat lateraaliset sivukammiot u Kun anteriorinen neuropoori on sulkeutunut, kammiot ja selkäydinkanava täyttyvät aivoselkäydinnesteellä u Kammioiden pinnalla kantasolupopulaatiota ylläpitävä ependymaalisolukko

Aivokammiot

Mitä jos kammioneste kertyy? u Hydrokefalus eli vesipää

Hydrokefalus eli vesipää u Kehityksen aikana kapea mesenkefalonin aivokammio (keskuskanava) siirtää aivoselkäydinnestettä 4. aivokammioon u Useat eri kehityksen aikaiset häiriöt voivat johtaa kanavan tukkeutumiseen, jolloin 3. aivokammio ja sivukammiot laajentuvat u Yleisyys Suomessa n. 1/500 vastasyntynyttä

Aivojen kypsyminen

Aivojen kasvu u Aivojen koko syntymähetkellä n. 25 % lopullisesta u Suurin osa kasvusta perustuu hermosäikeiden myelinisaatioon u Aivot saavuttavat lopullisen kokonsa n. 7 ikävuoteen mennessä u Miten n. 10 miljardia-1 triljoona neuronia saavuttavat lopulliset yhteytensä, onkin sitten jo toinen kysymys

Normaali kasvu sikiöaikana Aivolohkojen kasvu ja poimuuntuminen jatkuu koko sikiökehityksen ajan Merkittävin poimuuntuminen tapahtuu kuitenkin vasta sikiökehityksen jälkeen

Hermosolujen apoptoosi u Noin 80 % kaikista kehityksen aikana syntyvistä hermosoluista tuhoutuu apoptoottisesti u Apoptoosia säätelevät samat geenit, jotka on alun perin löydetty sukkulamato C.elegansin solukuolemaa ohjaavina tekijöinä u Merkittävin hermosolujen kuoleman säätelijä nisäkkäillä on Apaf-1

Phenotypic variation in Apaf-1-deficient newborns closely resembles that seen in fog embryos. Normaali Apaf-1 -/- - liikaa Hermosoluja Exenkefalia, aivokammiot puuttuvat Apaf-1 -/- kranioschisis Apaf-1 -/- anenkefalia Honarpour N et al. PNAS 2001;98:9683-9687 2001 by National Academy of Sciences

Mitä jos aivot eivät kasva?

Mikrokefalia ASPM (ABNORMAL SPINDLE-LIKE MICROCEPHALY ASSOCIATED), banaanikärpäsen Abnormal spindlegeenin homologi, on useimmin yleisimmän autosomaalisen resessiivisen primaarin mikrokefalian taustalla. ASPM säätelee sikiön neuroblastien normaalin tumasukkulan toimintaan ja ilmentyy normaalin neurogeneesin aikana aivokuoressa

Zikavirus MTV-uutiset 16.1.2016 Suomessa seurataan tarkkaan Latinalaisessa Amerikassa leviävää zikavirusta ja sen mahdollisesti aiheuttamia kehityshäiriöitä. Yhdysvallat on päättänyt kehottaa raskaana olevia naisia välttämään matkustamista niihin Latinalaisen Amerikan maihin, joissa on todettu sikiövaurioihin liitettyä zika-virusta. Listalla on 13 maata sekä Yhdysvalloille kuuluva Puerto Ricon saari. Varsinkin keltakuumehyttysen levittämä virus aiheuttaa yleensä vain lieviä oireita. Erityisesti Brasiliassa on kuitenkin raportoitu jo tuhansista tapauksista, joissa äidin alkuraskauden aikana saama virustartunta on todennäköisesti aiheuttanut vastasyntyneessä lapsessa mikrokefalianimistä kehityshäiriötä. THL kehottaa myös suomalaismatkailijoita varovaisuuteen.

Mitä jos aivot eivät mahdu kasvamaan? Kraniosynostoosi

https://www.youtube.com/watch?v=xdn9i_z WGho

Selkäydin medulla spinalis u Osa keskushermostoa, tuo ja vie hermoimpulsseja aivoista periferiaan ja takaisin u Erilaistuu hermostoputken ns. spinokaudaalisesta osasta u Selkäydin on pää-häntäakselilla jaokkeellinen, selkäydin hermot lähtevät ytimestä säännöllisin välimatkoin ja yhdistyvät pareittain ääreishermoston selkäydinhermoihin etu- ja takajuuren yhdysalueella u Ihmisellä näitä pareja muodostuu 31

