vývoj ns je formován procesy determinace, diferenciace a indukce
DESCRIPTION
Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce. Determinace - dána procesem genové exprese Míra determinace různá u různých živočichů Vývoj determinovaný (všichni bezobratlí) Nederminovaný (chordata vč. obratlovců). Determinovaný vývoj. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/1.jpg)
Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce
• Determinace - dána procesem genové exprese
• Míra determinace různá u různých živočichů
• Vývoj determinovaný (všichni bezobratlí)
• Nederminovaný (chordata vč. obratlovců)
![Page 2: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/2.jpg)
Determinovaný vývoj
• Už ve fázi zygoty jsou jednotlivé bb embrya předurčeny ve svém vývoji
• Osud buněk je určován genetickými faktory
• Malá míra flexibility
![Page 3: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/3.jpg)
Vývoj nedeterminovaný
• Předurčenost buňky k určitému vývoji (daná genomem) je významná, ale
• Vývoj je ovlivňován vnějšími faktory– (chemický gradient, chemické látky
uvolňované sousedními bb, specifickými naváděcími bb, růstovými faktory, elektrickým gradientem embrya atd.)
![Page 4: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/4.jpg)
• Osud buňky
• je výsledkem indukce a ne automatickým spuštěním genetického programu,
• odstranění jedné nebo více bb nemá fatální vliv na osud embrya
![Page 5: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/5.jpg)
• NS se vyvíjí z ektodermu• Indukcí mezodermem• Začíná vytvořením
– Spermanova organizátoru – amphibia
– Hensenovy zóny – ptáci, savci
– Produkce růstových faktorů (difusibilní proteiny)
– indukují neurální diferenciaci a tvorbu
• nervové rýhy a nervové ploténky, neurální trubice
Neurulace
![Page 6: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/6.jpg)
• Buňky z okrajů neurální rýhy se oddělují a tvoří neurální lištu
• Buňky z rýhy migrují na periferii – periferní orgány – dorzální ganglia a– ganglia autonomních nervů
• Ventrálně vzniká chorda
• Anteriorně – diferenciace – základy mozku
![Page 7: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/8.jpg)
Produkce neuronů a glií
• Zpočátku je N trubice jednovrstevná, později vícevrstevná
• Dělení probíhá v germinální zóně (vnitřní strana)• Během bb dělení jádra složitě migrují
– DNA syntéza probíhá na vnějším okraji,– Dělení na vnitřním
• Během migrace jsou jádra ovlivňována různými cytoplasmatickými faktory
• Po několika cyklech dceřinné buňky nejsou schopny dalšího dělení a opouštějí germinální zónu
![Page 9: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/9.jpg)
Migrace
• Dceřinné bb migrují
• Neurony se dále nedělí – bb postmitotické
• Glie se mohou dělit
• N trubice se stává 3 vrstevnou– Ventrikulární zóna – proliferační– Šedá hmota – vrstva neuronální prekursorů a
migrujících neuronů– Bílá hmota – vrstva neuronálních výběžků
![Page 10: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/10.jpg)
Centrální kanál
Vnější strana Migrující prekurzoryamitotické neurony
a glie
ventrikulární střední okrajová zóna
Neuroektoderm
Produkce neuronálních a gliových prekurzorů
S
M
![Page 11: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/11.jpg)
Centrálníkanál
Pleny
Ventrikulární
StředníŠedá hmota
MarginálníBílá hmota
Migrující neurony
Mícha
Migrace neuronů v CNS
![Page 12: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/12.jpg)
Migrace v mozkové části
• 3 vrstevná stra přetrvává v oblasti míchy a prodloužené míchy
• V mozkové a mozečkové části neurony migrují periferně a tvoří kortikální ploténky
• Neurony migrují podél radiálních gliových buněk
![Page 13: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/13.jpg)
Komora
Migrující neuronyRadiální gliové buňky
VZ
Budoucí bíláhmota
Korová ploténka
Purkyň. bb
Granul.bb MZ
Mozeček
Migrace neuronů v CNS
![Page 14: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/14.jpg)
Mozek
Migrující neurony
Komora
VZ MZ
Bílá hmota
Korová ploténkaStřední vrstva
Migrace neuronů v CNS
![Page 15: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/15.jpg)
Radiální gliové buňky
• Udržují kontakt s vnitřní a vnější stranou NT po celou dobu vývoje
• Na migraci neuronů se podílí neznámé transportní bílkoviny
• Po ukončení migrace neuronů zanikají
![Page 16: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/18.jpg)
Migrace buněk neurální lišty
• Bez pomoci glivých buněk• Migrace řízena atraktivními a
repulsivními interakcemi – s buněčnými povrchy a – komponentami extracelulárního prostoru
(adhesivní faktory)
• V průběhu migrace se neurony dostávají do různých oblastí - indukce
![Page 19: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/19.jpg)
Epidermis
Neurální trubice
Dermatomy
Sklerotomy
Chorda
F-spondinAnteriorní sklerotomLaminin, fibronektin
PosteriorníSklerotom
Anteriorně
Posteriorně
Migrace buněk neurální lištyDR, autonomní ganglia, Schwann.bb,
adrenergní chromafinní bb.
