Embriología SNC

• Embriologia – Anatomia • Etapas del desarrollo neural

• 1. Inducción neuronal• 2. Proliferación neuronal y muerte celular programa• 3. Migración neuronal• 4. Formación de vías axonales específicas• 5. Elaboración de un gran número de sinapsis• 6. Mielinización

I. FORMACIÓN INICIAL

• La gastrulación

• Procesos inicial en el desarrollo embrionario • Se define la línea media y el eje antero-posterior del

embrión. • Se forman las tres capas germinativas:

• Ectodermo (externa)• Mesodermo (intermedia)• Endodermo (interna).

• La notocorda

• Cilindro mesodermico que se extiende a lo largo de la línea media del embrión en dirección antero-posterior.

• Es el elemento anatómico que define la línea media del embrión

• Rol: Inducción de la formación del SNC

• Inducción: Transformación de las células ectodérmicas, En células nerviosas formación de la placa neural

• Factores que intervienen en la inducción

• Factores de crecimiento del fibroblasto

• Proteínas morfogénicas óseas

• Acido retinoico

• Factor en erizo (sonic hedgehog-Shh), relacionado con la diferenciación neuronal el de la porción ventral del neurotubo

• Miembros de la familia Wnt, diferenciación de la cresta neural

El neurotubo

Día 23, invaginación fusión de los pliegues de la placa neural

Primero formación del surco neural, seguido del neurotubo

Ácido fólico crucial para el cierre del tubo

Porción ventromedial:

Células de la placa del piso, se diferenciarán en neuronas motoras.

Las células contra laterales, se diferenciarán en neuronas sensitivas

• Porción , células se diferenciarán para formar la cresta neural

• Células de la cresta neural formarán:

• Neuronas • Glía de los ganglios sensitivos y viscerales• Células de Schwann• Células neuro secretoras de la glándula suprarrenal • Sistema nervioso entérico• Células pigmentarias

• En los momentos de máxima proliferación celular se generan 200.000 nuevas neuronas por minuto aproximadamente

• Las células precursoras presentan un patrón estereotipado de desplazamiento celular a través de los diferentes momentos de la mitosis.

II. VESÍCULAS PRIMITIVAS

• Una vez se forma el neurotubo, se produce la acodadura cervical.

• La parte del neurotubo rostral a la acodadura dará origen al encéfalo

• La parte caudal a la acodadura cervical dará origen al cordón espinal.

En la vida intrauterina

• Día 28

• Formación de las 3 vesículas y los dos neuroporos, anterior y posterior.

• Prosencéfalo• Mesencéfalo• Romboencéfalo

• Día 35

• Estadio de 5 vesículas

• Telencéfalo, Diencéfalo• Mesencéfalo• Metencéfalo, Mielencéfalo

• Día 56

• Diferenciación entre corteza y meninges

Estructuras que se derivan de las vesículas

Prosencéfalo

Telencéfalo

• Corteza cerebral• Hipocampo• Núcleos basales

Diencéfalo

• Tálamo• Hipotálamo• Nervios ópticos• Metatálamo• Epitálamo• Subtálamo

Mesencéfalo

• Pedúnculos cerebrales• Lámina colicular

Romboencéfalo

Metencéfalo

• Cerebelo• Puente• Protuberancia

Mielencéfalo

• Bulbo• Médula

• Día 150

• Se inicia la diferenciación de las fisuras cerebrales

• Día 180

• Formación de los surcos y mielinización

PLACA ALAR Y BASAL

Medula espinal

• Las neuronas del futuro tronco cerebral (mesencéfalo, puente y medula) se organizan en columnas longitudinales

• Somatomotoras• Visceromotoras• Viscerosensitivas• Somatosensitivas.

• Ya formado el neurotubo, se inicia la generación y diferenciación en neuronas y glia.

III. MIGRACIÓN NEURONAL• Luego de la mitosis final en la zona ventricular

• Migración de neuroblastos para la diferenciación

• Para las neuronas del sistema nervioso central la migración se circunscribe al neurotubo

• Para las neuronas del sistema nervioso periférico, que provienen de la cresta neural, atraviesan diferentes ambientes embrionarios en su recorrido.

MIGRACION NEURONAL – CORTICO GENESIS

Interacción glial interneuronal radial

• Las células de la cresta neural

• Guiadas por moléculas de adhesión de la matriz extracelular

• Guiadas por moléculas en la superficie celular.

• Las neuronas del neurotubo

• Guiadas principalmente por células gliales, que constituyen la glía radial.

