Development of Nervous 第26章 神经系统和眼耳 的发生 Development of Nervous System 、Eyes & Ears
神经管→脑、脊髓、神经垂体、松果体、视网膜等 神经外胚层演化为神经系统 神经管→脑、脊髓、神经垂体、松果体、视网膜等 神经嵴→神经节、周围神经、肾上腺髓质等 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳
神经上皮(假复层柱状上皮)细胞增殖形成三层: 神经管 神经上皮(假复层柱状上皮)细胞增殖形成三层: 室管膜层-单层立方或低柱状细胞 套层-成神经细胞和成神经胶质细胞 边缘层-成神经细胞的突起和少量胶质细胞 图1、2 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳
成神经细胞(neuroblast)不再分裂,形态演变: 无极成神经细胞→双极成神经细胞→单极成神经细胞→多极成神经细胞 神经细胞的存活和突起形成受靶细胞产生的神经营养因子调控,有大量神经细胞凋亡 早期分化 图3 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
成神经胶质细胞(glioblast) 保持增殖分化能力 成星形胶质细胞→星形胶质细胞 成少突胶质细胞→少突胶质细胞 小胶质细胞来源于血液单核细胞或神经外胚层 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
腹侧部增厚→左右基板→灰质前角(成神经细胞→躯体运动神经元) 神经管尾段分化为脊髓 套层→脊髓灰质,边缘层→白质 管腔→中央管 套层细胞增生 腹侧部增厚→左右基板→灰质前角(成神经细胞→躯体运动神经元) 背侧部增厚→左右翼板→灰质后角(成神经细胞→中间神经元) 细胞聚集于基板和翼板之间→侧角(成神经细胞→内脏传出神经元) 图4 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
第3 个月前,脊髓与脊柱等长,所有脊神经的发出处与相对应的椎间孔处于同一平面 第3 个月后,由于脊柱快速增长,脊柱超越脊髓,脊髓的位置上移 至出生前,脊髓下端与第3 腰椎平齐,以终丝与尾骨相连 脊髓颈段以下的脊神经根斜行,穿过相应的椎间孔。腰、骶和尾段的脊神经根在椎管内垂直下行,与终丝共同组成马尾 早期分化 脊髓 图5 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
神经管头段发育为脑 脑外形和内部结构的发育 神经管头段→三个脑泡 前脑泡: 头段→左右端脑→大脑半球 尾段→间脑 中脑泡→中脑 菱脑泡: 头段→后脑→脑桥和小脑 尾段→末脑→延髓 早期分化 图6 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
于大脑, 套层细胞迁移至外表面,形成皮质, 边缘层形成内侧的白质;于中脑、后脑和末脑,神经细胞聚集形成神经核 神经管管腔→脑室 前脑泡: 左右端脑→左右侧脑室 间脑→第三脑室 中脑泡→中脑导水管 菱脑泡: 第四脑室 管壁的演变 于大脑, 套层细胞迁移至外表面,形成皮质, 边缘层形成内侧的白质;于中脑、后脑和末脑,神经细胞聚集形成神经核 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
第8周,突触开始出现;其形成过程包括:轴突生长的终止、树突的发育、突触部位的选择 2.大脑皮质的组织发生 依次出现: 古皮质-海马、齿状回 旧皮质-梨状皮质 新皮质-面积最大,出生时已形成6层结构 第8周,突触开始出现;其形成过程包括:轴突生长的终止、树突的发育、突触部位的选择 早期分化 图7、8 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
后脑翼板背侧左右菱唇在中线融合,形成小脑板(小脑原基)→外侧部膨大形成小脑半球;中部变细形成小脑蚓 3.小脑皮质的组织发生 后脑翼板背侧左右菱唇在中线融合,形成小脑板(小脑原基)→外侧部膨大形成小脑半球;中部变细形成小脑蚓 神经上皮细胞增殖迁至小脑板外表面,形成外颗粒层,此层细胞仍然保持分裂能力,在小脑表面形成一个细胞增殖区,形成皱褶状小脑叶片 图9 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