![Page 20: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/20.jpg)
Ektoderm
Somit
Chorda
Aorta
Střevo
Tělní dutinaNadledvinky
Sympatickáganglia
Smyslová ganglia
Naurální trubice
Neurální lišta
![Page 21: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/21.jpg)
Neurony se po migraci dále nedělí
• Výjimky tvoří –
• Interneurony bazálních ganglií
• Granulární bb mozkové kůry
• Primární aferentní neurony – čichové
• Postgangliové neurony autonomního Ns
• Bb nadledvinek, které tvoří A a NA
![Page 22: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/22.jpg)
Mechanismus indukce – vyjádření genotypu
• U dospělého jedince jsou různé oblasti NS fenotypově odlišné
• Fenotyp je determinován selektivní expresí genů
• Během vývoje dochází různými mechanismy indukce k
• Hierarchicky regulované expresi transkripčních faktorů
![Page 23: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/23.jpg)
Enterickáparasympatickáganglie Sympatická
Ganglia aadrenergnídřeň
ForebrainMidbrain
Hindbrain
![Page 24: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/24.jpg)
Některé geny kontrolují rozhodnutí o tvorbě tělních částí - rhombomer
• V každém segmentu se neuronální bb diferencují ve stejném rytmu
• Proces diferenciace je specificky modifikován
• Hox geny – determinují osud neuronů v každém segmentu
• Vybírají k expresi ty geny, které jsou třeba v daném segmentu
![Page 25: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/25.jpg)
Geny aktivované během ranného vývoje NS
• Hox geny - osud segmentů• Transkripční faktory (Kreisler, Krox-20)• Receptor tyrosin kináza (Sek-1, Sek-
4,transmembránový protein, ligand = Elf-2)
![Page 26: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/26.jpg)
Hox – homeotické geny
• Nalezeny u Drosophily (mutace - tykadlo místo nohy)
• Geny zodpovědné za vznik určité struktury• Kontrolují podřízené geny a transkripční faktory• Exprese hox genů řízena kyselinou retinovou ze
Spermanova organizátoru• Systematicky organizovaná citlivost receptorů
![Page 27: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/27.jpg)
Křepelčí embryo Kuřecí embryo
Anterio-posteriorní gradient
Kyselina retinová
![Page 28: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/28.jpg)
Hox geny – homeotické regulační geny – kyselina retinová (reaguje s receptory v jádrech cílových buněk)Hierarchicky regulovaná exprese transkripčních faktorů
![Page 29: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/29.jpg)
NS obratlovců také diferencován ve směru dorso-ventrálním
• Indukční signály produkované chordou – Produkt „sonic headgehog“ genu – difusibilní protein– kontroluje hox geny
• Později proužkem specializovaných gliových buněk bazální ploténky na ventrální straně míchy
![Page 30: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/30.jpg)
Anterior Posterior Dorzálně
VentrálněChorda
Dorzo-ventrální gradient
Difuzibilní proteinProdukovanýHeadgehog genem
Bazální ploténka
![Page 31: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/31.jpg)
Anterioposteriorní a dorsomediální gradienty kontrolují transkripční faktoy a determinují regionální
identitu CNS
![Page 32: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/32.jpg)
Buněčné linie – vztah mezi narozením neuronů a jejich osudem
• U obratlovců je obtížné sledovat buněčné linie• Techniky vnesení markeru (fluorescenčně
označený virus) do prekurzorové bb a sledování výskytu v hotovém NS
• Vnesení markeru – do retiny nově narozené krysy – označené byly neurony
i glie
– Do kůry – klony s virem byly jenom buď v gliích nebo neuronech – diferenciace probíhá dříve
![Page 33: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/33.jpg)
Retina
Epitel
Čočka
4-6 týdnů
Injekce retroviru kódující galaktosidázudo prekurzorové buňky
Buněčné linie v savčím CNS
![Page 34: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/34.jpg)
