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Sistema Nervioso y Médula(1)

SISTEMA NERVIOSO Consiste en tres partes:

Sistema nervioso central (SNC) incluye:• Encéfalo • Médula espinal

Sistema nervioso periférico (SNP)En su desarrollo participan: Neuronas del SNC y el SNP• Pares craneales • Nervios raquídeos

SISTEMA NERVIOSO

Sistema nervioso autónomo: En su desarrollo participan:

• Neuronas del SNC y el SNP• Nervios que inervan:

• Músculo liso• Corazón• Epitelio glandular• Vísceras, etc.

SISTEMA NERVIOSO

Para el desarrollo del Sistema Nervioso ocurren varios procesos: Neurulación Descamación y migración de células

neuroepiteliales Vesiculización o encefalización Crecimiento del tubo neural Diferenciación neuroepitelial

NEURULACIÓN

Sirve para formar el tubo neural Es mediado por:

Las moléculas de señalamiento: Miembros de la familia del factor de

crecimiento (TGF-) El notocordio El mesodermo paraxial

Implica origen y desarrollo del tubo neural

NEURULACIÓN

Inicia en el día 17 hasta el 28 Se cumple pasando por 4 etapas:

Placa neural (día 17) Surco neural (entre los días 18 al 21) Tubo neural (a partir del día 22) Cierre de neuróporos (entre los días

25 a 28)

Membrana bucofaríngea

Proceso notocordal

Estría primitiva

Membrana cloacal

Nodo primitivo

Placa neural

Surco neuralCresta neural

Celoma intraembrionarioNotocordo

Somita

Cresta neural

Pliegue neural

Surco neural

SomitasNeuroporo

caudal

Notocordo

Surco neural

Pliegue neural

Tubo neural Ectodermo superficialCresta neural

Aorta dorsal

Cresta neural

Notocordo

Somitas Neuroporocaudal

SISTEMA NERVIOSODescamación neuroepitelial

Ocurre en la cara dorsal del tubo neural Las células descamadas migran:

Al espacio entre:• El ectodermo superficial y• El tubo neural:

Las células se localizan a lo largo del dorso del tubo neural como cresta neural

SISTEMA NERVIOSO

Vesiculización y encefalización Inicia en el día 24:

Se forman las vesículas ópticas Continua con el cierre del neuróporo

anterior en la 4ª semana: Se forman 3 vesículas primarias:

• Prosencéfalo o cerebro anterior• Mesencéfalo o cerebro medio• Rombencéfalo o cerebro posterior

SISTEMA NERVIOSOVesiculización y encefalización

Durante la 5ª semana: Se forman 2 vesículas laterales

Telencefálicas izquierda y derecha Aparecen 5 vesículas secundarias mediales:

• Telencéfalo – Comisuras cerebrales• Diencéfalo – epitálamo, tálamo, hipotálamo• Mesencéfalo – tubérculos cuadrigéminos• Metencéfalo – cerebelo , protuberancia• Mielencéfalo – bulbo raquídeo

SISTEMA NERVIOSO

Crecimiento del tubo neural Durante la 4ª semana:

Provoca la flexión ventral del tubo neural Se forman 2 flexuras ventrales

• Acodadura mesencefálica• Acodadura cervical

Durante la 5ª semana: El crecimiento longitudinal del

rombencéfalo forma 1 flexura dorsal• Acodadura póntica o pontina

Fisura del cerebro medioCerebro medio

Vesícula óptica

Cerebro anterior

Cerebro caudal

Fisura cervical

Ganglio raquídeo

MetencéfaloFisura pontina

Mielencéfalo

Médula espinal en desarrollo

Telencéfalo

Diencéfalo

Mesencéfalo

SISTEMA NERVIOSODiferenciación neuroepitelial

L a pared del tubo neural da origen a: Neuroblastos – neuronas motoras y

sensitivas Espongioblastos – macroglias

• Astroblastos – astrocitos• Fibrosos• Protoplasmáticos

• Oligodendroblastos – oligodendrocitos Células neuroepiteliales -- epéndimo

SISTEMA NERVIOSO

Diferenciación neuroepitelial La cresta neural da origen a

Neuronas ganglionares – ganglios y plexos de Meissner

Células de Schwann – mielinización periférica

Células satélite – cápsula neuronal Fibroblastos – meninges

SISTEMA NERVIOSO

Funciones de células nerviosas Neuronas – Unidad anatomo funcional Astrocitos – Celulas de sosten y