Selkäydin u Selkäydin: ventraalinen (vatsanpuoleinen) eli basaalinen alue ja dorsaalinen (selänpuoleinen) eli alaarinen alue. Selkäydinhermot: Selkäpuolella erilaistuvat takajuuren (dorsal root) selkäydingangliot, joista lähtee tuntohermorata, vatsapuolella (ventral root) erilaistuvat etujuuri ja motorinen liikehermorata

Selkäydinhermot nervus spinalis

WNT-rajapinta u Selkäytimen hermosolujen eriytyminen selkä-vatsa-akselilla u Ventrikulaarialueen neuroblastit erilaistuvat D-V-akselilla 11 erilliseksi alueeksi, joissa on eri tyyppisiä hermosoluja ja niiden tukisoluja u Säätelijöinä SHH/ WNT ja BMP:n pitoisuudet (morfogeeninen vaikutus), joiden säätelemänä eri transkriptiotekijät vaikuttavat tarkkaan rajatuilla alueilla Kuva: Sariola ym. 2015

Ääreishermosto

Ääreishermosto Kuvassa muuntogeeninen hiirikanta, jossa lacz geenin tuottama b- galaktosidaasi on saatu näkyväksi entsymaattisessa reaktiossa Sininen väripresipitaatti näkyy soluissa, jotka ilmentävät ääreishermoston merkkimolekyyliä PERIFERIINIÄ Keskushermostorakenteet eivät ilmennä tätä geeniä

Ääreishermoston alku: Hermostopiena

Hermostopienan johdannaisia

1. Somaattinen hermosto u Ääreishermosto jaetaan toiminnallisesti somaattiseen (tahdonalaiseen) ja autonomiseen hermostoon u Nämä ovat yhteydessä keskushermostoon u Somaattisen hermoston aistinhermot viestittävät keskushermostolle elimistön sisältä ja ulkoa tulevien ärsykkeiden laukaisemina u Somaattisessa hermostossa on 31 paria selkäydinhermoja ja 12 paria aivohermoja

Hermostopienan solujen vaellus ruutuaivoista ja jaokkeellisesta selkäalueesta Kuva: Sariola ym. 2015

Aivohermot ja gangliot: pään alueen ääreishermosto u Aivohermot menettävät erilaistumisen aikana jaokkeellisuutensa ja voivat sisältää sekä aistinettä liikehermosoluja u Haju- ja näköhermot poikkeavat, niitä pidetään keskushermoston jatkeena u Muut aivohermot ja aivohermosolmut (gangliot) ovat peräisin aivorungon eri alueilta, ruutuaivojen (rombenkefalon) alueen hermostopienasta ja epibrankiaalisten plakodien soluista

Ruutuaivojen HOX-koodi u Rombomeerit ovat tarkkaan rajoittuneita (solujen pintaproteiinit estävät solujen liikkumisen yli rombomeerirajojen) u Hox-geenien jakautuminen eri rombomeereihin, jolloin jokaisella ruudulla on oma HOX-koodinsa u Hermostopienan solujen muodostuminen tietyllä rombomeerialueella ja myöhempi vaellus pään ja nielun alueelle tarkoin säädeltyä ja HOX-koodin ohjaamaa

Hoxb1

Pään ja nielun alueen hermosolmut Hermostopienan soluja, jotka ovat alun perin vaeltaneet määrättyjen rombomeerien alueelta Hermottavat rombomeerien (R1-R8) kranio-kaudaalisessa järjestyksessä pään ja nielun alueen rakenteita Pään ja nielun alueen ääreishermot 12 kpl, kaikilla lukuun ottamatta 1. (haju) ja 2. (näkö) tumakkeet aivorungossa

Brain Region Telencephalon BRAIN CENTER Diencephalon BRAIN CENTER Mesencephalon - BRAINSTEM Associated Cranial Nerves Olfactory HAJU (I) - FUNCTION: SENSORY - SMELL Optic (II) NÄKÖ FUNCTION: SENSORY - VISION Oculomotor (III) SILMÄNLIIKUTTAJA FUNCTION: MOTOR + PARASYMP. - EYES Metencephalon - BRAINSTEM Trochlear (IV) TROKLEARIINEN (arises in the metencephalon but is later displaced into the mesencephalon) FUNCTION: MOTOR Trigeminal (V) (trigeminal sensory nuclei arise in the metencephalon and myelencephalon but are later displaced partly into the mesencephalon; the trigeminal motor nucleus arises in the metencephalon and remains there) FUNCTION: SENSORY+MOTOR Abducens (VI) LOITONTAJA FUNCTION: MOTOR Facial (VII) NAAMA FUNCTION: SENSORY+MOTOR+PARASYMP. Vestibulocochlear (VIII) KORVA FUNCTION: SENSORY Myelencephalon - BRAINSTEM Glossopharyngeal (IX) KIELi+NIELU- FUNCTION: SENSORY+MOTOR+PARASYMP: Vagus (X) KIERTÄJÄ FUNCTION: SENSORY+MOTOR+PARASYMP. Accessory (XI)- FUNCTION: MOTOR Hypoglossal (XII) KIELENALUS

