Anatomía, fisiología y patología neurológicaINTRODUCCIÓN    La neurología constituye  una de las partes más importantes de la patología médica, ya que el 15% de todos los enfermos padecen un proceso neurológico. Pero muchos   la consideran de gran dificultad, sin embargo se pueden predecir, con un pequeño margen de error,   los síntomas de una cierta  lesión o  localizar  la  lesión ante una determinada sintomatología; para ello es preciso conocer con detalle la anatomía y la fisiología del sistema nervioso.     El  sistema nervioso es un órgano único,  en el  que cualquier   lesión deja secuelas irreparables  y  que  de poco  sirve  diagnosticar  una  patología   respiratoria   si   la  hipoxia puede producir   lesiones  cerebrales   irrecuperables.  Por  eso  en  todos  los  enfermos  lo primero es evitar  una lesión encefálica y una vez conseguido, diagnosticar y tratar   la enfermedad de base.     El metabolismo cerebral difiere del de otros tejidos por dos hechos:

Heterogeneicidad   celular,   que   explica   la   gran   diferencia   metabólica   entre   la sustancia blanca y la sustancia gris.

La existencia de la barrera hematoencefálica que impide el paso de sustancias de gran   peso  molecular,   debido   a   que   los   astrositos   están   tan   juntos   que   sólo permiten el paso de moléculas pequeñas.

TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES NERVIOSA: FUNCION DE LA SINAPSIS   La célula principal es la fibra nerviosa o neurona,   también existe un tejido de sostén llamadoneuroglia (en el SNC) y células de Schwann (en el SN Periférico).    La neurona es una célula excitable a través de su membrana, llamada neurolema. La neurona está constituida por:

Un cuerpo celular o  soma Dos prolongaciones: el axón (que termina en un pie) y las dendritas Fibras pequeñas  que llegan a la neurona y terminan en botones sinápticos

Fig. 1. Motoneurona, se observan los botones sinápticos   La unidad básica de control del SN es la sinapsis, lugar donde las señales pasan de la fibrilla nerviosa terminal de una neurona hacia la siguiente neurona. La información es recibida por las dendritas, la zona receptora de la neurona, y la transmite hacia el cuerpo celular.  El  axón  la  transmite del  cuerpo celular  al  pie axónico,  donde se  transmite  la información a otra neurona.    En las membranas de las dendritas hay unas zonas receptoras de neurotransmisores (zonas   moleculares   capaces   de   recibir   sustancias   químicas   procedentes   de   otras neuronas). Hay neuronas que no se estimulan por estas sustancias químicas sino por estímulos como  luz, sonido, calor, presión, éstas son las neuronas sensoriales.    En el  pie axónico existe un número  importante de mitocondrias,  es una zona muy activa,   donde   se  produce   el   paso  de  moléculas   transportadoras   de   información,   los neurotransmisores son transportados por vesículas desde el soma hasta el pie neuronal.    Las  sinapsis  están  constituidas  por   las  uniones  entre   los  botones  sinápticos  y   las dendritas o el  soma,  las  fibras pequeñas son muchas ramas de  los axones de otras neuronas (Fig.1).    La   transmisión   de   señales   desde   los   botones   sinápticos   hasta   las   dendritas   se  produce de manera similar a la neuromuscular, con una diferencia, los botones sinápticos secretan   una   sustancia   transmisora   excitadora   y   otras   secretan   una   sustancia transmisora inhibidora, por lo que algunas de estas terminaciones excitan a la neurona y otras la inhiben.