nutricionales Oligodendrocitos – Mielinización central

Microglias -- Macrófago del SNC Derivado del mesénquima

mesodérmico

Axón

Célula de oligodendroglia

Célula motora del asta anterior

Nódulo de Ranvier

Capa de mielina

Axón

Célula neurilemal (de Schwamm)

Membranalimitante

Surco neural Pliegue neural

Uniónneuro

ectodérmica

Mesodermoparaxil

Superficie ectodérmica

Endodermodel sacovitelino

Amnios

Mesodermosomático

CelomaMesodermo esplácnico

Surco neural

Cresta neural

Placa neural

Ectodermosuperficial

Notocorda

Dermomiotoma

Cresta neural

Somita

Neuroepitelio

Célulasneuroepiteliales

en división

Ectodermosuperficial

Membranalimitante interna

Membranalimitante externa

Luz

Neuroblasto

Notocordo

Dermatoma

Aorta

Pared corporal

Celoma intraembrionarioMesonefros

Miotoma

Notocorda

Esclerotoma

Mesodermo somático

Tubo neuralGanglio espinal

SISTEMA NERVIOSO Su desarrollo es mediado por:

moléculas de señalamiento como:• Miembros de la familia del factor de

crecimiento (TGF-) El notocordio El mesodermo paraxial

El cierre de los neuróporos: Coincide con el establecimiento de

la circulación sanguínea para el tubo neural

SISTEMA NERVIOSO

Las paredes del tubo neural: Se engruesan para formar:

Las paredes del encéfalo y la médula espinal

El conducto del tubo neural: Se convierte en:

• El sistema ventricular del encéfalo• El conducto central de la médula

espinal

Tubo neural

Ganglio raquídeo

Cavidad peritonealIntestino medio

Aorta

Notocordo

Somita

FUSIÓN DEL TUBO NEURAL Existen cinco sitios de cierre del

tubo neural en la especie humana La falta de cierre en el sitio 1 origina

espina bífida quística La falta de cierre en el sitio 2 origina

meroanencefalia o anencefalia La falta de cierre en el sitios 1, 2 y 4

origina cráneoraquisquisis Rara vez se observa falta de fusión

en el sitio 3

FUSIÓN DEL TUBO NEURAL

La región más caudal tiene como sitio 5 de cierre desde L2 hasta S2

El cierre inferior a S2 ocurre por neurulación secundaria

El estudio de defectos del tubo neural (DTN) apoyan la hipótesis de la existencia de varios sitios de cierre del tubo neural

TUBO NEURAL Caudal al 4º par de somitas forma

la médula espinal Su pared se compone de

neuroepitelio Sus paredes laterales se engruesan Su luz se reduce de manera gradual Su conducto central se vuelve

estrecho a las 9 a 10 semanas

Zona intermedia (manto)

Mesénquima

Células neuroepiteliales

Membrana limitante interna

Membrana limitante externa

MÉDULA ESPINAL

Neuroepitelio del tubo neural Es un epitelio simple cilíndrico

seudoestratificado Es mitóticamente activo Es el origen de las 3 capas de la

médula espinal: Capa ventricular – ependimo Capa del manto – sustancia gris Capa marginal – sustancia blanca

