Embryologie.docx

# Indeling en vroege ontwikkeling van het zenuwstelsel Dit document vat de indeling, vroege ontwikkeling en differentiatie van het zenuwstelsel samen, beginnend met de neurulatie en de vorming van de neurale buis en neurale kam. ## 1. Indeling en vroege ontwikkeling van het zenuwstelsel ### 1.1 Indeling van het zenuwstelsel Het zenuwstelsel kan op twee manieren worden ingedeeld: structureel en functioneel. #### 1.1.1 Structurele indeling * **Centraal zenuwstelsel (CZS):** Bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Dit deel ontwikkelt zich uit de neurale buis. * **Perifeer zenuwstelsel (PZS):** Omvat alle zenuwstructuren buiten het CZS. Dit zijn onder andere de hersenzenuwen en bijbehorende ganglia, ruggenmergzenuwen en bijbehorende ganglia, autonome zenuwen en ganglia, en het enterisch zenuwstelsel. #### 1.1.2 Functionele indeling * **Somatisch zenuwstelsel:** Innerveert structuren die onder bewuste controle staan, zoals de huid en skeletspieren. Het heeft een sensorische component (informatie naar CZS) en een motorische component (signalen van CZS). * **Visceraal zenuwstelsel (autonoom zenuwstelsel):** Innerveert inwendige organen, glad spierweefsel en klieren. Dit systeem is onderverdeeld in het sympathische en parasympathische systeem. ### 1.2 Bestemming van het ectoderm – Neurulatie (dag 19–22) De neurulatie is een cruciaal proces waarbij de basis wordt gelegd voor het zenuwstelsel. #### 1.2.1 De rol van de chorda dorsalis De chorda dorsalis (notochord) is een kenmerkende structuur van chordadieren en speelt een sleutelrol bij de ontwikkeling van gewervelden. * Het genereert signalen in de middellijn van het embryo. * Het induceert de vorming van de neurale plaat (neuraal inductie). * Het dient als tijdelijk skeletelement. #### 1.2.2 Primaire neurulatie (chronologisch) Dit proces omvat de vorming van de neurale plaat en de daaropvolgende neurale buis. * **Vorming neurale plaat (dag 19):** Een verdikking van het ectoderm, gelegen craniaal van de primitieve knoop. Deze plaat wordt geïnduceerd door de chorda dorsalis. * **Neurale inductie:** Het ectoderm wordt omgevormd tot neuro-ectoderm, wat leidt tot de vorming van neuro-epitheliale cellen. * **Vorming neurale buis (week 4):** De neurale plaat vouwt zich in (craniaal naar caudaal) tot de neurale buis, die de voorloper is van het CZS. * **Vorming neurale kam:** De cellen aan de laterale randen van de neurale plaat vormen de neurale kam (neurale lijst of crista neuralis). Deze cellen laten los tijdens de buisvorming en migreren om diverse structuren te vormen. #### 1.2.3 Secundaire neurulatie De secundaire neurulatie betreft de vorming van de neurale buis vanuit de staartknop. * Dit proces omvat niet de vorming van een neurale plaat. * Het leidt tot de ontwikkeling van de caudale neurale buis en neurale kamcellen. * Het proces: verdichting van staartknopcellen vormt een medullair koord, dat vervolgens caviteert. Dit lumen fuseert met de neurale buis van het craniale deel. * Dit proces is voltooid rond week 8. ### 1.3 Ontwikkeling van de hersenblaasjes De neurale buis transformeert zich verder door de vorming van hersenblaasjes. #### 1.3.1 Primaire hersenblaasjes (± dag 28) De neurale buis begint zich te verbreden en te differentiatie in drie primaire hersenblaasjes: * **Prosencephalon:** Voorhersenen. * **Mesencephalon:** Middenhersenen. * **Rhombencephalon:** Achterhersenen. #### 1.3.2 Secundaire hersenblaasjes (week 5) Deze primaire blaasjes splitsen verder uit, met uitzondering van het mesencephalon. * **Prosencephalon** splitst in: * **Telencephalon** (craniaal) → eindhersenen. * **Diencephalon** (caudaal) → tussenhersenen. * **Mesencephalon** blijft ongesplitst. * **Rhombencephalon** splitst in: * **Metencephalon** (craniaal) → pons en cerebellum. * **Myelencephalon** (caudaal) → medulla oblongata. Het resultaat is een indeling in vijf secundaire hersenblaasjes. #### 1.3.3 Ventrikels Het lumen van de neurale buis vormt de primitieve ventrikels, die zich ontwikkelen tot de definitieve hersenventrikels en het centrale kanaal van het ruggenmerg. #### 1.3.4 Vorming van hersenbuigingen (flexuren) Tussen week 4 en 8 van de ontwikkeling ontstaan er drie hersenbuigingen: * **Mesencefalische buiging (cephalische flexuur):** In het middenhersengebied, met een dorsaal convexe kromming. * **Cervicale buiging:** Bij de overgang van het myelencephalon naar het ruggenmerg, dorsaal convex. * **Pontiene buiging:** Ter hoogte van de ontwikkelende pons, dorsaal concaaf (omgekeerde buiging). De pontiene flexuur zorgt ervoor dat het metencephalon (inclusief cerebellum) terugvouwt op het myelencephalon. ### 1.4 Cytodifferentiatie van de neurale buis De neuro-epitheliale cellen in de ventriculaire laag van de neurale buis ondergaan proliferatie en differentiëren tot neurale en gliale celvoorlopers. Dit resulteert in drie lagen: * **Ventriculaire laag:** Bevat de prolifererende neuro-epitheliale cellen. * **Mantellaag:** Bevat postmitotische jonge neuronen die zich ontwikkelen tot de grijze stof van het CZS. * **Marginale