Probleem 2.1.4 – Prune it!
Leerdoel 1 - Hoe verloopt de ontwikkeling van het zenuwstelsel?
Prenataal
Het begint bij een zygote → cel bestaand uit ovum en sperm. Deze deelt zich op in twee
dochtercellen. De twee delen op in vier, vier in acht etc… Het vormen van het centrale
zenuwstelsel van een embryo begint rond 2 weken.
Groei en ontwikkeling van neuronen (Kalat)
Differentiatie → Het veranderen van een cel in een neuron of gliacel
- Als het differentieert in een neuron begint het met het vormen van dendrieten,
axonen en synapsen
o Synaptogenesis → Het vormen van synapsen
Myelination → Gliacellen produceren de laag die de transmissie in axonen versneld, vormt
zich eerst in de ruggengraad, daarna in de hindbrain, midbrain en forebrain.
Determinanten van neuronale survival (Kalat)
Neurotrophin → Een chemical dat de overleving en activiteit van een (motor)neuron (in het
perifere) zenuwstelsel promoot, zoals NGF. Zijn essentieel voor de groei van axonen en
dendrieten, vormen van nieuwe synapses en leren.
Nerve growth factor (NGF) → Als een neuron een synapse vormt aan een spier, levert de
spier een protein genaamd NGF. Dit protein bevorderd de overleving en groei van een axon.
Een axon die geen NGF ontvangt neemt af en het cellichaam sterft.
- Als een axon geen contact maakt met een gepaste postsynaptische cel bij een
bepaalde leeftijd, maakt het neuron zichzelf dood → Apoptosis.
Het sympathische zenuwstelsel maakt dus veel meer neuronen aan dan nodig is en
doormiddel van apoptosis kan het zenuwstelsel de hoeveelheid axonen matchen aan de
hoeveelheid ontvangen cellen.
Vijf fasen van neuro-ontwikkeling (Pinel)
1. Inductie van de neural plate
Drie weken na de conceptie is het zenuwstelsel te herkennen als de neural plate → Een
stukje ectoderm weefsel op de dorsale oppervlakte van het embryo.
Drie lagen van de embryocel:
- Ectoderm → Zenuwstelsel, haar en huid
- Mesoderm → Spieren, skelet, bloedsomloop en andere interne
organen
- Endoderm → verteringssystemen, longen, nieren en urinekanaal.
De ontwikkeling van de neurale plaat lijkt een gevolg te zijn van chemische
signalen afkomstig uit de onderliggende mesoderm laag, een gebied dat
bekend staat als een organisator. Tissue wordt afgenomen van het dorsale
mesoderm (de donor) en “geïmplanteerd” onder het ventrale ectoderm (de
host). Dit leidt tot het ontstaan van een tweede neurale plaat aan de ventrale
kant van het embryo.
, Stamcellen → Alleen onder deze voorwaarde is iets een stamcel:
- Bijna oneindige mogelijkheid om te vernieuwen in een gepaste celcultuur.
- De cellen kunnen ontwikkelen in verschillende cellen, ze zijn dus totipotent (eerste
cellen), pluripotent (veel maar niet alle) of multipotent (nieuwe cellen binnen een
soort)
Waarom hebben stamcellen in een celcultuur een bijna ongelimiteerde capaciteit tot
zelfvernieuwing? Dit vermogen resulteert uit het feit dat wanneer een stamcel zich deelt, twee
verschillende dochtercellen worden gecreëerd: één die zich uiteindelijk zal ontwikkelen tot een
bepaalde soort lichaamscel en één die zich ontwikkelt tot een andere stamcel. In theorie kunnen
stamcellen voor eeuwig delen door dit proces van mitose, maar uiteindelijk verschijnen er fouten die
het proces kunnen onderdrukken. Dat is waarom stamcelculturen niet voor eeuwig kunnen bestaan.
Op een gegeven moment vouwt de neurale plaat als het ware op om de neurale groef te
vormen, vervolgens fuseren de “lippen” van de neurale groeve om zo de neurale tube te
vormen. De binnenkant van deze tube vormt uiteindelijk de ventrikels en het ruggenmerg.
Ongeveer 40 dagen na conceptie zijn drie zwellingen zichtbaar aan de anterieure kant
(achterkant) van de neurale tube. Deze zwellinkjes vormen zich uiteindelijk tot de forebrain,
midbrain en hindbrain: de hersenen.