HISTOLOGIA DE LA MÉDULA EMBRIONARIA

Capa ventricular • Neuroepitelio

Capa del manto• Neuroblastos• Astroblastos

• Fibrosos• Protoplasmáticos

Conducto central

Capa del manto

Zona marginal

Tejido conectivo

Células ependimales

HISTOLOGIA DE LA MÉDULA EMBRIONARIA

Capa marginal• Axones de las neuroblastos:

– Ganglionares van a las alares– Alares van a las placas basales y

corteza cerebral– Intermedias al músculo liso– Basales van al músculo estriado– De la corteza cerebral a las placas

basales• oligodendroblastos

HISTOLOGIA DE LA MÉDULA FETAL

Capa ependimaria: El epitelio ependimario

Sustancia gris: Neuronas multipolares Astrocitos fibrosos Astrocitos protoplasmáticos Microglias

HISTOLOGIA DE LA MÉDULA FETAL

Sustancia blanca: Axones centrales Dendritas centrales Oligodendrocitos Microglias

Los neuroblastos se transforman en neuronas conforme desarrollan los axones y dendritas

Célula neuroepitelial en división

Zona ventricularZona intermedia (manto)

Zona marginal

Meninges raquídeas

MÉDULA FETAL

Glioblastos Se llaman Espongioblastos Se diferencian del neuroepitelio Son células primitivas de apoyo del

SNC Se forman después de que cesa la

producción de neuroblastos

MÉDULA FETALGlioblastos

Migran desde la zona ventricular a: La capa del manto o intermedia

• Se transforman en: astroblastos y después en astrocitos

La capa marginal Se transforman en

oligodendroblastos y después en oligodentrocitos

MÉDULA FETAL

Epitelio ependimal El neuroepitelio se diferencian en:

Epitelio ependimal o epéndimo Ocurre cuando ya no producen

neuroblastos ni glioblastos Recubre el conducto central de la

médula espinal

MÉDULA FETALCélulas microgliales

Se llaman microglias Se diseminan en las sustancias

gris y blanca en el período fetal tardío

Derivan de células mesodérmicas Se desarrolla a partir de monocitos Ingresan al SNC con la circulación

Tubo neural

Mesénquima

Célula mesenquimatosa

Célula microglial

MÉDULA FETAL Su desarrollo produce:

• Paredes laterales gruesas y • placas delgadas

• La del techo y• La del piso

El engrosamiento irregular de las paredes laterales causa:• Una escotadura longitudinal el surco

limitante

MÉDULA FETALSurco limitante

Es una escotadura del epéndimo Separa las placas alares de las

placas basales Se encuentra a la altura de la placa

intermedia Se extiende hasta el mesencéfalo

Placa del techo

Placa del piso

Surco limitante

Placa alar

Placa basal

Zona intermedia

Zona marginal

Capa del manto

Células neuroepiteliales

Placa del techo Neuroblastos aferentesen el ganglio raquídeo

Placa del pisoNeuroblasto motor

Placa basal

Surco limitante

Placa alar

Zona marginal

Asta ventral (motora)

Asta dorsal (sensitiva)

Asta intermedia

Raíz ventral (motora)

Raíz dorsal (sensitiva)

Tronco del nervio raquídeo

Conducto centralGanglio raquídeo

Cresta neural

Neuroepitelio

Placa del piso

Notocordo

Placa del techo

Luz del tuboneural

Raíz ventraldel nervioraquídeo

Placa alar

Placa del techo

Surco limitante

Neuroepitelio

Placa basal

Placa del piso

Raíz ventral delnervio espinal

Cuerpo vertebral

Ganglio espinal

Conducto central

Raíz dorsal del nervio espinal

Ganglio espinal

Cordón espinalConducto central

Placa del techo

Placa del piso

Neuroepitelio

Placas alares

Placas basales

Arcos vertebrales

Piel

MÉDULA FETALPlacas alares y basales

Producen abultamientos longitudinales dorsales y ventrales de la médula

Se extienden a lo largo de la médula en desarrollo

Las placas alar se relacionan con funciones aferentes

Las placas basal se relacionan con funciones eferentes

MÉDULA FETAL

Placas alares Están compuestos por cuerpos

celulares Forman columnas dorsales de

sustancia gris Estas constituyen las astas grises

dorsales

MÉDULA FETAL

Placas alares Sus neuronas forman núcleos

aferentes Sus neuronas son sensitivas A medida que crecen se forma el

tabique dorsal o rafe

MÉDULA FETAL

Placas basales cuerpos celulares Forman columnas grises ventral y

lateral En cortes transversales constituyen:

Las astas grises ventrales Astas grises laterales

Sus axones forman las raíces ventrales de los nervios raquídeos

Tabique dorsal

Asta dorsal(gris)

Zona Marginal(blanca)

Asta ventral(gris)

Cisura ventral

Asta intermedia

Conductocentral

Zona ventricular

Tabique dorsal Conducto central

Sustancia blancaCisura media

ventralTronco del nervioraquídeo

Raíz motoraventral

Neuronamotora

Asta ventral

Asta dorsal

MÉDULA FETALPlacas basales

Crecen a cada lado del plano medio Se abultan ventralmente y Forman en la superficie ventral de

la médula : El tabique ventral medial y La cisura ventral medial un surco

longitudinal profundo

Conducto central

Placa del piso

Meninges

Columna vertebral

GANGLIOS RAQUÍDEOS Sus neuronas derivan de la cresta

neural Al inicio las neuronas son bipolares

por tener dos procesos uno central y otro periférico

En poco tiempo los procesos se unen y se transforman en un solo proceso en forma de T

Célula de la cresta neural

Neuroblastos bipolares

Neuronaunipolaraferente

GANGLIOS RAQUÍDEOSLa neurona ganglionar fetal

Es unipolar Mantiene los procesos central y

periférico Los dos procesos tienen las

características estructurales de dendritas y/o axones

Todos constituyen la raíz dorsal del nervio raquídeo

GANGLIOS RAQUÍDEOSEl proceso periférico

Es una dendrita Conduce el impulso nervioso hacia el

cuerpo celular Forma parte del nervio raquídeo Llevan impulsos nerviosos desde

las terminaciones sensoriales somáticas o viscerales a las neuronas ganglionares

GANGLIOS RAQUÍDEOSEl proceso central

Es un Axón Penetra en la médula espinal Conduce el impulso nervioso de las

neuronas ganglionares al cuerpo celular de las placas alares

Constituye la raíz dorsal del nervio raquídeo

Ganglio del tronco simpático

Neuronamultipolar

Ganglio celíaco

Plexo intestinal

Gangliorenal

Glándula suprarrenal

Médulasuprarrenal

MENINGES RAQUÍDEAS

Deriva del mesénquima mixto que rodea el tubo neural

El mesénquima se condensa Forma una membrana llamada

meninge primitiva La capa externa de esta membrana

se engruesa para formar la duramadre

MENINGES RAQUÍDEAS

Las células de la cresta neural se mezclan con el mesénquima para formar la leptomeninge

Dentro de la leptomeninge aparecen vacuolas llenos de líquido

En poco tiempo se fusionan las vacuolas para formar el espacio subaracnoideo

MENINGES RAQUÍDEASEn el adulto

La piamadre y la aracnoides derivan de una misma capa

Este origen queda indicado por trabéculas aracnoideas

Las trabéculas aracnoideas Son múltiples bandas adherenciales

delicadas de tejido conjuntivo Conectan la piamadre y la aracnoides

PLEXOS COROIDEOS Y LÍQUIDO CEFARORRAQUÍDEO (LCR)

Externamente, el delgado techo ependimal del 4º ventrículo está recubierto por la piamadre

La piamadre deriva del mesénquima relacionado con el cerebro caudal

Esta piamadre vascular, junto con el techo ependimal forma la tela o membrana coroidea

Debido a la proliferación activa de la piamadre, la tela coroidea se invagina en el 4º ventrículo donde se diferencia en el plexo coroideo