laag:** Bevat axonen (zonder cellichamen) en ontwikkelt zich tot de witte stof van het CZS. #### 1.4.1 Myelinisatie De witte kleur van de witte stof wordt veroorzaakt door myelineschedes. * In het CZS wordt myeline geproduceerd door oligodendrocyten. * In het PZS wordt myeline geproduceerd door Schwann-cellen, die afkomstig zijn uit de neurale kam. #### 1.4.2 Overige structuren De marginale laag bevat ook axonen die het CZS binnenkomen, verlaten of verbinden. Ependym-uitlopers vormen de plexus choroideus, die hersenvocht (cerebrospinale vloeistof, CSV) produceert. CSV bevindt zich in de hersenventrikels, het centrale kanaal van het ruggenmerg en de subarachnoïdale ruimte, en dient voor bescherming en ondersteuning van de hersenen. ### 1.5 Differentiatie van het ruggenmerg De differentiatie van het ruggenmerg is relatief eenvoudig vergeleken met de hersenen en begint aan het einde van de vierde week. #### 1.5.1 Organisatie van de mantellaag (vanaf week 4) De neuronen in de mantellaag organiseren zich in vier longitudinale platen: * **2 dorsale alaire platen:** Vormen sensorische kernen. * **2 ventrale basale platen:** Vormen motorische kernen. Een groef, de **sulcus limitans**, scheidt de alaire en basale platen lateraal. De **dakplaat** (dorsaal) en de **vloerplaat** (ventraal) zijn niet-neurogeen. #### 1.5.2 Functionele differentiatie * **Ventrale (basale) kolommen:** Ontwikkelen zich tot somatische motorneuronen die willekeurige (gestreepte) spieren innerveren. * **Dorsale (alaire) kolommen:** Ontwikkelen zich tot associatieneuronen (interneuronen) die synapsen ontvangen van afferente (sensorische) vezels. Deze neuronen maken synapsen met motorneuronen of stijgen op naar de hersenen. * **Intermediolaterale celkolommen:** Ontstaan uit de dorsale regio's van de ventrale kolommen en zijn aanwezig op de niveaus T1–T12 en L1–L2, en S2–S4. * **Thoracaal en lumbaal (T1–L2):** Bevatten viscerale motorneuronen voor het sympathische autonome systeem. * **Sacraal (S2–S4):** Bevatten viscerale motorneuronen voor het parasympathische autonome systeem. > **Tip:** Motorneuronen differentiëren doorgaans vóór sensorische elementen, zowel in het ruggenmerg als in de hersenen. #### 1.5.3 Vorming van de spinale zenuwen (nervi spinales) Spinale zenuwen ontstaan uit de samenkomst van: * **Dorsale wortel:** Bevat sensorische axonen, met cellichamen in de dorsale wortelganglia. * **Ventrale wortel:** Bevat motorische axonen, met cellichamen in de ventrale kolommen (grijze stof). * **Viscerale wortel (indien aanwezig):** Bevat preganglionaire autonome axonen op niveaus met intermediolaterale kolommen. De neuronen van de spinale ganglia zijn afkomstig uit de crista neuralis (neurale kam). ### 1.6 Differentiatie van de hersenen De hersenen zijn functioneel ingedeeld in de hersenstam en hogere centra (waaronder de voorhersenen en het cerebellum). Het fundamentele organisatiepatroon van de hersenstam is vergelijkbaar met dat van het ruggenmerg (olaire en basale kolommen, dorsale sensorische en ventrale motorische wortels). #### 1.6.1 Hersenstam – organisatie van de kolommen De hersenstam bevat kernen van de meeste hersenzenuwen (behalve I en II) en is georganiseerd in zeven kolommen, die zes functionele categorieën vertegenwoordigen: * **Motorische functies (basale kolommen):** 1. **Somatisch efferente neuronen:** Innerveren uitwendige oogspieren en tongspieren (craniale zenuwen III, IV, VI, XII). 2. **Branchiaal efferente neuronen (speciale viscerale efferente):** Innerveren gestreepte spieren afgeleid van kieuwbogen (craniale zenuwen V, VII, IX, X, XI). 3. **Viscerale efferente neuronen (algemene viscerale efferente):** Parasympathische banen die klieren en glad spierweefsel innerveren (craniale zenuwen III, IX, X). * **Sensorische functies (alaire kolommen):** 4. **Viscerale afferente neuronen (algemene viscerale afferente):** Ontvangen impulsen van interoceptieve receptoren in inwendige organen (craniale zenuw X). 5. **Speciale afferente neuronen:** Verwerken informatie van speciale zintuigen (smaak: VII, IX; gehoor en evenwicht: VIII). 6. **Algemene afferente neuronen (algemene somatische afferente):** Verwerken algemene sensaties zoals aanraking, temperatuur en pijn uit hoofd, nek en slijmvliezen (craniale zenuwen V, VII, IX). > **Definities:** > * **Afferent:** Binnenkomende vezels (sensorische informatie). > * **Efferent:** Uitgaande vezels (motorische signalen). > * **Motorisch:** Efferent. > * **Sensibel:** Afferent. #### 1.6.2 Vorming van het rhombencephalon Het rhombencephalon (achterhersenen) vormt de medulla oblongata (myelencephalon) en de pons en cerebellum (metencephalon). * De dakplaat van de vierde ventrikel vormt een breed membraan, de **tela choroidea**, dat de **choroid plexus** bevat, verantwoordelijk voor de productie van CSV. * De **medulla oblongata** is het meest ruggenmerg-achtige deel en reguleert vitale functies zoals ademhaling en hartslag. * De **pons** fungeert als een brug voor signalen tussen het ruggenmerg, de hersenschors en het cerebellum. * Het **cerebellum** ontwikkelt zich uit de alarplaten van het metencephalon en is cruciaal voor balans, houdingscontrole en coördinatie van bewegingen. #### 1.6.3 Vorming van het mesencephalon (middenbrein) Het mesencephalon bevat belangrijke neurale centra, waaronder de kernen van de hersenzenuwen III en IV, en de **colliculi superiores en inferiores** (onderdeel van de visuele en auditieve banen). De ventrikels van het mesencephalon vormen het **cerebrale aquaduct van Sylvius**, een kanaal dat de derde en vierde ventrikel verbindt. Obstructie hiervan kan leiden tot hydrocefalus. #### 1.6.4 Vorming van het prosencephalon (voorbrein) Het prosencephalon splitst in het diencephalon en het telencephalon. * **Diencephalon:** Vormt de thalamus (sensorisch relaisstation) en de hypothalamus (reguleert hormonen, autonome functies en gedrag). Hieruit ontstaan ook de epifyse, mammillaire lichamen en de hypofyse. De hypofyse heeft een dubbele embryonale herkomst uit het infundibulum (neurohypofyse) en de zak van Rathke (adenohypofyse). * **Telencephalon:** Vormt de twee hersenhelften, de hersenschors, de basale ganglia en het limbisch systeem. De ontwikkeling van de hersenhelften omvat snelle groei, de vorming van gyri en sulci, en de ontwikkeling van de laterale ventrikels en commissuren (zoals het corpus callosum). ### 1.7 Stoornissen in de ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel Abnormaliteiten in de neurale buisvorming, celmigratie of stofwisseling kunnen leiden tot diverse neurologische aandoeningen. #### 1.7.1 Neurale buisdefecten (NTD’s) Deze defecten ontstaan door abnormale neurulatie in week 3-4. Ze kunnen open (ernstig, niet bedekt door huid) of gesloten zijn. * **Open NTD's:** * **Anencefalie:** Volledig dysrafisme van de hersenen; geen functioneel cerebrum, meestal niet levensvatbaar na de geboorte. * **Spina bifida aperta:** Open ruggenmerg (myeloschisis), vaak lokaal lumbosacraal. Varianten zijn meningocele (uitstulping van meninges) en myelomeningocele (uitstulping van meninges en ruggenmerg). * **Gesloten NTD's:** * **Encefalocele:** Huidbedekte uitstulping van hersenweefsel door een opening in de schedel. * **Spina bifida occulta:** Een gesloten, huidbedekt defect in de wervelkolom, vaak asymptomatisch en soms gemarkeerd door externe huidkenmerken. #### 1.7.2 Stoornissen in celmigratie Deze leiden tot afwijkingen in de vorming van de cerebrale cortex, zoals lissencefalie (gladde hersenschors) of heterotopie (verplaatste neuronen). #### 1.7.3 Stofwisselingsstoornissen Deze kunnen resulteren in de ophoping van toxische metabolieten of een tekort aan essentiële stoffen, met gevolgen voor de hersenontwikkeling. #### 1.7.4 Preventie van NTD's Adequate inname van foliumzuur (vitamine B9) voor en tijdens de vroege zwangerschap kan de incidentie van NTD's met tot 75% verminderen. Detectie kan plaatsvinden via metingen van alfa-fetoproteïne (AFP) in moederlijk bloed en vruchtwater, gevolgd door echografie. --- # Ontwikkeling van de hersenblaasjes en hersenstam Dit deel behandelt de vroege ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel, beginnend bij de vorming van de hersenblaasjes en de organisatie van de hersenstam, inclusief specifieke structuren zoals de medulla oblongata en pons. ## 2 Ontwikkeling van de hersenblaasjes en hersenstam De embryologische ontwikkeling van het zenuwstelsel is een complex proces dat begint met de neurulatie, waarbij uit het ectoderm de neurale buis ontstaat, de voorloper van het centrale zenuwstelsel. ### 2.1 Neurale inductie en neurulatie * **Neurulatie:** Dit proces vindt plaats tussen dag 19 en 22 van de embryonale ontwikkeling. De chorda dorsalis (notochord) speelt hierin een cruciale rol door het ectoderm te induceren tot het vormen van de neurale plaat. * **Neurale plaat:** Een verdikking van het ectoderm die craniaal van de primitieve knoop ontstaat. Deze plaat vouwt zich vervolgens om tot de neurale buis, die zich van craniaal naar caudaal sluit en de voorloper van het CZS vormt. * **Neurale kam (crista neuralis):** Cellen aan de laterale randen van de neurale plaat laten los tijdens de neurulatie en migreren om diverse structuren in het lichaam te vormen. * **Secundaire neurulatie:** De vorming van de neurale buis in het staartgedeelte vindt plaats via secundaire neurulatie, waarbij geen neurale plaat betrokken is. Dit leidt tot de vorming van de caudale neurale buis. ### 2.2 Vorming van de hersenblaasjes Ongeveer op dag 28 van de ontwikkeling ontstaan de **primaire hersenblaasjes** uit de neurale buis: * **Prosencephalon:** Voorhersenen * **Mesencephalon:** Middenhersenen * **Rhombencephalon:** Achterhersenen Rond week 5 ondergaan deze primaire blaasjes verdere differentiatie tot de **secundaire hersenblaasjes**: * **Prosencephalon** splitst in: * **Telencephalon** (craniaal): Vormt de eindhersenen (cerebrum). * **Diencephalon** (caudaal): Vormt de tussenhersenen. * **Mesencephalon** blijft het mesencephalon. * **Rhombencephalon** splitst in: * **Metencephalon** (craniaal): Vormt de pons en het cerebellum. * **Myelencephalon** (caudaal): Vormt