Fig. 2. Anatomía fisiológica de la sinapsis    En la conexión sináptica, la zona pre y postsináptica encajan y para impedir que se pierda información  el espacio o hendidura sináptica es muy estrecho, donde se descarga la sustancia transmisora por las vesículas de la membrana del soma al recibir el impulso nervioso. El neurotransmisor actúa a continuación sobre un receptor (molécula proteínica) de   la  membrana   de   la   otra   neurona   excitándola   o   inhibiéndola   según  el   transmisor liberado al espacio sináptico.   La sinapsis excitatoria es aquella en la que los cambios de la zona postsináptica lleva a una estimulación. La potencia es constante en la zona presináptica, pero hay cambios en  la  zona postsináptica,  cuando  las  células se encuentran  en  reposo,   las  vesículas liberan  una  pequeña   cantidad   de  neurotransmisores,   dependiendo  de   lo   liberen  hay cambios   en   la  membrana   postsináptica.   El   potencial   de  membrana   tiene   pequeñas despolarizaciones   que   van   a   depender   de   las   uniones   de   las   moléculas   con   los neurotransmisores y se producen cambios para la permeabilidad del Na+.(Fig.3.)

Fig. 3. Sinapsis    La sinapsis inhibitoria es   aquella   en   que   se   producen   cambios   den   la   zona presináptica o postsináptica que llevan a una inhibición. Los neurotransmisores producen modificaciones en los sentidos: a la permeabilidad para el Cl-, para el K+ y para el Cl- y K+ . El potencial de equilibrio para el Cl-  tiene un valor muy cercano a potencial de membrana de  la neurona  ,  por  esto  no produce cambios en el  potencial  de membrana,  es una inhibición porque está impidiendo que la membrana no se excite. Con la permeabilidad del K+ la respuesta es diferente, los neurotransmisores provocan una salida de  K+ hacia 

el   exterior   produciendo   una   hiperpolarización   que   se   llama   potencial   inhibitorio postsináptico (PIPS). BASES ESTRUCTURALES DEL SISTEMA NERVIOSO:   El sistema nervioso central está constituido por tres subsistemas  principales:

La   vía sensitiva,   que   transmite   señales   desde   las   terminaciones   nerviosas sensitivas periféricas hacia casi todas las partes de médula espinal, tallo cerebral, cerebelo y cerebro.

La vía motora que  lleva señales nerviosas que se originan en todas las áreas centrales del SN hacia los músculos y las glándulas de todo el cuerpo

El sistema de integración (sistema cortical) que analiza la información sensitiva, almacena  en   la  memoria  y  utiliza   la   información  para  efectuar   las   reacciones apropiadas.

     Las reacciones nerviosas más simples se integran en la médula espinal y  las más complejas,   como   el   control   de   la   postura,   regulación   de   las   funciones   cardíacas   y respiratoria,   se   integran  en  el   tallo   cerebral.  Y   las   funciones  como  los  procesos  del pensamiento, memoria y almacenamiento, actividades motoras complejas,   se integran en la corteza cerebral. SISTEMA SOMATO-SENSORIAL:Controla la sensibilidad que ocurre en el organismo

Fig.4. Corte médula espinal   Las ramas posteriores contienen la información que viene de la periferia (vía aferente), información sensorial, y las ramas anteriores llevan la información desde la médula a la periferia (vía eferente), información motora. (Fig.4.)    Las neuronas sensoriales o aferentes ubican su soma en ganglios de la raíz posterior, esta neurona tiene dos prolongaciones, una viene de la periferia y otra va a la neurona.

    Las neuronas motoras tienen el cuerpo en el asta anterior de la médula gris y su axón va hacia el órgano efector.    En la médula gris hay neuronas pequeñas nupciales o interneuronas que conectan las dos vías. En la médula blanca están las columnas o haces que permite el ascenso o descenso   de   la   información,   son   prolongaciones   de   neuronas,   cada  modalidad   de información viaja por una sola columna: la información ascendente en sentido cefálico y la descendente en sentido caudal.