Muut somaattiset hermot

Hermostopienan ääreishermostoa muodostavat gangliot rungon alueella enteriset gangliot

Hermostopienan säätely päähäntäakselilla

Liike- ja tuntohermorata u Selkäydinhermot ovat yhteydessä selkäytimeen etuja takajuuren välityksellä u Liikehermosolujen TUMAT ovat selkäytimen ventraaliosassa, josta AKSONIT (sininen) lähtevät etujuuren kautta lihaksiin u Tuntohermojen tumat ovat selkäydinhermosolmussa u Solmusta aksonit (punainen) lähtevät joko selkäytimeen tai takajuuren (dorsaalisesti) kautta kohdekudoksiin u Välihermot (vihreä) toimivat välittäjinä liike- ja tuntohermoradan välillä Kuva: Sariola ym. 2015

Liikehermot

Liikehermosolupylväät u Neuroblastit järjestäytyvät A-P-akselilla eri transkriptiotekijöiden ohjaamina u Muodostuvat liikehermopylväät hermottavat eri lihasryhmiä u Brankiaaliset ja lumbaariset pylväät jakautuvat alaryhmiin, jotka hermottavat raajojen ja selkärankaa ympäröiviä lihaksia u Torakaaliset pylväät hermottavat lisäksi rintakehän alueen lihaksia ja sympaattisia hermosoluja u Ensimmäiset liikkeet sikiöllä selän ja niskan liikkeitä 6. kehitysviikosta alkaen, raajojen liikkeet 7. viikosta alkaen

lateraalinen preganglionaarinen hypaksiaalinen mediaalinen

Tuntohermot

Somatosensorinen järjestelmä sikiöllä u Ensimmäiset järjestelmän solut kehittyvät jo 3. kehitysviikolla ja 9. kehitysviikolla ensimmäiset hermopäätteet saavuttavat pintaepiteelin (ihon) u 22. kehitysviikosta lähtien sikiöllä on tuntoaisti (kosketus ja lämpötila) u Muut tuntoaistit kehittyvät vasta syntymän jälkeen

2. Hermostopienasta erilaistuva autonominen hermosto u Sympaattinen hermosto u Parasympaattinen hermosto u Suoliston eli enterinen hermosto

Fight and flight Sleep and eat

Autonomisten hermosolmujen muodostuminen u A. Autonomisen hermoston postganglioniset solut kulkeutuvat hermosolmuihin hermostopienan eri alueilta

Autonomisten hermosolmujen muodostuminen u B. Sympaattisen hermorungon esisolut vaeltavat sikiön selänpuolelta vatsapuolelle u Osa soluista muodostaa lisämunuaisen ytimen (= sympaattisen hermorungon ganglio) u Osa soluista vaeltaa suolen seinämään ja muodostaa enterisen hermoston

Sympaattinen ja parasympaattinen

Enterinen eli suoliston hermotus

Alkuperä u Suurin autonomisen hermoston osa u Peräisin hermostopienasta vaeltavista kantasoluista, jotka vaeltavat ohi selkäydinhermojaokkeiden ja sympaattisen hermorungon ventraaliselle alueelle ja suolen pinnalle u Vaellusta ohjaavat paikalliset tekijät ja suolen seinämän parakriiniset signaalit u Preganglioniset hermosolut aivorungossa ja selkäytimen alaosassa u Postganglioniset solut taka-aivojen alueelta ja selkäytimen alkuosasta vaeltavista hermostopienan soluista

Häiriöt - neurokristopatiat u Suoliston segmentaalinen aganglionoosi (Hirschsprungin tauti) u Ondinen kirous - Congenital Central Hypoventilation Syndrome (CCHS) u potilas lakkaa hengittämästä nukkuessaan, PHOX2B homeoottisen transkriptiotekijän mutaatiot, säätelee autonomisen hermoston kehitystä, mahdollisesti neurokristopatia