套层外层成神经细胞→蒲肯野细胞层;内层细胞则聚集成团→神经核 外颗粒层部分细胞向内迁移至蒲肯野细胞层深面→颗粒层 原外颗粒层细胞层→分子层 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
部分神经嵴细胞迁移至主动脉外侧,形成交感神经节 1.神经节的发生 脑、脊神经节属于感觉神经节 神经嵴细胞→ 成神经细胞→感觉神经元 卫星细胞 部分神经嵴细胞迁移至主动脉外侧,形成交感神经节 部分神经嵴细胞迁入肾上腺皮质(脏壁中胚层形成)→嗜铬细胞、交感神经节细胞 图10 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
运动神经元的轴突(来自脑干、脊髓灰质前角)+ 施万细胞 2.周围神经的发生 感觉神经纤维 脑、脊神经节细胞的树突 神经嵴细胞→施万细胞 运动神经纤维 运动神经元的轴突(来自脑干、脊髓灰质前角)+ 施万细胞 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
口凹顶外胚层凹陷、与口腔壁脱离→拉特克囊(Rathke pouch)→前壁增厚形成远侧部,后壁形成中间部(腺上皮) 由拉特克囊与神经垂体芽结合形成 口凹顶外胚层凹陷、与口腔壁脱离→拉特克囊(Rathke pouch)→前壁增厚形成远侧部,后壁形成中间部(腺上皮) 间脑底部神经外胚层向腹侧延伸→神经垂体芽→远端膨大形成神经部,起始段形成漏斗柄(神经组织) 早期分化 图11 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
前脑膨出左右一对视泡(optic vesicle) ,其远端膨大、内陷形成视杯;近端变细形成视柄 外胚层在视泡的诱导下增厚,形成晶状体板;晶状体板内陷入视杯,形成晶状体泡 早期分化 图12、13 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
内层增厚→视细胞层、双极细胞层和节细胞层 视网膜的发生 视杯外层→视网膜色素上皮层 内层增厚→视细胞层、双极细胞层和节细胞层 视泡腔→消失 2.视神经的发生 节细胞轴突向视柄内聚集,视柄细胞演变为胶质细胞,与节细胞轴突混杂在一起,演变为视神经 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
后壁细胞→高柱状,向前壁方向伸长,形成初级晶状体纤维 3.晶状体的发生 晶状体泡的前壁细胞→晶状体上皮 后壁细胞→高柱状,向前壁方向伸长,形成初级晶状体纤维 泡腔→缩小、消失 赤道部细胞不断增生、变长、形成次级晶状体纤维; 初级晶状体纤维胞核消失,形成晶状体核; 新的晶状体纤维逐层添加到晶状体核周围,晶状体核及晶状体逐渐增大 早期分化 图14 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
晶状体泡前方的外胚层→角膜上皮,上皮后的间充质→角膜其余各层 4.角膜、虹膜和眼房的发生 晶状体泡前方的外胚层→角膜上皮,上皮后的间充质→角膜其余各层 视杯口的间充质→虹膜基质,其周边部厚,中央部薄,为瞳孔膜。视杯的前缘部分→虹膜上皮 在晶状体泡与角膜上皮之间充填的间充质内出现腔隙,即前房。虹膜与睫状体形成后,二者与晶状体之间形成后房。出生前瞳孔膜被吸收,前、后房相通 早期分化 图15 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
5.血管膜和巩膜的发生 视杯周围的间充质分为内、外两层 外层分化为巩膜 内层富含血管和色素细胞, 分化成血管膜,其大部分贴在视网膜外面,为脉络膜; 小部分贴在视网膜盲部(即视杯口边缘部)外面,分化为虹膜基质和睫状体的主体 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
眼球前方与角膜上皮毗邻的外胚层形成上、下皱褶,分别发育为上、下眼睑 5.眼睑的发生 眼球前方与角膜上皮毗邻的外胚层形成上、下皱褶,分别发育为上、下眼睑 眼睑内表面的外胚层→复层柱状的结膜上皮,与角膜上皮相延续 眼睑外表面的外胚层→表皮; 皱褶内的间充质→眼睑其它结构 第10周,上、下眼睑的边缘互相融合,至第7、8月重新张开 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