Fig. 5. Corte sagital   La vía somatosensorial es una vía ascendente, sus componentes son:

receptores neurona aferente vía desde la médula hasta la corteza

   Se distingue cinco tipos de sensaciones: tacto, presión , temperatura (calor y frío), dolor y cinestesia. Los cuatro primeros son sensaciones que se hacen conscientes, mientras que   la   sensación   cinestésica   nunca   es   consciente,   depende   de   donde   termine   la información,  la cinestesia termina en el cerebelo y las demás sensaciones termina en la corteza cerebral. SISTEMA MOTOR   Es la vía por la que se va a producir el movimiento o posturas. La contracción muscular no es una sensación consciente, es una respuesta eferente, desde centros motores a periferia, pero también hay receptores que informa a la corteza del estado de contracción-relajación muscular.    El reflejo medular consta de una neurona aferente que lleva la información hasta el segmento medular y allí puede relacionar con una neurona monosinápticamente, o con varias neuronas polisinápticamente, y de ahí parte otra neurona eferente que realiza la sinapsis con el músculo donde se produce la respuesta. Para que se dé este reflejo, en el 

músculo debe haber receptores propioceptores, que   transmiten la información sobre el estado del músculo (propiocepción).    Hay dos tipos de propioceptores:   los correspondientes al huso neuromuscular y  los correspondientes al órgano tendinoso de Golgi    Otra estructura del sistema motor es el Cerebelo, situado en la base del cerebro, tiene múltiples conexiones con estructuras cerebrales. En niños el cerebelo se va programando hasta loa 5-6 años, gracias a los errores o experiencias que se van produciendo.    El cerebelo compara información de dos puntos:

información de la corteza motora (orden) información medular (ejecución)

DIVISIONES ANATÓMICAS DEL SISTEMA NERVIOSO:    El sistema nervioso se diferencia en:

Sistema Nervioso Central:   constituido   por   el cerebro,   la médula y   las vías nerviosas

Sistema Nervioso Periférico: prolongación del SNC que se divide en:o SN Somático   ,  que   informa principalmente  al  músculo  esquelético  de  la 

autonomía, nervios motores voluntarios.o SN Autónomo o Neurovegetativo   ,  que  informa al  músculo  liso,  músculo 

cardíaco,   glándulas,   vísceras   y   órganos.   Se   relaciona   con   la   vida vegetativa   no   con   la   voluntad.   Se   clasifica   a   su   vez   en   sistemas antagónicos entre sí, con morfología y funcionalidad distintas:

SN Simpático que mantiene las situaciones de alarma o alerta del individuo,   también   denominado   catabólico   porque   necesita almacenes de energía para que  con su destrucción se combata el estrés. Es el sistema de adaptación o de defensa, no vital, ubicado en la zona toraco-lumbar. Este sistema controla la musculatura lisa de los órganos y de las paredes de los vasos sanguíneos

SN   Parasimpático que   es   anabólico,   restaurador,   mantiene   la homeostasis  constante.   Es  el  sistema vital,  ubicado  en   la  zona craneocaudal,   por   debajo   de   L3   y   por   encima   de   T1   (pares craneales y raíces caudales). Fig.6. y Fig. 7.

Fig.6. Sistema autónomo, en marrón claro las cadenas simpáticas, y en marrón oscuro las fibras parasimáticas que se originan en el tronco encefálico y en la

zona sacra

Fig.7. Los nervios craneales y sus principales funciones   El sistema Nervioso Central se divide en: Encéfalo  y  médula espinal (Fig. 8)

ENCÉFALO:o CEREBRO:

Telencéfalo Diencefalo

o CEREBELOo TRONCO ENCEFALICO:

Mesencefalo Protuberancia Bulbo raquídeo

MEDULA ESPINAL

Fig.8.  Divisiones y desarrollo embriológico del encéfalo humano ORGANIZACIÓN CORTICAL:   Durante mucho tiempo se ha dicho que la compresión de la cognición humana depende de desenmarañar la estructura y las funciones fundamentales de la corteza cerebral. En esta estructura plegada hay entre 50.000 y 100.000 millones de neuronas, con un área aproximada de  2.000 cm. cuadrados (Hubel y Wielsen,1979).    La corteza cerebral (sustancia gris) tiene un espesor de 2 a 3 mm, envuelve a los dos hemisferios.    Entre   los  dos  hemisferios  se  encuentra   la   cisura   interhemisférica   que  es   impar  y medial.    El resto de las cisuras limitan una serie de lóbulos, los surcos son  más numerosos y limitan circunvaliciones, son entrantes y menos profundos que las cisuras.    En una visión lateral o externa podemos distinguir tres cisuras: cisura de silvio, cisura central o de rolando, cisura perpendicular externa (Fig. 9.)

