HC 11.1 Congenitale afwijkingen van het centrale zenuwstelsel Flashcards
Uit welke 5 delen bestaat de hersenen? En waar liggen deze delen?
De hersenen bestaan uit 5 delen. Het telencephalon is gekoppeld aan de laterale ventrikel. Het diencephalon is gekoppeld aan de derde ventrikel. Het mesencephalon zit in de buurt van het aquaduct. Het metencephalon bestaat uit het pons en het cerebellum. Het myenchepahlon is het verlengde merg.
Wat zijn de kenmerken van het CZS en hoe ontstaan afwijkingen daarin?
- Het Humane Brein bestaat uit ~10^11 neuronen. Veel verschil in vorm en functie tussen neuronen in verschillende hersengebieden.
- Gemiddeld ontvangt ieder neuron input van 105 andere neuronen.
- Mentale retardatie in 1-2 % van de bevolking. Vele andere psychiatrische en neurologische afwijkingen: epilepsie, schizofrenie, ADHD, dyslexie
- Oorzaken:
o omgeving: alcohol
o genetisch: >1000 genen (alleen al > 200 CZS syndromen gekoppeld aan het X chromosoom)
Wat is het globale overzicht van de ontwikkeling van het CZS?
In week 4 na de conceptie krijg je vorming van de neurale buis (neurulatie). Hieruit ontstaat uiteindelijk onder andere de hersenen. Dit gebeurt met behulp van neuro- en gliogenese. Terwijl de neuronen gemaakt worden zie je ook dat ze naar bepaalde plekken toegaan: dit noem je neuronale migratie. Na of tijdens de migratie zie je dat de zenuwcellen hun uitlopers vormen, waarvan er meestal een heel lang is en naar een ander gebied gaat: namelijk de axonen. Deze kan weer andere zenuwcellen innerveren.
Wat is de ontwikkeling van de hersenen?
Zenuwcellen ontstaan bijna allemaal voor de geboorte: de neurogenese duurt namelijk van 4 tot 24 weken. Dit geldt niet voor elk hersengebied: voor de kleine hersenen heb je nog neurogenese na de geboorte. Tegelijkertijd met de neurogenese heb je ook de neuromigratie, deze gaat alleen iets langer door. De groei van de hersenen in de laatste maanden voor de geboorte en na de geboorte komt met name door het vermeerderen van het steunweefsel (astrocyten (steuncellen) en oligodendrocyten (zorgen voor myelinisatie)). Vlak voor de geboorte worden ook verbindingen aangelegd tussen de verschillende zenuwcellen: dit gaat ook nog lang na de geboorte door: dit noem je de synaptogenese. Myelinisatie gaat ook door gedurende je kinderjaren en puberteit. Daarnaast heb je ook nog synaptic pruning: dit houdt in dat bepaalde circuits gaan degeneren en verfijnen waardoor het allemaal iets sneller/beter werkt. De hersenen groeien na de geboorte nog voor een langere tijd door, en op een leeftijd van ongeveer 70 jaar zie je dat de hersenen ook weer krimpen, wat ook lijdt tot verlies aan functie.
Wanneer kan een foetus of baby iets?
Gevoel ontstaat al snel tijdens de ontwikkeling (rond week 10 van de zwangerschap). Pijn en zien komt wat later in de zwangerschap. Bewegen ontstaat al in week 10 van de zwangerschap, maar deze ontwikkeling gaat door tot na de geboorte: dan begin je met makkelijke bewegingen en deze worden steeds ingewikkelder: dus eerst zitten en dan lopen. Praten komt natuurlijk ook pas na de geboorte.
Welke neurologische aandoeningen zie je op welke leeftijd?
Afwijkingen ontstaan in verschillende periodes en verschillende tijdsvakken. Mentale retardatie zie je al vroeg tot uiting komen (leeftijd tussen 0-5 jaar): de vorming van de circuits is er maar het systeem om het fijn te slijpen niet (deze ziektebeelden hangen vaak samen met eiwitten die de synaptische verbindingen finetunen). Dit geldt dus zowel voor autisme als mentale retardatie als ADHD. Deze ontstaan dus vroeg in het leven. Psychiatrische stoornissen ontstaan pas op een latere leeftijd. Nog later heb je de neurodegeneratieve aandoeningen.
Noem ontwikkelingsdefecten en welke aangeboren afwijkingen daartoe hoort?
Wat ontstaat er uit de neurale buis en wat ontstaat er uit de neurale lijst?
Uit neurale lijst cellen ontstaan het perifere zenuwstelsel. De neurale buis sluit in de 4de week na conceptie
- Neurale buis: centraal zenuwstelsel (CZS) = hersenen+ ruggenmerg
- Neurale lijst (neural crest): perifeer zenuwstelsel (PZS): somatische zenuwstelsel (sensibel en motorisch), autonome zenuwstelsel: parasympatische- en sympathische zenuwstelsel.