• Desaparece durante los primeros días después del parto y se transforman en astrositos maduros.

• 7ª semana de gestación : Se produce una proliferación de neuronas jóvenes en las capas subependimarias de las paredes de los ventriculos laterales, en un area denominada matriz germinal. Las células germinales se dividen para producir neuronas y células gliales.

• 8ª semana :Las neuronas jóvenes emigran desde la matriz germinal hacia la corteza cerebral . Las células gliales forman fascículos que actuan como guías para la migración neuronal . Al llegar a la corteza cerebral, las células se distribuyen en capas celulares y establecen conexiones sinápticas con neuronas locales y distales, proceso conocido como organización cortical.

ETIOLOGIA

• Inhibición de la proliferación, migración u organización neuronal puede producir una malformación.

• - Mutaciones cromosómicas.- Agentes destructivos (isquemia, infección,etc)- Toxinas exógenas (sustancias tóxicas ingeridas) o endógenas (trastornos metabólicos).Las malformaciones del desarrollo cortical son la causa del 25% de las epilepsias intratables de los niños.En la mayoría de las malformaciones, las neuronas son morfológicamente normales. La malformación resulta de una localización anormal de las mismas, por lo que suelen tener una señal normal en estudios de imagen, similar a la de la sustancia gris cerebral normal.

• CLASIFICACIÓN

Se dividen en tres categorías según la fase del desarrollo cortical que esté afectada:- 1) Proliferación de células germinales.- 2) Migración neuronal.- 3) Organización cortical.

• 1) MALFORMACIONES DEBIDAS A LA PROLIFERACIÓN ANORMAL DE NEURONAS Y CÉLULAS GLIALES.Pueden ser de tipo:- Generalizadas (microlisencefalia,etc)- Focal o multifocal (esquisencefalia,etc).- Por proliferación de células anormales (esclerosis tuberosa, hemimegalencefalia, DNET,ganglioglioma, gangliocitoma,etc).

• ESQUISENCEFALIASon hendiduras de sustancia gris que se extienden desde la superficie ependimaria de los ventrículos hasta la superficie pial del córtex. Pueden ser unilaterales , bilaterales, de labio abierto o cerrado La corteza que recubre la hendidura es displásica y puede extenderse hasta el ventrículo en forma de heterotopias subependimarias.

LABIO ABIERTO

LABIO CERRADO

• HEMIMEGALENCEFALIA.

Desorden que refleja una anomalía en la proliferación, migración y diferenciación neuronal. Es un trastorno de la proliferación de células germinales. El hemisferio afectado muestra áreas de paquigiria, polimicrogiria y heterotopias . El hemisferio cerebral suele estar aumentado de tamaño, asi como el ventrículo lateral ipsilateral.

• DISPLASIA CORTICAL FOCAL DE CÉLULAS ABALONADAS.

Es una proliferación de células anormales que se extiende desde el ventrículo lateral hasta el córtex cerebral. La proliferación es de neuronas gigantes y células gliales atípicas, abalonadas. En neuroimagen muestra una señal de intensidad heterogénea en RM. Las formas focales son difíciles de detectar

• 2) MALFORMACIONES PRODUCIDAS POR ALTERACIONES DE LA MIGRACIÓN NEURONAL.

Pueden ser de varios tipos:- Generalizadas (lisencefalia clásica, en empedrado, heterotopias subependimarias, subcorticales,etc)- Focales (agiria y paquigiria focales,heterotopias focales o multifocales, con organización anormal de la corteza, etc.

Cerebral Cortex March 2011;21:588--596

Neocortical Layer Formation of Human Developing Brains and Lissencephalies:Consideration of Layer-Specific Marker Expression

• En la lisencefalia el cerebro es liso por la pobreza en el desarrollo de los surcos y las circunvoluciones. El término agiria se refiere a la ausencia de giros (lisencefalia completa) y paquigiria a la presencia de giros planos y anchos

• Lisencefalia : Alteracion en periodo de migración, 2 tipos :1-agiria paquigiria, 4 capas de corteza;alterados genes de microtubulos altera citoesqueleto (RELN,Lis-1 ,DCX smooth

• Tipo II Compromiso post traslacional de glicanos glucosilados en la union en la matriz extrcelular alterlarando la glia.

• HETEROTOPIAS

Las heterotopias de sustancia gris son agrupaciones de células nerviosas en localizaciones anormales, por alteración de la migración radial de las neuronas. Pueden verse aisladas o asociadas a otras anomalías estructurales. Generalizadas o focales, pueden ser subependimarias , subcorticales , en banda , mixtas, glioneuronales marginales, etc.