Häiriöt - neurokristopatiat u Hervan tauti - Lethal Congenital Contracture Syndrome (LCCS) etusarven motoriset hermot puuttuvat, mutaatio GLE-1 geenissä u Vuopalan tauti - Lethal arthogryposis with anterior horn cell disease (LAAHD), alleelinen Hervan taudin kanssa u Waardenburgin oireyhtymä useita eri mutaatiota

LCCS lethal congenital contructure syndrome u LCCS1 (OMIM # 253310), lihakset ja selkäydinhermojen etujuuri kehittymätön, vaikuttaa myös luustoon u Mutaatio mrna:n kuljetuksessa toimivassa GLE1 proteiinin geenissä

Waardenburg Waardenburgin oireyhtymä (OMIM # 193500): ihon ja silmien värikalvon hypopigmentaatio, tummissa hiuksissa valkoinen laikku, sensorinen kuurous ja harvemmin vaihtelevan pituinen suolen aganglionoosi eli Hirschsprungin tauti Waardenburg- potilas on henkisesti normaali Kyseessä on harvinainen perinnöllinen, kaikissa roduissa esiintyvä kehityshäiriö Peittyvä ja vallitseva autosomaalinen periytyminen

Hermosolujen erilaistuminen u Yksin keskushermostossa on 100 miljardia solua ja satoja eri hermosolutyyppejä u Ääreishermosto koostuu useista eri päähermotyypeistä ja näiden kymmenistä eri alatyypeistä u Sekä keskus- että ääreishermostossa on hermosolujen lisäksi hermotukisoluja, jotka erilaistuvat samasta kantasolupopulaatiosta u Miten?

A. Keskushermoston solujen erilaistuminen: neuroblastit Yksinkertainen ektodermisolukko jakautuu kammioiden läheisyydessä (ventrikulaarinen kerros) Jakautuvat solut neuroblasteja, jotka vaeltavat kohti pintaa ja muodostavat varhaisia hermosolujen esiasteita Aivokuori paksuuntuu, solujen soomat asettuvat manttelikerrokseen, josta muodostuu aivojen harmaa aine Manttelikerroksesta hermojen aksonit työntyvät kohti aivokuorta marginaalikerrokseksi, joka muodostaa valkean aineen, sisältää runsaasti myeliiniä Kuva: Sariola ym. 2015

B. Keskushermoston solujen erilaistuminen: glioblastit u Osa kammioiden läheisyydessä olevista kantasoluista muodostaa glioblasteja u Näistä muodostuu keskushermoston tukisolukko, astrosyytit ja oligodendrosyytit u Kammioiden pintaa verhoaa ependymaalisolukerros u Ependymaalisolut tuottavat aivoselkäydinnestettä ja ylläpitävät neuroblastien kantasoluja

u Solusykli varhaisessa hermostoputkessa: u Mitoosit tapahtuvat aivokammioiden pinnalla, DNAsynteesi putken ulkoreunalla u Putki paksuuntuu u Myöhemmin viejähaarakkeet työntyvät ulkoreunalle

Hermosolujen jakautuvat kantasolut sijaitsevat aikuisellakin aivokammioiden pintaepiteelin (ependymaalikerros) läheisyydessä

C. Mitkä tekijät ohjaavat hermostopienan solujen erilaistumista?

Ääreishermoston aksonien kasvu - miten kohde löydetään? u Ns. target field teoria: jos hermosolu kohtaa neurotrofiinia erittävän kohdesolun, ja sen pinnalla on troofiselle tekijälle sopiva reseptori, hermosolu säilyy u Muut solut kuolevat apoptoottisesti Kuva: Sariola ym. 2015

Ääreishermoston tukisolut Schwannin solut peräisin hermostopienasta Aksonien tuottama neureguliini-1/erbb ligandi/reseptorijärjestelmä säätelee Schwannin solujen erilaistumista Suuret aksonit ympäröidään myeliinitupella Pienemmät kasautuvat ns. Remakin kimpuiksi, joita ympäröivät Schwannin solut ilman myeliinia Kuva: Sariola ym. 2015

Kahden solun välinen yhteys muodostuu hermo-lihasliitos Kuva: Sariola ym. 2015

TIEDE: Apina siteerasi Shakespearea aivoillaan: Ollako vai eikö olla klo 12:02 16.9.2016 Kiitos!