Fig. 9. Cisuras    En una visión medial o interna se encuentran: la cisura del cuerpo calloso, la cisura perpendicular interna y la cisura calcarina (Fig. 10)

Fig.10. Cisuras   La gran cantidad de neuronas de la corteza cerebral está dispuesta en distintas capas, en forma laminar de organización, esta disposición muestra algunas variaciones a lo largo de la corteza cerebral, sugiriendo una división de la corteza en subregiones definida en términos de pequeñas diferencias en la agrupación de las células nerviosas. Las divisiones basadas en estos criterios estructurales también parecen definir zonas funcionales (Fig.11.)

Fig. 11.  Regiones de la corteza delineadas según un mapa clásico de BRODMAN

   Según el mapa de la Fig. 11. las áreas 1,2 y 3 son áreas sensitivas, el área 4 es el área motora, las 17,18 y 19 son las áreas visuales, la 41 el área auditiva y las 35 y 36 son áreas olfativas. EL CEREBRO    Es el centro coordinador superior de todo nuestro organismo y el asiento de las funciones de más alta jerarquía, como son las que se relacionan con los fenómenos psíquicos.    Es  el órgano más voluminoso del encéfalo, su peso oscila entre 1000 –1150 gr. Los dos hemisferios se unen por dos cintas o puentes superpuestos de sustancia blanca, el superior tiene forma convexa y se llama cuerpo calloso, es una de las vías de conexión más potente del sistema nervioso; el inferior conocido como trígono cerebral, se une en el vértice anterior con el cuerpo calloso, y se extiende posteriormente para delimitar los ventrículos laterales (Fig.12)    En la cara lateral y anterior de los ventrículos laterales hay unas formaciones piriformes de color rojizo, los cuerpos estriados, que actúan como vía de relación entre la corteza cerebral y otros órganos del encéfalo.    El cerebro está formado por sustancia gris en el exterior (neuronas) y sustancia blanca en el interior (fibras nerviosas), la  sustancia gris forma la corteza cerebral. 

Fig. 12.  Visión anterolateral izquierda tridimensional  de estructuras que comunican los  hemisferios cerebrales

EL CEREBELO   Se encuentra en la parte posterior, por detrás y por debajo del cerebro, alojado entre los dos hemisferios cerebrales y el tronco encefálico, descansa sobre el hueso occipital. Es  un órgano de unos 140 gr. de peso, formado por dos lóbulos laterales y uno medio que se apoya sobre el IV ventrículo del bulbo. (Fig.13)    Se trata de una estructura plegada, con surcos profundos, unos pliegues muy finos, las laminillas cerebelosas, la zona cortical de estas laminillas contiene sustancia gris  formadas por unas neuronas de gran tamaño llamadas células de Purkinje. Esta especial distribución da al cerebelo un aspecto interno arborescente, recibiendo el nombre de “árbol de la vida” (Fig.14)   Está  involucrado en el control de los movimientos del cuerpo (tanto automáticos como voluntarios), opera como sistema auxiliar en la regulación de la actividad muscular junto a los ganglios basales y la corteza motora.