Se desarrollan plexos coroideos similares en el techo del tercer ventrículo y en las paredes mediales de los ventrículos laterales

Los plexos coroideos secretan el líquido ventricular

El líquido cefalorraquídeo es el líquido ventricular al que se añaden diversos elementos del encéfalo y de la médula espinal así como de la piaracnoides


El techo delgado del 4º ventrículo se evagina en tres sitios

Estas se rompen para formar tres agujeros:

El agujero de Magendie, medial Los agujeros de Luschka, laterales

Estos agujeros permiten que el LCR penetre en el espacio subaracnoideo desde el 4º ventrículo


El sitio de absorción de LCR hacia el sistema venoso son las vellosidades aracnoideas

Las vellosidades aracnoideas son depresiones de la aracnoides hacia los senos venosos durales

Estas vellosidades consisten en una capa celular delgada que deriva del epitelio de la aracnoides y del endotelio del seno venoso

CEREBRO MEDIO

El cerebro medio (mesencéfalo) sufre menos cambios que cualquier otra vesícula en desarrollo, exceptuando su parte más caudal

El conducto neural se estrecha y se transforma en el acueducto cerebral

El acueducto cerebral es un conducto que une el tercer con el cuarto ventrículos

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO

Es un filtrado plasmático Se filtran en los plexos coroideos Comienza a formarse a partir de la 5ª

semana Circula en los espacios del SNC y de las

meninges Es un líquido transparente como agua de

roca

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEOCirculación

De los ventrículos laterales pasa al 3er ventrículo a través del agujero de Monro

Del 3er ventrículo pasa al 4to ventrículo a través del acueducto de Silvio

Del 4to ventrículo circula al espacio subaracnoideo a través de los agujeros de Luschka y de Magendie

LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEOCirculación

El LCR se elimina al sistema venoso a través de las vellosidades aracnoideas

Vellosidades aracnoideas Son protrusiones de la aracnoides Se conectan con los senos venosos

dúrales Contienen:

Epitelio plano simple y endotelio del seno

CAMBIOS DE POSICIÓN DE LA MÉDULA

En el embrión La médula espinal se extiende en

toda la longitud del conducto vertebral

Los nervios raquídeos pasan a través de los agujeros intervertebrales al nivel en que se originan


En el embrión y el feto Como la columna vertebral y la

duramadre crecen con mayor rapidez que la médula espinal, esta relación no persiste

El cono medular asciende con forme aumenta la edad gestacional en relación al conducto medular

Cuerpo vertebral

Duramadre

Raíz de S1

Ganglioraquídeo

A los 8 semanas se sitúa a la altura del región coccígea

POSICIÓN INICIAL DE LA MÉDULA ESPINAL

Médula espinal

Piamadre

Aracnoides

Cono medular

CAMBIOS DE POSICIÓN DE LA MÉDULA ESPINAL

A los 6 meses o 24 semanas se sitúa a la altura de S1

Médula espinal

Cono medular

Filumterminale


En el RN, la médula espinal termina a nivel de L2 o L3

Médula espinal

Cono medula

r

Filumterminale

Raíz de S1

Extremo del sacode aracnoidesy duramadre

Fijación de laduramadre


En el adulto se encuentra en el borde inferior de L1El extremo caudal de la médula puede encontrarse entre D12 y L3

Médula espinal

Cono medula

r

Filumterminale

Raíz de S1




Las raíces de los nervios raquídeos de los segmentos lumbar y sacro siguen un trayecto oblicuo desde la médula espinal hasta el nivelcorrespondiente de la columna espinal


El extremo inferior de la médula y las raíces nerviosas forman un manojo de fibras la cola de caballo