Existuje závislost mezi vznikem neuronů a jejich uspořádáním v kůře
• Injekce radioaktivního thymidinu do dělících se buněk kůry
• Nejhlouběji jsou ty, co se dřív narodily
![Page 35: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/35.jpg)
Počet buněk v jednotlivých vrstvách kůry po injekci 3H tymidinu
0 60 0 60
0 60 0 60 0 60 0 60
1
2+3
4
5
6
Bílá hmota
E30 E33 E39 E42 E48 E56
![Page 36: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/36.jpg)
Zapojení neuronů v jednotlivých vrstvách kůry je ovlivňováno
lokálními faktory
• Transplantace neuronů vyvíjející se zrakové kůry do oblasti somatosensorické vedla k indukci neuronálních fenotypů typických pro somatosensorickou kůru i s propojením neuronů
![Page 37: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/37.jpg)
Korová ploténka
Vnitřní zóna
Ventrikulárnízóna
VZ
Bílá hmota
1
2
3
4
5
6
Laminární determinace v kůře
E29
![Page 38: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/38.jpg)
Laminární determinace v kůře
Korová ploténka
Vnitřní zóna
Ventrikulárnízóna
VZ
Bílá hmota
1
2
3
4
5
6
P1
![Page 39: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/39.jpg)
V dospělém NS může být vývoj pod humorální kontrolou
• Pěvci – kanáři• Samci „high vocal center nucleus“• Zde probíhá turnover neuronů v závislosti
na hladině testosteronu– Zvýšení hladiny 2x ročně, jaro, podzim– Po poklesu kontrolovaný zánik neuronů
• Samice toto centrum nemají, ale po injekci testosteronu je indukováno
![Page 40: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/40.jpg)
Hormonální regulace vývoje NS
Nadřazené vokální centrum
„Robust“jádro varchistiatu
Hlasivky
Nové neurony v dospělém mozku-asimilace do složité architektury - substrát pro remodelování chování
![Page 41: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/41.jpg)
Kmenové buňky
• High vocal centrum ptáků• Hipokampus• Čichový lalok savců
– z kmenových buněk vnitřní vrstvy laterálních komor – rychle se dělí a dceřinné bb migrují do čichového epitelu a zabudovávají se do stávajících neuronálních okruhů
• Možnost diferenciace do – Neuronů– Oligodendrocytů– Astrocytů
![Page 42: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/42.jpg)
Kontrola fenotypu v periferním NS
• Kuřecí a křepelčí zárodky
• Pozice v neurální liště předurčuje typ periferního NS a typ vznikajícího zapojení
• I na expresi genů periferního NS mají vliv regionální faktory
![Page 43: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/43.jpg)
Křepelčí embryo Kuřecí embryo
Fenotyp v periferním NS
![Page 44: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/44.jpg)
Křepelčí embryo Kuřecí embryo
![Page 45: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/45.jpg)
Výběr mediátoru cílovou tkání
• Některé buňky během vývoje syntetizují jiný mediátor než v dospělém zapojení
• Změna metabolismu je indukována látkami cílové tkáně– Potní žlázy, sympatické neurony,
norepinephrine – Ach
![Page 46: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/46.jpg)
Hladká svalovina žlaz indukuje
• Cholinergní diferenciaci sympatických neuronů
• LIF (leukemia inhibitory faktor)
• Ciliary neurotrophic factor
• Cardiotropin – 1
• Aktivace Ach syntézy v sympatických neuronech
![Page 47: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/47.jpg)
Růst neuronálních výběžků
• Na růstovém vrcholu
• Amoeboidní pohyb – lamelipodia a filopodia– Přichycují se k substrátu a orientují růstový
vrchol– Obsahují vlákna aktinu– Filopodia „chutnají“ prostředí a odpovídají na
chemické stimuly• Short range stimuly na stěnách sousedních bb
• Long-range stimuly – v ect – přitahují či odpuzují
![Page 48: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/48.jpg)
Růst axonů
![Page 49: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/49.jpg)
Aktinová vlákna přichycená k podkladu
Mikrotubulus
Mikrotubulus
Aktinová filamenta
Aktinová filamentaMyosin
Myosin posouvá mikrotubuly
Filopodia v klidu