• 3).MALFORMACIONES SECUNDARIAS A LA ALTERACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN CORTICAL.

POLIMICROGIRIA

La polimicrogiria es una malformacion cortical en la que las neuronas alcanzan la corteza cerebral pero se distrubuyen anormalmente dentro de la corteza. Puede ser focal o difusa, uni o bilateral, o asociarse a otras malformaciones.En imagen la corteza cerebral muestra una superficie interna y externa irregular, y puede mostrar paquigiria, o giros de grosor normal . Se afecta más frecuentemente la región perisilviana.

• DISPLASIA CORTICAL FOCAL SIN CELULAS ABALONADAS

Constituye otra de las anomalías focales del desarrollo en la laminación cortical normal Es una displasia cortical sin células anormales. Es dificil de detectar incluso en RM (se necesitan cortes finos). Se muestra en imagen como un borramiento de la unión substancia gris-blanca, o como una circunvolución engrosada.

• A partir del quinto mes se produce una disminución en la velocidad de desarrollo neuronal

• Entre el quinto y el noveno mes se inicia la diferenciación de las 6 capas de la corteza cerebral

Asociación intracortical

Recibe proyecciones específicas del tallo

Capas eferentes de la corteza:a) Corticales del

mismo hemisferio

b) Corticales del hemisferio opuesto

c) Núcleos subcorticales

• Cerebral Cortex March 2011;21:636--646Puberty Influences Medial Temporal Lobe and Cortical Gray Matter Maturation Differently in Boys Than Girls Matched for Sexual Maturity.• Hipocampo, amigdala,sustancia gris cortical .Especialmente hipocampo

derecho no cambia de tamaño en niños si en niñas. • Conexiones fronto limbica derecha > izquierda en niñas : > ansiedad

depresión.

IV. CRECIMIENTO AXONAL

• Una vez las neuronas han migrado a su destino final se deben establecer dos cambios fundamentales en el desarrollo del sistema nervioso:

• Crecimiento axonal

• Formación de sinapsis. E

• Cono de crecimiento axonal:

• Estructura altamente especializada localizada en la porción distal del axón

• Tiene gran movilidad

• Explorar el medio ambiente extracelular, para determinar la dirección del crecimiento y guiar la extensión del axón en esa dirección.

• La característica primaria es u expansión lamelar denominada el lamelopodio.

• Posee una serie de prolongaciones digitiformes, las filopodias, mantienen contacto con el medio. Predomina la actina.

• En el citoesqueleto en el axón predomina la tubulina.

• Signos no difusibles para el crecimiento axonal

• Moléculas de adhesión celular (MAC) interactúan con los receptores de superficie del cono axonal, que a su vez interactúan con moléculas intracelulares.

• Dos familias de MACs

• Grupo de las adherinas, se unen solamente en presencia de calcio (Cadherinas)

• Moléculas independientes del calcio e incluye las moléculas de adhesión neuronal (MACN).

• Otro grupo de moléculas que interactúan con los receptores del cono axonal

• Lamininas• Colagenos • Fibronectinas.

• La unión de lamininas, colágeno o fibronectinas con las integrinas desencadena una cascada de eventos dentro del cono axonal que estimula su crecimiento y elongación

• Signos difusibles para el crecimiento axonal

• Otro grupo de moléculas que influye en el crecimiento axonal, son secretadas por las células blanco (destino final) y difunden hasta el cono de crecimiento axonal.

• La familia de moléculas mejor caracterizadas son (quemoatracción):

• Netrinas (“guiar”)

• Actúan en una variedad de sitios en el sistema nervioso en desarrollo

• Axones que forman el haz espino talámico ventrolateral• Axones que cruzan el quiasma óptico• Axones del cuerpo calloso y la decusación del nervio troclear

• En la construcción del sistema nervioso también participan moléculas que le indican al cono de crecimiento axonal donde no debe ir.

• Dos grupos de moléculas quemorepelentes.

• Las semaforinas (semaphor, del griego: signo)

• Se unen a la superficie celular o se localizan en la matriz extracelular e inhiben la extensión de los axones vecinos.

• El segundo grupo de moléculas está relacionado con las células que intervienen en la producción de mielina

• Juegan un papel importante en la inhibición del crecimiento axonal después de trauma ocasionado al sistema nervioso adulto.