La duramadre y la aracnoides suelen terminar en S2 en adultos

La piamadre forma un filamento fibroso largo el filum terminale

Médula espinal

Cono medula

r

Filumterminale

Raíz de S1



Filum terminale

Cono medular

Cola decaballo

Duramadre

Nervio coccígeo

Filum terminale

N D 12

N L 1

Aracnoides

N L 5

N S 1

N S 5


Filum terminale Es un filamento fibroso de piamadre Indica la línea de regresión del

extremo caudal de la médula embrionaria

Va desde el cono medular hasta el periostio de la primera vértebra coccígea

MIELINIZACIÓN DE FIBRAS NERVIOSAS

Durante el período fetal en la médula espinal comienzan a formarse vainas de mielina

Continúan su desarrollo durante el primer año después del nacimiento

Las proteínas básicas de mielina (isoformas polipeptídicas relacionadas) son esenciales para la mielinización

Axón

Célula de oligodendroglia

Célula motora del asta anterior

Nódulo de Ranvier

Capa de mielina

Axón

Célula neurilemal (de Schwamm)


Los haces de fibras se mielinizan en la época en que inicia la función de las células mielinizadoras

Las vainas de mielina que rodean a las fibras nerviosas centrales se forman a partir de oligodendrocitos

Las membranas plasmáticas de estas células envuelven el axón formando varias capas

Axón Oligodendrocito


Las vainas de mielina que rodean a las fibras nerviosas perifericas se forman a partir de las células de Schwann

Estas células neurogliales derivan de la cresta neural

Axón

Célula neurilemal (de Schwamm) Mesoaxón


Las células de Schwann migran de la cresta neural y mielinizan a: Los axones de las neuronas

motoras somáticas Los axones de neuronas motoras

autónomas preganglionares a su salida del SNC


Las células de Schwann mielinizan a: Los procesos central y periférico

de las neuronas sensoriales somáticas y viscerales

Los axones de neuronas motoras autónomas posganglionares


Al inicio de la semana 20 , las fibras nerviosas tienen un aspecto blancuzco debido al depósito de mielina

Las raíces motoras se mielinizan antes que las sensoriales

Axón

Axón

MesoaxónCélula neurilemal

(de Schwamm)

Oligodendrocito

REGULACIÓN MOLECULAR DEL DESARROLLO DE LA MÉDULA ESPINAL

En el período de placa neural, en la región de la médula espinal, toda la placa neural expresa los factores de transcripción PAX 3, PAX 7, MSX1 y MSX2 que contienen homodominios


Este patrón de expresión es alterado por: Sonic hedgehog (SHH) expresado en la

notocorda, y Proteínas morfogénicas de hueso 4 y 7

(BMP4 y BMP7) expresadas en el ectodermo no neural y en el borde de la placa neural

BMPs

BMPs

BMPs


La señal de SHH reprime la expresión de PAX3 y PAX7, MSX1 y MSX2

SHH produce un efecto ventralizante sobre una región del tubo neural

Esta región ventral luego adquiere una capacidad para formar una placa del piso que también expresa SHH, y, neuronas motoras en la placa basal

BMPs

BMPs

BMPs


La expresión de BMP4 y BMP7 mantienen y regulan en más a PAX3 y PAX7 en la mitad dorsal del tubo neural donde se formará la placa alar

Estos dos genes son requeridos para la formación de las células de la cresta neural en los extremos de los pliegues neurales, sus funciones no están claras

Los genes MSX parece que intervienen en la diferenciación de neuronas sensitivas e interneuronas


La expresión de MSX a lo largo de toda la placa neural en estadios tempranos es esencial para la formación de tipos celulares ventrales

Su expresión es excluida en las regiones ventrales por SHH en estadios tardíos

MSX otorgan a los tipos celulares ventrales competencia para responder adecuadamente a SHH y a otras señales ventralizantes

PAX3,7

PAX3,7

PAX3,7

PAX6

PAX6


PAX6 es expresado a lo largo se los pliegues neurales que se están elevando

Excepto en la línea media Su patrón se mantiene después del

cierre del pliegue

PAX3,7

PAX3,7

PAX3,7

PAX6

PAX6

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