Vysouvání filopodií
Aktinovémonomery
Aktinovápolymerizace
Myosin zasouvá mikrotubuly
Myosin
ATP, Actin-binding-proteinCa, proteinkináza
![Page 50: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/50.jpg)
Naváděcí signály – extracelulární adhesní proteiny
• Short range• Na membrány vázané adhesní molekuly
– Imunoglobulinové molekuly
– Např. populární glykoprotein axonálního povrchu TAG1 (Transiently expressed Axonal surface Glykoprotein)
• Pomáhá řízenému prorůstání neuronů v míše a způsobuje u jistých axonů změnu směru růstu
– Některé působí prostřednictvím specifických receptorů, jiné spojují podobné struktury na sousedních bb
![Page 51: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/51.jpg)
Adheze často závisí na Ca++
• Např. N cadherin – spojení buněk v ect tekutině, plasmě, krvi
• V tkáňových kulturách stimulují adhezi neuronů k podkladu, navzájem a stimulují růst výběžků
• A adhezi výběžků do primitivních nervů
![Page 52: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/52.jpg)
Adhezní extracelulární glykoproteiny
• Laminin, fibronektin, tenascin, trombospondin
• Spolupracují s imunoglobuliny• Specifické kombinace zajistí, že ve
vyvíjejícím se embryu určitá skupina vysílá výběžky do patřičné oblasti
• Adhezivní interakce působí na malou vzdálenost – 1 mm
![Page 53: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/53.jpg)
Adhezivní molekuly
• Buněčné membrány– Transmembránové proteiny nebo asociované
glykoproteiny, extracelulární část podobná imunoglobulinům
– N-CAM (neural cell adhesion molecule)– CAM (Ng-CAM, glial cell adhesion molecule)– TAG-1, MAG, DCC
• Homofilické vazby• Heterofilické
– N-CADHERIN (Ca-dependentní buněčná adheze)
![Page 54: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/54.jpg)
Adhezivní molekuly
• Extracelulární matrix– LAMININ,
– FIBRONECTIN
– TENASCIN
– CYTOTAXIN
![Page 55: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/55.jpg)
Hmyzí NS má své dispečery
• Fascikliny – vyvíjející se nervové pásce určují směr a dávají příkazy
• „shlukujte se“• „nerozcházejte se!• Pionýrské neurony na větší vzdálenosti• Některé smyslové neurony diferencují dřív• hledají dráhu do příslušných oblastí a slouží jako
orientační základna pro později narozené druhy
![Page 56: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/56.jpg)
Navádění axonů na větší vzdálenosti
• Naváděcí buňky
• Označují přechodné cíle
• Většinou nezralé neurony
• Přechodné synaptické kontakty
• Po splnění úkolu zanikají
![Page 57: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/57.jpg)
Růst axonů
![Page 58: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/58.jpg)
Chemoorientace
• Axon se může orientovat v závislosti na cílové tkáni i nezávisle
• Axony spinálních motoneuronů se orientují na periferii prostřednictvím interakce různých faktorů
• Adhezní proteiny – krátké vzdálenosti• Delší vzdálenosti
– Netrin – chemický gradient (atrakce)– Semaforin – chemický gradient (repulse)– Příklad složitosti procesů navigace – navádění
komisurálních interneuronů v dorsální části míchy
![Page 59: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/59.jpg)
Chemo-atraktivní interaceLong-range Close-range
Comisurálníneuron
Netrin-1TAG-1adhezivní molekula
Bazálníploténka NrCAM
Adhezivní molekula
ReceptorDCCExprimovV axonech
Jinde a v jiné souvislostiDCC funguje jako buněčná adhezivní molekula
![Page 60: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/60.jpg)
Chemo-repulzní interakceShort-range Long-range
SlitDifuzibilní protein
ReceptorRobo
Netrin-1
Motoneuron
Slit
Periferie
![Page 61: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/61.jpg)
Rozpoznávání cíle
• Aby NS fungoval jak má a produkoval příslušné chování, musí být spoje specifické
• Tvorba spojů je geneticky podmíněna a závisí na environmentálních faktorech
• Neurony se chovají jakoby věděly kam růst
• Jak poznají cíl?
