DOĞUM ÖNCESİ NÖROGELİŞİM

1. DOĞUM ÖNCESİ NÖROGELİŞİM Prof Dr Süheyla Ünal

2. Döllenmeden insan yavrusuna Tek hücre  iki hücre  çok hücre  özelleşme  beyin bölümleri Morula Döllenme Zigot İmplantasyon Erken blastosit Geç blastosit

3. Döllenmeden insan yavrusuna 2.hafta 12. hafta 5.hafta

4. Sinir sisteminin gelişimi

5. Döllenmeden sonra 8-12. günler

6. Sinir gelişiminin erken dönemi • Döllenmeden bir hafta sonra embriyo üç farklı tabaka geliştirir • ektoderm • deri • sinir sistemi • mezoderm • iskelet • dolaşım sistemi • endoderm • sindirim sistemi • solunum sistemi

7. animal pole Gastrula blastocoel blastula = hollow ball of cells vegetal pole Embriyo içinde hücre göçü gastrula dorsal lip of blastopore dorsal lip of blastopore lateral lip of blastopore archenteron dorsal lip 3 tabaka yolk plug ventral lip endoderm ectoderm mesoderm

8. Embriyoda hücre göçü Mezodermi arkaya alan faktörler (follistatin, chordin, noggin) ön nöral dokunun gelişimini başlatır Mezodermi öne iten faktörler (FGF, Wnt) nöral gelişimi baskılar ya da arka nöral dokunun gelişimini hazırlar Khokha et al (2005) Dev Cell 8:401-11

9. inhibits anterior posterior or inhibits Wnt Nöral tabakanın oluşumu NEURAL EPIDERMIS dorsal mesoderm ventral mesoderm BMP-4 chordin follistatin noggin activin FGF

10. Hücre ayrımlaşması

11. Ektodermden nöroektoderme Mezoderm hücreleri ektoderm hücrelerini indükleyerek nöral plağı oluşturur Nöral plaktaki hücreler incelerek nöral yarığı oluşturur, aşağıya doğru U-şeklinde bir girinti oluşur Nöral yarık orta çizgiye doğru göç eder, ektodermdeki epidermal hücrelerin altına yayılarak nöral oluğu geliştirir neural tube neural plate neural groove somites neural crest notochord ectoderm mesoderm endoderm archenteron

12. Hücre ayrımlaşması • Nöral tüp duvarından üç alan farklılaşır • İç alan- epandimal hücreler, destek işlevi • Orta alan- gri madde • Dış alan- beyaz madde

13. Hücre göçü Embriyonik gelişimin erken döneminde nöral tübün hücreleri iki tabakaya ayrışmaya başlar Ventriküler zonda mitozla çoğalan öncü hücreler marjinal zona doğru göç ederler Ventriküler ve marjinal zonlar arasında şekillenen ara tabakada radial glial hücreler glia hücreleri olarak özelleşir Glialar nöral tübün genişlemesi ve öncü hücrelerin göçü için bir yapı sağlar

14. Hücre Göçü –Adezyon molekülleri • Bu kimyasal sinyallere hücre adezyon molekülleri (CAMs) adı verilir.

15. Adezyon molekülleri

16. Hücre göçü CAMs’lar kısa, uzun, çekici ve itici ipuçları sağlayarak büyüyen aksonun itilmesi, çekilmesi ve kıvrılmasına öncülük ederler ve aksonun hedefe ulaşıncaya kadar yol almasını sağlarlar.

17. Hücre göçü Leventer ve ark 2001

18. Hücre göçü Nöral göçten sonra radyal glialar astrositlere ayrımlaşırlar

19. Ektodermden nöroektoderme Nöral tübün ektoderme kaynaması merkezde hızlı olur, her iki tarafa doğru devam eder Sefalik ve kaudal nöroporlardan beyin ve spinal kord gelişir

20. Sinir gelişiminin erken dönemi • Nöral tübün iç tabakasından ventriküller gelişir. • 24. günde beynin major yapılarını oluşturacak kabartılar oluşmaya başlar.

21. Kortikal tabakalaşma • İlk çoğalan hücreler 1. tabakayı oluştururlar. Bu tabakadaki Cajal-Retzius hücreleri Reelin salgılarlar. • Mitoz sonrası hücreler radial glial sistem boyunca reelin yolağı boyunca göçederler, kortikal tabakayı ve alttabakayı oluştururlar. • Kortikal tabaka sistematik olarak 2’den 5’e kadar tabakaları oluşturur. • Ventriküler zonda devam eden hücre bölünmesi en yüzeydeki tabakaları oluşturur.