de medulla oblongata. Deze blaasjes ontwikkelen zich verder en de holtes daarin, de primitieve ventrikels, vormen de definitieve hersenventrikels. ### 2.3 Vorming van de hersenbuigingen (flexuren) Tussen week 4 en 8 van de ontwikkeling ontstaan drie hersenbuigingen: * **Mesencefalische buiging (cephalische flexuur):** In het gebied van het middenbrein, dorsaal convex. * **Cervicale buiging:** Overgang tussen myelencephalon en ruggenmerg, dorsaal convex. * **Pontiene buiging:** Ter hoogte van de pons, dorsaal concaaf (omgekeerde buiging). De pontiene flexuur leidt ertoe dat het metencephalon (pons en cerebellum) teruggevouwen wordt op het myelencephalon. ### 2.4 Cytodifferentiatie van de neurale buis De wanden van de neurale buis bestaan uit neuro-epitheliale cellen die prolifereren en neurale en gliale celvoorlopers vormen. Er worden drie lagen onderscheiden: * **Ventriculaire laag:** Bevat de prolifererende neuro-epitheelcellen. * **Mantellaag:** Bevat postmitotische jonge neuronen die zich differentiëren tot grijze stof in het CZS. * **Marginale laag:** Bevat axonen en vormt de witte stof in het CZS. Myelinisatie door oligodendrocyten (CZS) en Schwann-cellen (PZS) geeft de witte kleur. ### 2.5 Differentiatie van de hersenstam De hersenstam is de craniale voortzetting van het ruggenmerg en deelt daarvan het basale organisatiepatroon van sensorische (alaire) en motorische (basale) kolommen. De hersenstam omvat de medulla oblongata, pons en het mesencephalon. #### 2.5.1 Organisatie van de hersenstamkolommen De hersenstam bevat kernen van de meeste hersenzenuwen, georganiseerd in zeven kolommen, die zes functionele gebieden bedienen: **Motorische functies (basale kolommen):** 1. **Somatisch efferente neuronen:** Innerveren uitwendige oogspieren en tongspieren (hersenzenuwen III, IV, VI, XII). 2. **Branchiaal efferente neuronen (speciale viscerale efferente):** Innerveren spieren afgeleid van kieuwbogen, zoals kauw- en gelaatspieren (hersenzenuwen V, VII, IX, X, XI). 3. **Viscerale efferente neuronen (algemene viscerale efferente):** Parasympathische banen die glad spierweefsel en klieren innerveren (hersenzenuwen III, IX, X). **Sensorische functies (alaire kolommen):** 4. **Viscerale afferente neuronen (algemene viscerale afferente):** Ontvangen impulsen van inwendige organen (hersenzenuw X). 5. **Speciale afferente neuronen:** Verwerken signalen van speciale zintuigen (smaak, gehoor, evenwicht: hersenzenuwen VII, IX, VIII). 6. **Algemene afferente neuronen (algemene somatische afferente):** Verwerken algemene sensaties zoals aanraking, temperatuur en pijn uit hoofd en nek (hersenzenuwen V, VII, IX). #### 2.5.2 Vorming van de medulla oblongata (Myelencephalon) * Dit is het meest ruggenmerg-achtige deel van de hersenstam. * Het bevat talrijke hersenzenuwkernen, fungeert als relaiscentrum tussen ruggenmerg en hogere hersencentra, en bevat fylogenetisch oude netwerken (reticulaire formatie) die vitale functies zoals ademhaling en hartslag reguleren. #### 2.5.3 Vorming van de pons en het cerebellum (Metencephalon) * **Pons:** Een "brug" die signalen doorgeeft tussen het ruggenmerg, de hersenschors en het cerebellum. Bevat pontiene kernen die input ontvangen van het cerebrum en projecteren naar het cerebellum. * **Cerebellum (kleine hersenen):** Ontstaat uit de alarplaten en rhombische lippen van het metencephalon. Het speelt een cruciale rol in balans, houdingscontrole en coördinatie van bewegingen. Vroege ontwikkeling leidt tot de vorming van de vermis en cerebellaire hemisferen. Verdere fissuratie en foliatie vergroten het oppervlak van de cerebellaire cortex. #### 2.5.4 Vorming van het mesencephalon (middenbrein) * Bestaat grotendeels uit witte stof die belangrijke banen tussen de hogere hersendelen en het ruggenmerg bevat. * Bevat belangrijke neurale centra zoals de motorkernen van de oogzenuwen (III, IV) en de colliculi (corpora quadrigemina) aan de dorsale zijde, die betrokken zijn bij visuele en auditieve reflexen. * De cerebrale aquaduct van Sylvius verbindt het derde en vierde ventrikel en kan bij obstructie leiden tot hydrocefalus. ### 2.6 Vorming van de hersenblaasjes en specifieke structuren #### 2.6.1 Diencephalon * Ontstaat uit de alarplaten van het prosencephalon. * Belangrijke structuren die zich hier ontwikkelen zijn de **thalamus** (een cruciaal relaisstation voor sensorische informatie naar de cortex) en de **hypothalamus** (reguleert hormonale functies, autonome reacties en slaap-waakritmes). * De **hypofyse** heeft een dubbele embryonale oorsprong: de adenohypofyse uit de zak van Rathke (ectoderm van de stomodeum) en de neurohypofyse uit het infundibulum (bodem van het diencephalon). #### 2.6.2 Telencephalon * Vormt de twee **hersenhelften** (cerebrale hemisferen). * **Cortex:** De buitenste laag van de hersenhelften, die zich kenmerkt door de vorming van gyri (windingen) en sulci (groeven) tijdens de foetale ontwikkeling. Dit proces vergroot het oppervlak aanzienlijk. * **Basale ganglia:** Dieper gelegen structuren die ontstaan uit de ganglionaire