Door wat wordt de witte stof gevormd in het centraal zenuwstelsel en door wat in het perifere zenuwstelsel?
CZS; oligodendrocyten, PZS: Schwann cellen.
Wat zijn de kenmerken van sluitingsdefecten van de neurale buis?
- Hoge incidentie: 0.4 –1 / 1000 geboorte
- Omgeving/genetisch : foliumzuur
- Oorzaak:
a) neuraal buis sluit niet
b) abnormale ontwikkeling van mesoderm om neuraal buis
Waarom is foliumzuur zo belangrijk?
Foliumzuur kan dienen als voorloper voor DNA. In een korte tijd moeten de cellen heel veel delen is dit de weinig dan kunnen er neurale buisdefecten ontstaan.
Hoe kun je testen voor risicofactoren van neurale buis defecten?
Met behulp van in vitro modellen.
Waar vindt er celdeling plaats in de neurale buis?
Mitose vindt alleen plaats rondom het lumen van de neurale buis. En dan verplaatsen de cellen naar buiten.
Hoe ontstaan verschillende typen zenuwcellen?
Hier kwamen ze als eerste achter bij het perifere zenuwstelsel. De neurale lijst cellen prolifereren en gaan zich verspreiden. Afhankelijk van welke stof erbij komt differentiëren de verschillende cellen. Dus afhankelijke waar ze naartoe migreren bepaald welke stof erbij komt.
Hoe wordt de neurale buis al vroeg onderverdeeld in de verschillende delen van het brein?
De verschillende delen van het brein (5) zijn gekoppeld aan de verschillende delen van het ventrikelsysteem. Het ventrikelsysteem begint in week 4 als 3-blazig systeem: met een prosencephalon, mesencepalon, rhombencephalon, en eindigt in week 6 als een 5-blazig systeem: met twee kwabben van het telencephalon, met daarna het diencephalon met twee uitlopers waaruit de ogen groeien, dan het mesencephalon, gevolgd door het metencephalon en myelencephalon die ontstaan uit het rhombencephalon.
Wat zijn de 5 verschillende delen van de hersenen?
- Mesencephalon (middenhersenen, Aqueduct)
- Spinal cord (ruggenmerg)
- Myelencephalon (4de ventr. post) (medulla oblongata): hieruit ontstaan ook de craniale zenuwen.
- Metencephalon (4de ventr. ant): pons and cerebellum
- Telencephalon (1 = Lat. ventr): cortex, basal forebrain (deze gaat in een later stadium het diencephalon dus afdekken)
- Diencephalon (3de ventr): hypothalamus, thalamus
Wat is een belangrijk kenmerk van het ruggenmerg?
- Roof plate: dakplaat
- Alar plate (dorsal): sensorisch
- Basal plate (ventral): motorisch
- Floor plate: bodemplaat
Een belangrijke rol in het ontstaan van deze tweedeling speelt het notochord. De ventralisatie van het ruggenmerg is afhankelijk van het notochord. De ontwikkeling van het motorische deel van het ruggenmerg is dus afhankelijk van dit signaal. Hoe verder weg van het notochord hoe lager de concentratie SHH. Je krijgt verschillende soorten zenuwcellen door concentratieverschillen van signaalmoleculen zoals SHH. Dit geldt ook voor dorsaal, daar heb je weer een ander signaalmolecuul. De concentratieverschillen vertalen in verschillende expressie van transcriptiefactoren.
Hoe ontstaat er uit de neurale buis een craniaal en caudaal deel?
Anterior-posterior (AP) patroonvorming in de neurale buis door signalen uit omliggende weefsels:
- Anterior: Wnt remmers uit het endodem (craniaal)
- Posterior: Wnt uit paraxiaal mesoderm (caudaal)
Deze Wnt remmers en Wnt signals die vertalen zich in twee transcriptiefactoren die echt een tweedeling maken tussen het voorbrein (vanaf het mesencephalon: hierbij hoort transcriptiefactor Otx2) en het achterbrein (vanaf het rhombencephalon: hierbij hoort transcriptiefactor Gbx2). Hiertussen zit ook nog een gebied waar de transcriptiefactor Engrailed op werkt (Midbrain hindbrain barrier). Deze signaalcentra zorgen ook voor verdere specialisatie van de omliggende gebieden. Het oranje gebiedje is een soort voortzetting van het notochord die zorgt voor een differentiatie van het prosencephalon: in telencephalon en diencephalon.
Wat is het gevolg van FGF8 mutaties?
Het is een transcriptiefactor afkomstig uit het MHB. Zorgt voor verdere ontwikkeling van het mesencephalon en metencephalon. Hierdoor krijg je een klein cerebellum en kleine pons en een verstoorde ontwikkeling van het mesencephalon.