22. Myelinizasyon • Nöral göçün sonunda glialar aksonları myelin kılıfını oluşturmak üzere sarmaya başlar. • Myelinizasyon spinal korddan başlar, subkortikal yapılara ilerler ve kortekste sonlanır. • Kortekste de posterior bölgeden başlar, anteriora ilerler. Frontal lobda sonlanır. • Parietal ve frontal loblarda myelinizasyon doğum sonrasında başlar.

23. Embriyonik beyin gelişimi • Döllenmeden 40 gün sonra nöral tüpte 3 şişkinlik oluşur • Önbeyin • Ortabeyin • Arka beyin • 8. haftada embriyo fetusa dönüşür

24. Beyin yapılarının oluşumu • Önbeyin: telensefalon, diensefalon • Ortabeyin: mesensefalon • Arka beyin: metensefalon, myelinsefalon

25. Beyin gelişimi

26. Embriyonik beyin gelişimi • 16. hafta-Optik sinir, serebellum gelişir • 24. hafta-Fetus yaşar hale gelir, bütün beyin yapıları yerini alır 30-32.hafta

27. Kortikogenezis • 6. haftada başlar. • Nöral tübün duvarındaki hücreler çoğalarak ve göç ederek korteksin altı tabakasını oluşturur. • 18. haftada hemen hemen tüm kortikal nöronlar, yerleşeceği alanlara ulaşırlar. Göç 26. haftaya kadar sürebilir. • Göç tamamlandıktan sonra girus ve sulkuslar oluşur.

28. Kortikogenezis • Neokortikal nöronların göçü döllenmenin 12-24. haftaları arasında oluşur. • Girus ve sulkuslar nöral göçten sonra, dentritik dallanma, sinaptogenezis ve budanma sonrasında oluşur.

29. Serebellumun gelişimi • 4. ventrikülü çevreleyen VZ hücrelerive rombik uçtaki dış granüler hücrelerden köken alır Sanes et al., 2001

30. Hipokampal Dentat Girusun gelişimi

31. Nörotransmitter gelişimi

32. Nörotransmitterlerin gelişimi

33. 19 – 21. haftalarda nörotransmitterler reseptörlere bağlanmaya başlar Nörotransmitterler

34. Sinaps oluşumu

36. Nörotropinler -neurotrophin-1 (NGF), -2 (BDNF), -3 and -4/5

37. Sinapsların yeniden düzenlenmesi Nöron ölümünü takiben bazı sinapslar da ortadan kalkar. Sinapsların yeniden yapılanması hem trofik faktörlere, hem de gelen uyarılara bağlıdır.

38. Duyu gelişimi 20. haftadan itibaren fetus ışığa, sese, tat ve dokunma uyaranlarına tepki vermeye başlar, tepkileri giderek komplike hale gelir EEG ile ölçülebilen kortikal aktivite gestasyonunu 19-20. haftalarında başlar SEPs 24. haftadan itibaren kaydedilir 3. trimesterden itibaren sözel belleği oluşmaya başlar, prenatal yaşantıları kaydeder.

39. Yararlanılan Kaynaklar Kiesa Getz Kelly Chapter 7: NORMAL DEVELOPMENT www.hhs.gov/nvpo/nvac/NatlChildrensStudy-Scheidt.ppt www.cf.ac.uk/psych/home/bellv1/conf/VaughanDevelopmentLecture2003.ppt users.ipfw.edu/kaiserd/Ch%209.ppt www.psych.umn.edu/courses/spring04/ davenportn/psy3061/lectures/lecture_11-development.pdf Leventer RJ, Cardoso C, Ledbetter DH, Dobyns WB. (2001) LIS1: from cortical malformation to essential protein of cellular dynamics. Trends Neurosci. 2001 Sep;24(9):489-92. www.phhp.ufl.edu/courses/psy4930/Peds_NP.ppt www.joseph-schroeder.net/ 10-18-04%20Development%20of%20the%20Nervous%20System.ppt www.legis.state.wi.us/.../features/2005-04-19%20fetal%20pain/ Fetal%20Pain%20-%20Wisconsin%20Briefing.ppt

40. Yararlanılan Kaynaklar Bhutta AT, Anand KJS. Vulnerability of the developing brain: neuronal mechanisms. Clinics in Perinatology 2002; 29 (3): 357-372. Hepper PG, Shahidullah S. The beginnings of mind--evidence from the behavior of the fetus. J Rep Infant Pscyhol 1994; 12:143-54. Molliver ME, Kostovic I, Loos Hvd. The development of synapses in cerebral cortex of the human fetus. Brain Research 1973; 50:403-7. Goldman-Rakic PS. Development of cortical circuitry and cognitive function. Child Development 1987; 58:601-22. http://www.bio.utexas.edu/faculty/wallingford/Movies/ax6.mov Levison S (2004)Neural Stem Cells and Progenitors