eminenties, betrokken bij motorische controle. * **Commissuren:** Banen zoals het corpus callosum verbinden de linker- en rechterhersenhelft en maken communicatie mogelijk. * **Ventrikelsysteem:** De laterale ventrikels, onderdeel van het ventrikelsysteem, vormen zich in de telencefale hemisferen en produceren, samen met de plexus choroideus, cerebrospinale vloeistof (CSV). ### 2.7 Ontwikkelingsstoornissen Stoornissen in de neurulatie of celmigratie kunnen leiden tot ernstige afwijkingen van het centrale zenuwstelsel, zoals neurale buisdefecten (NTD's) zoals anencefalie (afwezigheid van een groot deel van de hersenen) en spina bifida (gespleten wervelkolom). Ook stofwisselingsstoornissen of omgevingsfactoren kunnen de hersenontwikkeling beïnvloeden. Foliumzuursuppletie voor en tijdens de zwangerschap kan het risico op NTD's aanzienlijk verminderen. > **Tip:** Begrip van de embryologische ontwikkeling is essentieel voor het plaatsen van congenitale afwijkingen en het begrijpen van de organisatie van de hersenstructuren. > **Voorbeeld:** De vorming van de gyri en sulci in de cerebrale cortex is een proces van vouwing dat het oppervlak enorm vergroot om meer neuronen te kunnen huisvesten. Dit proces gaat door tot na de geboorte. --- # Ontwikkeling van het ruggenmerg en de hersenschors Dit onderwerp behandelt de embryonale ontwikkeling van het ruggenmerg en de hersenen, inclusief de vorming van spinale zenuwen, de hersenschors, basale ganglia en de cerebrale cortex met gyri en sulci. ### 3.1 Differentiatie van het ruggenmerg De differentiatie van het ruggenmerg is relatief eenvoudig vergeleken met die van de hersenen en begint rond het einde van de vierde week van de embryonale ontwikkeling. #### 3.1.1 Organisatie van de mantellaag De neuronen in de mantellaag van de neurale buis organiseren zich in vier longitudinale platen: * **Dorsale alaire platen (kolommen):** Ontwikkelen zich tot associatie- of interneuronen die sensorische informatie verwerken. * **Ventrale basale platen (kolommen):** Ontwikkelen zich tot somatische motorneuronen die willekeurige spieren innerveren. * **Sulcus limitans:** Een laterale groef die de alaire en basale platen scheidt. * **Dakplaat (dorsaal) en vloerplaat (ventraal):** Deze zijn niet-neurogeen. #### 3.1.2 Functionele differentiatie * **Ventrale (basale) kolommen:** Ontwikkelen somatische motorneuronen die de willekeurige (gestreepte) spieren van de lichaamswand en ledematen innerveren. Axonen verlaten het ruggenmerg via de ventrale wortels. * **Dorsale (alaire) kolommen:** Ontwikkelen associateneuronen (interneuronen) die synapsen ontvangen van afferente (sensorische) vezels uit de dorsale wortelganglia. Deze interneuronen kunnen direct synapsen maken met motorneuronen of signalen doorgeven aan de hersenen. * **Intermediolaterale celkolommen:** Ontstaan uit de dorsale regio's van de ventrale kolommen en zijn aanwezig op de niveaus T1–T12 en L1–L2, evenals S2–S4. * **Thoracaal en lumbaal (T1–L2):** Leveren viscerale motorneuronen voor het sympathische autonome zenuwstelsel. * **Sacraal (S2–S4):** Leveren viscerale motorneuronen voor het parasympathische autonome zenuwstelsel. Motorneuronen differentiëren doorgaans vóór sensorische elementen, zowel in het ruggenmerg als in de hersenen. #### 3.1.3 Vorming van de spinale zenuwen Spinale zenuwen (nervi spinales) ontstaan uit de samensmelting van: * **Dorsale wortel:** Bevat sensorische axonen waarvan de cellichamen zich in het dorsale wortelganglion bevinden. * **Ventrale wortel:** Bevat motorische axonen waarvan de cellichamen zich in de ventrale kolommen (grijze stof) bevinden. * **Viscerale wortel (indien aanwezig):** Bevat preganglionaire autonome axonen afkomstig uit de intermediolaterale celkolommen. De neuronen van de spinale ganglia zijn afkomstig van de neurale kam (crista neuralis). ### 3.2 Differentiatie van de hersenen De hersenen worden functioneel onderverdeeld in de hersenstam en hogere centra (waaronder de voorhersenen en het cerebellum). Het basale organisatiepatroon (olaire/sensorische en basale/motorische kolommen) is vergelijkbaar met het ruggenmerg, maar tijdens de ontwikkeling migreren neuronen weg en vormen elders kernen. De hersenstam bevat motorische en sensorische hersenzenuwkernen, georganiseerd in zeven functionele kolommen. #### 3.2.1 Vorming van het rhombencephalon (achterhersenen) Het rhombencephalon splitst zich in het myelencephalon (medulla oblongata) en het metencephalon (pons en cerebellum). * **Myelencephalon (medulla oblongata):** Het meest ruggenmerg-achtige deel van de hersenen, met talrijke hersenzenuwkernen en reticulaire formatie, die vitale functies zoals ademhaling en hartslag reguleert. * **Metencephalon (pons en cerebellum):** * **Pons:** Fungeert als een brug voor signalen tussen het ruggenmerg, de hersenschors en het cerebellum. Bevat pontiene kernen die input van het cerebrum ontvangen en projecteren naar het cerebellum. * **Cerebellum:** Cruciaal voor balans, houdingscontrole en coördinatie van bewegingen. Ontstaat uit de alarplaten en rhombische