菱脑两侧的外胚层→听板,内陷→听窝,闭合→听泡(otic vesicle ) 听泡向背腹方向延伸增大 1.内耳的发生 菱脑两侧的外胚层→听板,内陷→听窝,闭合→听泡(otic vesicle ) 听泡向背腹方向延伸增大 背侧→前庭囊→三个膜半规管和椭圆囊的上皮 腹侧→耳蜗囊→球囊和耳蜗管的上皮 听泡及其周围的间充质→膜迷路 膜迷路周围的间充质→软骨性囊 软骨性囊骨化→骨迷路 早期分化 图16、17 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
第1咽囊远侧盲端膨大演化为鼓室,近侧段形成咽鼓管 鼓室上方的间充质演化为3块听小骨 2.中耳的发生 第1咽囊远侧盲端膨大演化为鼓室,近侧段形成咽鼓管 鼓室上方的间充质演化为3块听小骨 3.外耳的发生 第1 鳃沟向内深陷,形成外耳道 第1鳃沟周围的间充质增生,形成6个结节状隆起,称耳丘。耳丘围绕外耳道口,演变成耳廓 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 图18、19 垂体 眼 耳 畸形
①前神经孔未闭→无脑畸形,常伴颅顶骨发育不全(露脑) ②后神经孔未闭→脊髓裂,常伴脊柱裂 1.神经系统的畸形 神经管缺陷 ①前神经孔未闭→无脑畸形,常伴颅顶骨发育不全(露脑) ②后神经孔未闭→脊髓裂,常伴脊柱裂 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳 图20 无脑畸形伴脊髓脊柱裂
③颅骨发育不全→脑膜膨出、脑膜脑膨出、积水性脑膜脑膨出 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳 图21 A 脑膜膨出 B 脑膜脑膨出 C 积水性脑膜脑膨出
早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳 图22 左:脑膜脑膨出 右:脊膜脊髓膨出
脑积水:因脑室系统发育异常导致,多见为中脑导水管和室间孔狭窄或闭锁,致使阻塞处以上的脑室内积存大量脑脊液;表现为脑颅扩大、颅骨和脑组织变薄,颅缝变宽 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
图23 脑积水 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳
先天性无虹膜:无虹膜,瞳孔特别大;为遗传异常所致 瞳孔膜残留:因瞳孔膜未全部退化消失 先天性青光眼:房水排出障碍,眼内压增高;为遗传异常所致 2.眼的畸形 先天性无虹膜:无虹膜,瞳孔特别大;为遗传异常所致 瞳孔膜残留:因瞳孔膜未全部退化消失 先天性青光眼:房水排出障碍,眼内压增高;为遗传异常所致 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
先天性白内障:晶状体透明度异常所致;因遗传或妊娠早期感染风疹病毒 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 眼 垂体 畸形 耳 图24 先天性白内障
遗传性-内耳发育不全、耳蜗神经发育不良、听小骨发育缺陷、外耳道闭锁 3.耳的畸形 先天性耳聋: 遗传性-内耳发育不全、耳蜗神经发育不良、听小骨发育缺陷、外耳道闭锁 非遗传性-与药物中毒、感染等因素有关;内耳、耳蜗神经、听觉中枢发育不良 伴有哑 早期分化 脊髓 脑 神经节和周围神经 垂体 眼 耳 畸形
本章重点 神经管和神经嵴的一般演化 成神经细胞和成神经胶质细胞的概念 无脑畸形、脊髓裂、脑积水的成因 脑发生的一般过程(脑泡、脑室形成) 垂体、眼与耳发生的一般过程
图1 神经管
图2 神经上皮的早期分化
图3 神经上皮细胞的分化
图4 脊髓的形态发生
图5 脊髓发育与脊柱的关系
图6 脑泡的发生和演变
图7 脑各部的分化(间脑和端脑) 第7周 第10周
图8 脑各部的分化(中脑和末脑) 中 脑 末 脑
图9 小脑的发生
图10 神经节及肾上腺髓质的发生
图11 垂体的发生
图12 视杯与晶状体的发生
图13 视神经的发生
图14 晶状体纤维的发育
图15 眼球与眼睑的发生
图16 耳的发生
图17 听泡的发育
图18 外耳的发育
图19 耳廓的发生