V. FORMACIÓN DE SINAPSIS

• Una vez el axón alcanza la región destino final, los axones deben hacer una determinación local acerca de célula debe inervar.

• Las sinapsis requieren una organización precisa de los elementos pre y postsináptico para funcionar adecuadamente.

• En la unión neuromuscular:

• la agrina

• juega un papel fundamental en la formación de la sinapsis.

• Es un proteoglicano que se encuentra tanto en las motoneuronas como en los músculos de los mamíferos y en el tejido cerebral.

• Se sintetiza en las motoneuronas, es transportada y liberada por el axón.

• Se une a un receptor postsináptico y al activarse se produce agrupamiento de receptores para acetilcolina.

Mielinizacion

EDAD Funcion visual / motora

Función social / intelectual

Mielinización

Nacimiento Reflejo de moro,deglusión,succión,prensión

Raiz motora y sensitiva, lemnisco medial, N Optico

6 semanas Sigue objetos mira rostro facial materno

Sonrie coando juegan con él

Radiacion Optica, pedunculo cerebeloso medio

3 meses Responde a sonidos sigue objetos en campo visual

Mira sus manos Cingulo, tracto fronto pontino , F reticular , C Calloso

6 meses Coge los objetos con las manos soporta peso en Ms Is por breves momentos

Rie y muestra placer hace sonidos primitivos sonrie cuando se ve en espejo

Pediculo Cerebeloso superior,radiacion acustica areas de asociación

Desmielinizante• Esclerosis Múltiple• Enfermedad de Devic.• Enf de Marchiafava –

Mignami• Mielinosis pontina• Encefalomielitis aguda

desmielinizante.• Encefalomielitis

hemorragica necrotizante aguda

Dismielinizante• Leucodistrofia metacromatica :

alteracion de arisulfatasa A , ( herencia autosomica recesiva)

• Leucodistrofia sudanofila :1.Adrenoleucodsitrofia ( ligada a X ) 2.Enfermedad de pelizaeus-Marsbacher.

• Leucodistrofia de celulas globoides – enfermedad deKrabbe : 1-deficiencia de galactocerebrosidasa 2- Deposito de galactosil-ceramida ( herencia autosomica recesiva)

Mielinizacion

Edad Funcion Visual / motora

Funcion social e Intelectual

9 meses Llevar dedo gordo a la boca sedestacion solo

Dada –Baba imita bye bye

Cingulo fornix

12 meses Camina con la mano R/ plantar flexora en 50%

Usa 2-4 palabras envía besos cuando se le pide entiende nombres

Tracto piramidal areas de asociacion

24 meses Sube y baja escaleras se viste parcialmente R / flexora en 100%

2-3 frases Uso yo-tú juega juegos simples ,nombra 4-5 partes de cuerpo , obedece comandos simples

Conexiones talamicas

Mielinización

Edad Funcion social / intelectual

Funcion social - Intelectual

Mielinizacion

36 meses Pedalea triciclo se viste solo excepto cordones, cinturones agudeza visual 20/20

Copia circulos juega con otros niños hace numerosas preguntas

5 años Copia triangulo salta en dos pies

Nomina 4 colores repite 4 digitos

Radiaciones talamicas, formacion reticular cuerpo calloso intracortical con areas de asociacion.

Adrenoleucodistrofia

• Krabbe's disease (globoid cell leukodystrophy) is a disorder of lysosomal function that results in accumulation of galactocerebroside and psychosine in macrophages and is associated with demyelination and dysmyelination of cerebral white matter

Sindrome fetal alcohol

• Características faciales anormales : el pliegue entre la nariz y la parte superior del labio se ve liso (este pliegue se llama surco nasolabial)

• Microencafalia, Estatura y peso más bajo de la estatura promedio• Mala coordinación• Hiperactividad con o sin déficit en atenciónTrastorno en aprendizaje, especialmente math, compromiso en memoria.• Retrasos en el habla y el lenguaje• IQ bajo, Capacidad de razonamiento y juicio deficiente• Problemas de succión y de sueño en los bebés• Hipoacusia, amaurosis o disminución de agudeza visual• Patologías :cardiacos, renales y óseos.

Síndrome fetal alcohol

Los defectos congénitos son producto de la alteración de la morfogénesis. Aproximadamente 70% de las malformaciones son de origen desconocido, 20% se relacionan con mutaciones genéticas, 7 a 8 % con aberraciones cromosómicas y se sabe que menos de 3% se deben a teratógenos comprobados

GRACIAS