lippen, die cerebellaire granulecellen en diepe kernen vormen. De ontwikkeling leidt tot de vorming van de vermis en cerebellaire hemisferen, met fissuren en foliatie die het oppervlak vergroten. Misvormingen kunnen leiden tot ataxie en worden geassocieerd met autismespectrumstoornissen. De dakplaat van het rhombencephalon vormt de tela choroidea van het vierde ventrikel, waaruit de plexus choroideus ontstaat die cerebrospinale vloeistof (CSV) produceert. #### 3.2.2 Vorming van het mesencephalon (middenbrein) Het mesencephalon bevat belangrijke witte stof banen en neurale centra, waaronder de motorische kernen van de hersenzenuwen III en IV, en de colliculi (colliculi superiores voor visuele reflexen en colliculi inferiores voor auditieve informatie). De cerebrale aquaduct van Sylvius, die het derde en vierde ventrikel verbindt, is een belangrijk kenmerk. Obstructie hiervan kan leiden tot hydrocefalus. #### 3.2.3 Vorming van het prosencephalon (voorbrein) Het prosencephalon splitst zich in het diencephalon en het telencephalon. * **Diencephalon:** Bestaat uit de thalamus (relaiscentrum voor de cerebrale cortex) en de hypothalamus (reguleert endocriene activiteit en autonome functies). Ook de epithalamus, pretectum en geniculate lichamen ontwikkelen zich hier. De hypofyse heeft een dubbele embryonale oorsprong: de adenohypofyse uit het zakje van Rathke en de neurohypofyse uit het infundibulum. * **Telencephalon:** Vormt de hersenhelften (cerebrale cortex) en de basale ganglia (diep gelegen kernen, zoals het corpus striatum en globus pallidus). De laterale ventrikels en de cerebrale aquaduct van Sylvius zijn hier gevestigd. #### 3.2.4 Ontwikkeling van de hersenhelften en cerebrale cortex De hersenhelften ontstaan als uitgroeiingen van het telencephalon en groeien gedurende de foetale periode. * **Gyri en sulci:** De gladde hersenoppervlakken vouwen zich om gyri (ribbels) en sulci (groeven) te vormen, wat het oppervlak van de hersenschors aanzienlijk vergroot. Dit proces begint rond de vierde maand, met de vorming van de laterale hersenfossa die de insula bedekt. Verdere sulcatie, zoals de sulcus centralis en sulcus occipitalis, verdeelt de hersenen in kwabben. * **Commissuren:** Banen zoals het corpus callosum en de anterieure commissuur vormen verbindingen tussen de linker- en rechterhersenhelft. * **Cytodifferentiatie en laminatie van de neocortex:** De neocortex ontwikkelt zich tot een gelaagde structuur (meestal zes lagen). In tegenstelling tot het ruggenmerg bevindt de grijze stof zich oppervlakkig en de witte stof dieper. * **Groei:** De hersenen groeien door tot ongeveer zevenjarige leeftijd, voornamelijk door myelinisatie van zenuwvezels. #### 3.2.5 Ontwikkeling van de hersenventrikels Het ventrikelsysteem bestaat uit de twee laterale ventrikels (telencephalon), het derde ventrikel (diencephalon), het aquaduct van Sylvius (mesencephalon) en het vierde ventrikel (rhombencephalon). De laterale ventrikels produceren, via de plexus choroideus, cerebrospinale vloeistof (CSV). ### 3.3 Stoornissen in de ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel Stoornissen in de neurale buisontwikkeling, bekend als neurale buisdefecten (NTD's), kunnen variëren van open (ernstig) tot gesloten (huidbedekt) vormen. * **Open NTD's:** * **Anencefalie:** Totaal dysrafisme van de hersenen, resulterend in het ontbreken van een functioneel cerebrum. * **Spina bifida aperta:** Open ruggenmerg, waarbij varianten zoals meningocele (meningen stulpen uit) en myelomeningocele (meningen en ruggenmerg stulpen uit) voorkomen. * **Gesloten NTD's:** * **Encefalocele:** Huidbedekt uitstulping van hersenweefsel door een opening in de schedel. * **Spina bifida occulta:** Een gesloten, huidbedekt defect in de wervelkolom, vaak asymptomatisch. **Tip:** Een verhoogde maternale serum α-fetoproteïne (AFP) waarde kan wijzen op een NTD. Adequate inname van foliumzuur vóór en tijdens de zwangerschap kan de incidentie van NTD's significant verlagen. --- # Stoornissen in de ontwikkeling van het centraal zenuwstelsel Dit deel van de studiehandout behandelt stoornissen die ontstaan tijdens de embryonale ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel, met specifieke aandacht voor neurale buisdefecten, problemen met celmigratie en stofwisselingsstoornissen. ### 4.1 Neurale buisdefecten (NTD's) Neurale buisdefecten (NTD's) zijn structurele afwijkingen die ontstaan door een abnormale neurulatie, het proces van vorming van de neurale buis. Deze defecten manifesteren zich typisch tijdens de derde tot vierde week van de zwangerschap. NTD's kunnen zowel open als gesloten (huidbedekt) zijn, waarbij de open varianten over het algemeen ernstiger zijn. #### 4.1.1 Open neurale buisdefecten Open NTD's ontstaan door een onvolledige sluiting van de neurale buis, een falen in de differentiatie, invaginatie (instulping) of loskomen van het neurale groef van het ectoderm. * **Craniorachischisis (totaal dysrafisme):** Dit is de meest ernstige vorm, waarbij de gehele neurale buis open blijft, zowel voor de hersenen als het ruggenmerg. Er