![Page 62: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/62.jpg)
• Zrakový systém obojživelníků a ptáků
• Gangliové bb retiny prorůstají do tekta
• Z temporální oblasti retiny do anteriorní• Tkáňové kultury
• Chemické naváděcí signály – EPHRINY
• EPH Receptory v tektu– V retině - naso-temporální gradient receptorů– V tektu - antero-posteriorní gradient ephrinů
![Page 63: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/63.jpg)
Pravé oko
Levé tektum Specifická inervaceInterakce receptor tyrosin kináz (Eph kinázy)a ephrinů - mediují vždy repelenci
Ephriny exprimoványna cílových neuronech tektaEph kinázy exprimoványna axonech ganliových buněk
![Page 64: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/64.jpg)
Retina Tektum
NazálníTemporální
Anteriorní(přední)
Posteriorní (zadní)
Gradient Eph receptorů Gradient Ephrinu
![Page 65: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/65.jpg)
Axony gangliových buněk temporární sítnice
Posteriorní tektum
Posteriorní tektum
Eph-receptory Ephrin
![Page 66: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/66.jpg)
Naváděcí signály a receptory
• Short-range (kontaktní)– TAG-1– Slit– N-CAM– ECM adhezní proteiny– Ephriny
• Long-range (difusibilní)– Netrin– Semaphorin– Slit
• NrCAM• Robo• N-CAM• Integriny• Eph receptory
• DCC• Neuropiliny
ARAAR
AR
Ca, proteinkinázy modulují
![Page 67: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/67.jpg)
Synaptogeneze na nervosvalové ploténce
• Embryonální svalové vlákno má embryonální Ach receptory rovnoměrně na povrchu
• Při prorůstání axonu se uvolňuje spontánně Ach – depolarizační potenciál
• Po kontaktu se tvoří základ synapse • Zvyšuje se uvolňování Ach, synapse se dotvoří
během minut a • receptory se zahušťují pod synapsí• Objevuje se acetylcholinesteráza
![Page 68: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/68.jpg)
Formování synapse nervosvalové spojení
Embryonické Ach
mRNA
Dospělé Ach
mRNA
Agrin motoneuronůHeparan sulfát ProteoglykanReceptory MUSK
Retrográdní signály - laminin
![Page 69: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/69.jpg)
Formování synapsí v CNS
• V CNS na jednom neuronu konverguje mnoho synapsí s různými mediátory
• I v CNS dochází ke shlukování příslušných receptorů pod příslušnými synapsemi
• Synaptogeneze a na periferii je shodná
![Page 70: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/70.jpg)
Formování synapsí v CNS
![Page 71: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/71.jpg)
Principy synaptogeneze
• Neexistují předem daná místa pro tvorbu synapse
• Po kontaktu axon indukuje změny v postsynaptickém elementu
• Trofické změny působí anterográdně i retrográdně
• Významně působí elektrická aktivita• Inervace je źpočátku polyneurální, • Počet synapsí je následně upravován kompeticí
neuronů o trofické faktory cílové tkáně
![Page 72: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/72.jpg)
Kompetitivní interakce během vývoje
![Page 73: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/73.jpg)
Kompetitivní interakce během vývoje
• Po vzniku polyneurální inervace
• Některé spoje zanikají
• Dochází k reorganizaci
• Nadprodukce spojů a následná řízená smrt je charakteristická pro vývíjející se NS
![Page 74: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/74.jpg)
Mechanismus, který zajišťuje, aby neuronální vstup
odpovídal
velikosti inervované cílové tkáně
zahrnuje aktivaci genu
pro řízený rozpad DNA
a syntézu proteolytických enzymů
![Page 75: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/75.jpg)
Neuronální aktivita a eliminace synapsí
• V procesu eliminace spojů má významnou úlohu neuronální aktivita
• Stimulace vede k eliminaci neaktivních vláken
• Stimulované spoje tvoří více větvení než nestimulované
![Page 76: Vývoj NS je formován procesy determinace, diferenciace a indukce](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062409/5681470b550346895db44446/html5/thumbnails/76.jpg)
Přirozená smrt neuronů během ontogeneze
• Programovaná smrt
• Selekce programu vlivem mimobuněčných faktorů
• Součást přirozeného vývoje