 

Fig. 13.  Visión ventral 

EL TRONCO ENCEFÁLICO:    Es la continuación de la médula espinal, dentro de la caja craneana y constituye la base del encéfalo. La porción anterior del tallo encefálico se continúa con los hemisferios cerebrales y está cubierta por éstos, en esta zona de unión, en la parte superior se encuentran los cuerpos estriados y debajo de éstos el tálamo    El tálamo son dos masas ovoides de tejido nervioso situadas a ambos lados de la cavidad interna del III ventrículo, está formado por fibras nerviosas y neuronas, y actúa como una importante vía de conexión entre el bulbo y la corteza cerebral. (Fig.15) En un  corte sagital del encéfalo observamos como el tálamo ocupa el área central del III ventrículo, quedando esta cavidad reducida a una formación de tipo anular. En la base del III ventrículo nos encontramos una zona diferenciada con neuronas de función neurovegetativa, el hipotálamo, de su base parte el tallo pituitario que se une con la glándula hipófisis, la más importante del sistema endocrino alojada en la silla turca del hueso esfenoides.(Fig.16 y Fig.17)

 

Fig. 15.  Visión del tálamo, desde arriba 

Fig. 16. Corte sagital del encéfalo 

Fig. 17. Corte frontal, cara anterior     El III ventrículo comunica con mediante dos orificios con los dos ventrículos laterales, en la porción anterior  lo hace con el acueducto de Silvio, conducto que desemboca en el IV ventrículo y situado en el bulbo raquídeo. En el techo del III ventrículo se encuentra un órgano muy pequeño, laglándula pineal.     Los pedúnculos cerebrales son dos gruesas ramas convergentes en forma de V, formados por fascículos de fibras nerviosas que actúan como vía de comunicación entre el cerebro y otros centros del sistema nervioso situados en la base anterior del tallo encefálico. Encima  de los pedúnculos se encuentran los tubérculos cuadrigéminos, cuatro eminencias redondeadas que contienen neuronas relacionadas con la visión y audición. Y en la cara inferior del tallo se encuentra la protuberancia anular, una cinta transversal de sustancia blanca también conocida como Puente de Varolio, que descansa sobre el hueso occipital y es una potente banda de fibras nerviosas que enlaza los pedúnculos con el cerebelo y el bulbo raquídeo, incluye regiones implicadas en el control motor y en el análisis sensorial EL BULBO RAQUÍDEO:    Es la última porción del tallo encefálico, tiene forma cónica y actúa como vía de conexión entre la médula y el resto de los órganos del encéfalo. Limita por la cara anterior con la protuberancia anular y por debajo se continúa con la médula espinal, está formado pr sustancia blanca en el exterior y sustancia gris en el interior agrupada en núcleos o fascículos. Sobresale por fuera del orificio occipital y termina a la altura de la 2ª vértebra cervical.     En la cara dorsal del bulbo raquídeo se forma el IV ventrículo , que queda cubierto por el lóbulo medio del cerebelo llamado vermis.     Cumple dos funciones importantes, como vía de conducción y como centro nervioso: la sustancia blanca como vía de conducción de las fibras sensitivas que

ascienden a través de la médula hacia el cerebro, y de las fibras motoras que lo hacen en sentido inverso; y como centro nervioso de reflejos importantes para la vida vegetativa (movimientos cardíacos y respiratorios, masticación, deglución...) MEDULA ESPINAL:   Es la parte del SNC de estructura más sencilla, se trata de un cordón blanquecino y fibroso de naturaleza nerviosa de 1 cm de grosor y 50 cm de longitud, se encuentra alojado en el conducto vertebral. Se encuentra entre la 2ª vértebra cervical y la 2ª vértebra lumbar, a partir de ésta la columna lumbar está ocupada por los nervios raquídeos, por lo que la última porción de la médula tiene un aspecto de cola de caballo conformada por estos nervios raquídeos.(Fig.18)     Presenta dos zonas más engrosadas o abultamientos, una al principio de la región torácica, de donde parten los nervios para las extremidades superiores (plexo braquial) y la otra en la región lumbar donde se inician los nervios para las extremidades inferiores (plexo sacro)