Wat zijn de kenmerken van holoprosencephalie?
- Ernstig: cyclopia
- Mild: hypotelorisme /hazelip
Een deel van deze afwijkingen zijn niet met het leven verenigbaar maar milde vormen wel. In het ernstige geval heb je één oog en daarboven de neus en de hersenen zijn 1 kwab. De mildste variant heb je wel een neus en de ogen zitten op de juiste plek, maar dan heb je maar 1 bovenste snijtand. De tweedeling van de hersenen is daarbij dus minder goed verlopen. De transformatie van 3-blazige neurale buis naar 5-blazige neurale buis is niet goed verlopen.
Wat is het gevolg van SHH mutaties?
Leidt tot verstoorde ontwikkeling van prosencephalon tot telencephalon en dit leidt dus tot holoprosencephalie. SHH wordt gemaakt door dat gebiedje wat lijkt op het notochord, dit zorgt ervoor dat het gebied rondom het oog PAX2 gaat maken en PAX6 uit zet.
Hoe werkt de neurogenese?
Neurogenese: celdeling vindt plaats aan de binnenzijde van de neurale buis; neuroblasten migreren vervolgens naar juiste plaats. Je hebt eerst een zogenaamde symmetrische deling waarbij je een vermeerdering hebt van stamcellen. Dan krijg je een tweede proces waarbij cellen die zijn ontstaan niet meer gaan vermeerderen en naar boven gaan migreren. Deze cellen die naar boven migreren ontstaan vaak door asymmetrische celdeling. Symmetrische deling vindt plaats in het verticale vlak (meer stamcellen) en asymmetrische deling vindt plaats in het horizontale vlak (neurogenese).
Wat zijn de defecten die kunnen ontstaan tijdens de neurogenese?
- Macrocephalie; teveel neurogenese
- Microcephalie: te weinig neurogenese
Wat zijn de kenmerken van microcephalie?
Occipito-frontal circumference (hoofdomvang) > 2.5 SD onder gemiddeld voor leeftijd/sexe: (tot wel 6-12 x). 1 op 1300 tot 1 op 6000 pasgeborenen
Kenmerken:
- Mentale Retardatie
- Ontwikkelingsachterstand motorisch en spraak
Andere defecten:
- Epilepsie (zelden)
- Klein lichaam
- Faciale aandoeningen
Grove anatomie lijkt niet verstoord. Simpelere gyri.
Wat zijn de oorzaken van microcephalie?
meerdere oorzaken; o.a. door mutaties in genen betrokken bij chromosoom organisatie tijdens deling (het zijn vooral mutaties die betrokken zijn bij de mitose: je hebt hierdoor niet een goede verdeling tussen symmetrisch en asymmetrisch).
- MCPH1: microcephalin: DNA repair (4%)
- MCPH3: CDK5RAP2: cell cycle control (4%)
- MCPH5: ASPM: Abnormal Spindle-like Microcephaly Associated (43%)
- MCPH6: CENPJ: Centromere associated protein J (?%)
Andere oorzaken: 80% door omgevingsfactoren: Alcohol, Drugs, Infectie
Wat zijn de kenmerken van macrocephalie?
- Vergroot brein
- Vaak samen met autisme
- Weefselknobbels
- Functie PTEN: onderdrukken van groei; (ook betrokken bij vormen van kanker). Bij macrocephalie zit hier een mutatie in.
In welke hersengebieden speelt neuronale migratie een belangrijke rol?
Neuronale migratie speelt een belangrijke rol in hersengebieden zoals de kleine hersenen en de hersenschors. Na de asymmetrische deling gaan de cellen migreren. Ze migreren van de binnenste naar de buitenste laag. De buitenste laag van je hersenschors wordt dus als laatste geboren. Als de migratie verstoord is dan is de binnenste-buiten structuur verstoord, dan krijg je de eerste geboren cellen aan de buitenkant. Hierdoor zijn niet alleen de lagen van de hersenen verstoord maar ook de sulci en de gyri. Je noemt deze aandoening lisencephalie: gladde hersenen + mentale retardatie. Het is wel goed met het leven verenigbaar.
Wat zijn de kenmerken van lisencephalie?
- Fenotype: problemen met slikken, musculaire spasmen, epilepsie, mentale retardatie (blijft baby). Kortere levensverwachting door luchtweg infecties
- Behandeling: epilepsie onderdrukken, leven zo aangenaam mogelijk maken
- Prenatale diagnostiek: niet met echo/MRI: gyri vormen zich pas na mid-gestation
- DNA: mutaties in LIS1- gen
LIS1: interactie met het centrosoom: rol in migratie door microtubuli (strekken een ‘leading edge’ uit en trekken de rest van de cel mee in de richting van migratie).
Met welke soort migratie hangt lisencephalie samen?
Met tangentiële migratie = migratie van binnen naar buiten. Dit is verstoord.