is geen functioneel cerebrum, wat resulteert in een gebrek aan bewustzijn. De overleving na de geboorte is doorgaans zeer beperkt. * **Anencefalie (cranioschisis):** Hierbij is er sprake van een totaal dysrafisme van de hersenen. Het ruggenmerg kan normaal ontwikkeld zijn, maar er is geen functioneel cerebrum. Patiënten met anencefalie zijn doorgaans niet levensvatbaar voorbij de geboorte. De incidentie in de VS is ongeveer vierduizend zwangerschappen per jaar, met een aanzienlijk percentage abortussen als gevolg hiervan. * **Spina bifida aperta:** Dit betreft een open ruggenmerg, wat een variant is van dysrafisme van het ruggenmerg. Het defect is meestal gelokaliseerd in het lumbosacrale gebied. Mogelijke uitstulpingen via het wervelkanaal omvatten: * **Meningocele:** Een uitstulping van de dura mater en arachnoïdea, zonder betrokkenheid van het ruggenmerg zelf. * **Myelomeningocele (meningomyelocele):** Hierbij stulpen de hersenvliezen en het intacte ruggenmerg uit. Dit is een ernstigere vorm met significantere neurologische gevolgen. #### 4.1.2 Gesloten neurale buisdefecten Gesloten NTD's zijn huidbedekt, wat betekent dat de neurale elementen bedekt zijn door de huid. * **Encefalocele:** Dit is een huidbedekte uitstulping van hersenweefsel, waarbij de neurale buis gesloten is maar er een opening in de schedel aanwezig is. Grote encefalocele kan leiden tot ernstige neurologische schade en verminderde overlevingskansen. * **Spina bifida occulta:** Dit is een gesloten, huidbedekt defect van het ruggenmerg. Het komt voor bij ongeveer twee procent van de bevolking en is vaak asymptomatisch. Externe huidkenmerken kunnen zijn: een pluk haar, een gepigmenteerde naevus, een lipoom, of een huiddeukje boven de aangedane plek. #### 4.1.3 Detectie en preventie van NTD's * **Detectie:** Vanaf twaalf weken zwangerschap kan de diagnose van NTD's worden gesteld door middel van: * **Maternale serum α-fetoproteïne (AFP) meting:** Verhoogde AFP-waarden in het bloed van de moeder kunnen wijzen op NTD's of ventrale buikwanddefecten. Verlaagde waarden kunnen geassocieerd zijn met syndroom van Down en andere chromosomale afwijkingen. * **Echografie:** Bij verhoogde AFP-waarden wordt een echografie van het hoofd en de wervelkolom uitgevoerd. * **Amniocentese:** Meting van AFP in vruchtwater. * **Preventie:** Adequate inname van foliumzuur (vitamine B9), vierhonderd microgram per dag, voor en vroeg in de zwangerschap kan de incidentie van NTD's met tot wel vijfent70% verminderen. ### 4.2 Stoornissen in celmigratie Stoornissen in de celmigratie zijn ontwikkelingsafwijkingen die leiden tot abnormale organisatie van de cerebrale cortex. Dit resulteert in een verstoorde vorming van de corticale architectuur, met mogelijke consequenties voor cognitieve en motorische functies. ### 4.3 Stofwisselingsstoornissen Deze stoornissen worden veroorzaakt door de opstapeling van toxische metabolieten in de hersenen, of door een deficiëntie van essentiële bestanddelen voor de hersenontwikkeling. Dit kan leiden tot diverse neurologische en ontwikkelingsproblemen. ### 4.4 Samenvatting Neurale Buisdefecten * **Definitie:** NTD = fout in neurulatie (week 3–4). * **Ernst:** Open NTD's zijn het ernstigst. * **Anencefalie:** Geen cerebrum, geen bewustzijn. * **Spina bifida aperta:** Varianten zijn meningocele (alleen vliezen) en myelomeningocele (vliezen + ruggenmerg). * **Spina bifida occulta:** Huidbedekt defect (ca. 2% van de bevolking). * **Diagnostiek:** Verhoogd AFP duidt op NTD. * **Preventie:** Foliumzuur vermindert risico met 75%. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Celdood (Apoptose) | Een biologisch proces waarbij cellen zichzelf gecontroleerd vernietigen, essentieel voor normale weefselontwikkeling en onderhoud. Het speelt een cruciale rol bij het vormen van structuren tijdens de embryonale ontwikkeling door overtollige of niet-functionele cellen te verwijderen. | | Neurale buis | Een embryonale structuur die de voorloper vormt van het centrale zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg). Het ontstaat uit de verdikking van het ectoderm, de neurale plaat, die vervolgens dichtvouwt en sluit tijdens het neurulatieproces. | | Neurale plaat | Een verdikking van het ectoderm die zich ontwikkelt aan de dorsale zijde van het embryo, geïnduceerd door de chorda dorsalis. Dit is de eerste zichtbare stap in de vorming van het zenuwstelsel en transformeert uiteindelijk tot de neurale buis. | | Neurale kam (Crista neuralis) | Een groep cellen die ontstaat aan de laterale randen van de neurale plaat tijdens de neurulatie. Deze cellen migreren door het embryo en differentiëren tot een breed scala aan structuren, waaronder perifere zenuwen, pigmentcellen en schedelbotten. | | Primordiaal zenuwstelsel | De eerste structuren die het zenuwstelsel vormen tijdens de embryonale ontwikkeling, waaronder de neurale plaat en de neurale buis. Deze vormen de basis voor de latere ontwikkeling van het centrale en perifere zenuwstelsel. | | Ectoderm | Een van de drie kiemlagen waaruit het embryo zich