Leerdoel 1 - Hoe verloopt de ontwikkeling van het zenuwstelsel?
Prenataal
Het begint bij een zygote → cel bestaand uit ovum en sperm. Deze deelt zich op in twee
dochtercellen. De twee delen op in vier, vier in acht etc… Het vormen van het centrale
zenuwstelsel van een embryo begint rond 2 weken.
Groei en ontwikkeling van neuronen (Kalat)
Differentiatie → Het veranderen van een cel in een neuron of gliacel
- Als het differentieert in een neuron begint het met het vormen van dendrieten,
axonen en synapsen
o Synaptogenesis → Het vormen van synapsen
Myelination → Gliacellen produceren de laag die de transmissie in axonen versneld, vormt
zich eerst in de ruggengraad, daarna in de hindbrain, midbrain en forebrain.
Determinanten van neuronale survival (Kalat)
Neurotrophin → Een chemical dat de overleving en activiteit van een (motor)neuron (in het
perifere) zenuwstelsel promoot, zoals NGF. Zijn essentieel voor de groei van axonen en
dendrieten, vormen van nieuwe synapses en leren.
Nerve growth factor (NGF) → Als een neuron een synapse vormt aan een spier, levert de
spier een protein genaamd NGF. Dit protein bevorderd de overleving en groei van een axon.
Een axon die geen NGF ontvangt neemt af en het cellichaam sterft.
- Als een axon geen contact maakt met een gepaste postsynaptische cel bij een
bepaalde leeftijd, maakt het neuron zichzelf dood → Apoptosis.
Het sympathische zenuwstelsel maakt dus veel meer neuronen aan dan nodig is en
doormiddel van apoptosis kan het zenuwstelsel de hoeveelheid axonen matchen aan de
hoeveelheid ontvangen cellen.
Vijf fasen van neuro-ontwikkeling (Pinel)
1. Inductie van de neural plate
Drie weken na de conceptie is het zenuwstelsel te herkennen als de neural plate → Een
stukje ectoderm weefsel op de dorsale oppervlakte van het embryo.
Drie lagen van de embryocel:
- Ectoderm → Zenuwstelsel, haar en huid
- Mesoderm → Spieren, skelet, bloedsomloop en andere interne
organen
- Endoderm → verteringssystemen, longen, nieren en urinekanaal.
De ontwikkeling van de neurale plaat lijkt een gevolg te zijn van chemische
signalen afkomstig uit de onderliggende mesoderm laag, een gebied dat
bekend staat als een organisator. Tissue wordt afgenomen van het dorsale
mesoderm (de donor) en “geïmplanteerd” onder het ventrale ectoderm (de
host). Dit leidt tot het ontstaan van een tweede neurale plaat aan de ventrale
kant van het embryo.
, Stamcellen → Alleen onder deze voorwaarde is iets een stamcel:
- Bijna oneindige mogelijkheid om te vernieuwen in een gepaste celcultuur.
- De cellen kunnen ontwikkelen in verschillende cellen, ze zijn dus totipotent (eerste
cellen), pluripotent (veel maar niet alle) of multipotent (nieuwe cellen binnen een
soort)
Waarom hebben stamcellen in een celcultuur een bijna ongelimiteerde capaciteit tot
zelfvernieuwing? Dit vermogen resulteert uit het feit dat wanneer een stamcel zich deelt, twee
verschillende dochtercellen worden gecreëerd: één die zich uiteindelijk zal ontwikkelen tot een
bepaalde soort lichaamscel en één die zich ontwikkelt tot een andere stamcel. In theorie kunnen
stamcellen voor eeuwig delen door dit proces van mitose, maar uiteindelijk verschijnen er fouten die
het proces kunnen onderdrukken. Dat is waarom stamcelculturen niet voor eeuwig kunnen bestaan.
Op een gegeven moment vouwt de neurale plaat als het ware op om de neurale groef te
vormen, vervolgens fuseren de “lippen” van de neurale groeve om zo de neurale tube te
vormen. De binnenkant van deze tube vormt uiteindelijk de ventrikels en het ruggenmerg.
Ongeveer 40 dagen na conceptie zijn drie zwellingen zichtbaar aan de anterieure kant
(achterkant) van de neurale tube. Deze zwellinkjes vormen zich uiteindelijk tot de forebrain,
midbrain en hindbrain: de hersenen.