Fig. 18.  Médula espinal     La médula se encuentra protegida por las meninges y dividida por dos surcos longitudinales. Si realizamos un corte transversal se observa que la sustancia blanca ocupa la zona exterior y está formada por fibras nerviosas que actúan como vía de conexión general con el encéfalo. La sustancia gris está en el interior y se dispone según la forma de una mariposa o de una H de ramas arqueadas a las que se llaman astas anteriores  y posteriores. (Fig.19)

Fig. 19.  Forma y estructura del interior de la médula espinal     Las astas son el lugar de origen de los nervios raquídeos que salen de la médula a o largo de la columna vertebral. Las raíces posteriores de los nervios raquídeos están formadas por los axones de las neuronas situadas en el ganglio espinal, estas neuronas recogen las impresiones periféricas sensitivas y las transmiten a las de las astas anteriores de la sustancia gris de la médula o a las vías ascendentes hacia los centros superiores, tálamo y corteza cerebral.     Desempeña funciones muy semejantes a las del bulbo raquídeo, actua como vía de conducción (sustancia blanca) y como centro nervioso (sustancia gris).     A lo largo de la médula espinal hay 31 pares de nervios raquídeos. Los nervios raquídeos son nervios mixtos por llevar fibras sensitivas y motoras al mismo tiempo, la raíz dorsal de cada nervio consta de vías sensoriales que van a la médula espinal, y la raíz ventral consta de vías motoras que vienen de la médula espinal y van a los músculos. MENINGES:    Son tres capas o membranas que rodean al encéfalo y médula espinal .La más externa es una envoltura gruesa  y dura llamada duramadre, se introduce en la cisura interhemisférica, en la intercerebelosa y entre cerebro y cerebelo. En íntimo contacto con la corteza cerebral siguiendo todo su contorno se encuentra la más interna denominada piamadre, que se introduce por las hendiduras de la corteza cerebral. Y la membrana que se encuentra entre la duramadre y la piamadre se denomina aracnoides, que se introduce por las cisuras.(Fig.20 y 21)

 

Fig. 21.  Corte sagital del encéfalo 

Fig. 21.  Corte frontal encéfalo, visión de meninges: en rojo la duramadre,en naranja aracnoides y en amarillo la piamadre

     El espacio entre la aracnoides y la piamadre, llamado espacio subaracnoideo se encuentra relleno de líquido cefalorraquídeo, un líquido claro e incoloro que es el responsable de proteger y acolchar a todo el sistema nervioso. El líquido cefalorraquídeo se forma continuamente y circula a través de los ventrículos cerebrales (los compartimentos del LCR en el encéfalo) y el espacio subaracnoideo. Los ventrículos tienen que estar comunicados para que el LCR esté en continuo contacto y movimiento (Fig. 22)

Fig. 22.  Visión lateral de los ventrículos cerebrales VASCULARIZACIÓN Y DRENAJE VENOSO DEL SNC:    El encéfalo tiene una gran demanda de oxígeno y glucosa, pero tienen muy poca reserva, por lo que su aporte sanguíneo depende de las arterias carótidas y las vertebrales.     Las arterias carótidas comunes ascienden por el cuello a ambos lados, la carótida interna penetra en el cráneo, donde se ramifica en: 

Arteria cerebral anterior, que desaparece en la cisura interhemisférica Arteria cerebral media o Silviana, que se mete por la cisura de Silvio

rodeando los hemisferios por el lado lateral Arteria cerebral posterior, que va hacia los lóbulos temporales y

occipitales     Las arterias vertebrales ascienden a través de las vértebras y penetran por la base del cráneo. Se unen para formar la arteria basilar, que discurre a lo largo de la superficie ventral del tronco encefálico      En  la base del encéfalo nos encontramos una estructura conocida como  Polígono de Willis, es una unión de vías vasculares que puede asegurar el suministro de sangre si alguna de las principales arterias del encéfalo estuviera dañada.(Fig 23)

Fig. 23.  Vasculariza