ontwikkelt. Het ectoderm vormt onder andere de huid, het haar, de nagels en het zenuwstelsel. | | Chorda dorsalis (Notochord) | Een flexibele, staafvormige structuur die zich onder de neurale buis bevindt. Het speelt een sleutelrol bij de inductie van de neurale plaat en dient als een tijdelijk skeletelement van het embryo. | | Neurulatie | Het proces waarbij de neurale plaat zich vormt en de neurale buis sluit, wat leidt tot de vorming van het centrale zenuwstelsel. Dit proces omvat zowel primaire als secundaire neurulatie. | | Hersenenblaasjes | De vroege verdikkingen van de neurale buis die zich ontwikkelen tot de verschillende delen van de hersenen: prosencephalon (voorbrein), mesencephalon (middenbrein) en rhombencephalon (achterbrein). | | Cytodifferentiatie | Het proces waarbij cellen differentiëren om gespecialiseerde functies uit te voeren. In de context van de neurale buis leidt dit tot de vorming van neuronen, gliale cellen en andere zenuwweefselcomponenten. | | Ventriculaire laag | De binnenste laag van de neurale buis, bekleed met neuro-epitheelcellen die prolifereren om neurale en gliale celvoorlopers te produceren. | | Mantellaag | De middelste laag van de neurale buis, waar postmitotische jonge neuronen zich verzamelen en die uiteindelijk de grijze stof van het centrale zenuwstelsel vormt. | | Marginale laag | De buitenste laag van de neurale buis, die voornamelijk bestaat uit axonen en die uiteindelijk de witte stof van het centrale zenuwstelsel vormt na myelinisatie. | | Myelinisatie | Het proces waarbij axonen worden omhuld door een isolerende laag myeline, geproduceerd door oligodendrocyten in het CZS en Schwann-cellen in het PZS. Dit versnelt de geleiding van zenuwimpulsen. | | Grijze stof | Het deel van het centrale zenuwstelsel dat voornamelijk bestaat uit cellichamen van neuronen, dendrieten en ongemyeleerde axonen. Het is betrokken bij informatieverwerking. | | Witte stof | Het deel van het centrale zenuwstelsel dat voornamelijk bestaat uit gemyeleerde axonen, die de verbindingen tussen verschillende hersengebieden vormen. Het is betrokken bij de geleiding van zenuwimpulsen. | | Hersenstam | Het onderste deel van de hersenen, dat de middenhersenen, pons en medulla oblongata omvat. Het is cruciaal voor basale levensfuncties zoals ademhaling en hartslag. | | Cerebellum (Kleine hersenen) | Gelegen aan de achterzijde van de hersenen, onder de grote hersenen. Het is verantwoordelijk voor het coördineren van bewegingen, balans en houding. | | Diencephalon | Het deel van het voorbrein dat de thalamus, hypothalamus, epithalamus en pretectum omvat. Het speelt een rol bij sensorische en motorische functies, homeostase en regulatie van het endocriene systeem. | | Telencephalon | Het meest craniale deel van het voorbrein, dat de hersenhelften, hersenschors, basale ganglia en het limbische systeem vormt. Het is verantwoordelijk voor hogere cognitieve functies zoals leren, geheugen en taal. | | Cerebrospinale vloeistof (CSV) | Een heldere vloeistof die de hersenen en het ruggenmerg omgeeft en beschermt. Het wordt geproduceerd in de choroïde plexussen in de hersenventrikels en circuleert in het ventrikelsysteem en de subarachnoïdale ruimte. | | Hydrocefalus | Een aandoening die wordt gekenmerkt door de ophoping van teveel cerebrospinale vloeistof in de hersenen, wat leidt tot verhoogde intracraniële druk. Dit kan het gevolg zijn van obstructie van de aquaduct van Sylvius. | | Neurale buisdefecten (NTD's) | Congenitale afwijkingen die ontstaan door een onvolledige sluiting van de neurale buis tijdens de embryonale ontwikkeling. Voorbeelden zijn anencefalie en spina bifida. | | Anencefalie | Een ernstige neurale buisdefect waarbij een groot deel van de hersenen en schedel ontbreekt. Baby's met anencefalie overleven meestal niet lang na de geboorte. | | Spina bifida | Een neurale buisdefect waarbij de wervelkolom niet volledig sluit, wat kan leiden tot uitstulping van het ruggenmerg en de hersenvliezen. Er zijn verschillende varianten, waaronder spina bifida aperta (open) en spina bifida occulta (huidbedekt). | | Spina bifida aperta | Een open neurale buisdefect waarbij het ruggenmerg of de hersenvliezen door een opening in de wervelkolom naar buiten uitpuilen. Dit omvat meningocèle en myelomeningocèle. | | Myelomeningocele | De meest ernstige vorm van spina bifida aperta, waarbij het ruggenmerg zelf betrokken is bij de uitstulping. Dit kan leiden tot aanzienlijke neurologische schade. | | Spina bifida occulta | Een gesloten, huidbedekte vorm van spina bifida waarbij de defecten in de wervelkolom niet naar buiten uitpuilen. Het wordt vaak asymptomatisch gevonden. | | Alfa-fetoproteïne (AFP) | Een eiwit dat geproduceerd wordt door de foetale lever. Verhoogde AFP-waarden in het bloed van de moeder kunnen wijzen op neurale buisdefecten of andere afwijkingen. | | Foliumzuur | Een B-vitamine (vitamine B9) dat essentieel is voor de celgroei en DNA-synthese. Adequate inname van foliumzuur voor en tijdens de zwangerschap kan het risico op neurale buisdefecten aanzienlijk verminderen. |