Tes Nervos II 2013

Sistemul nervos

Histologia organelor SNP şi SNC

Celulele ependimare• Căptuşesc cavităţile SNC, acoperă plexul coroid• Celule polarizate, aşezate pe un singur rând –

aranjament epitelial– Domeniu apical cu cili şi microvili– Domeniu laterobazal turtit– Excepţie: celulele de pe podeaua ventriculului III (tanicite)

fără cili şi cu un proces bazal spre profunzime (eminenţa mediană)

• Exprimă markeri gliali

Celulele ependimare

Celulele ependimare

• ME:– multe mitocondrii, aparat Golgi apical, RER– joncţiuni gap şi adherens– lipsesc joncţiunile occludens, cu excepţia celulelor

plexului coroid

synapse-web.org

Joncţiune gap

Zonula adherens

Organe circumventriculare

• În organele circumventriculare celulele ependimare sunt absente sau foarte subţiri

• Bariera hematoencefalică lipseşte la nivelul org. circumventriculare

• Zone de schimb între ţes. nervos, sânge şi LCR

AP – area postrema OVLT – organum vasculosum laminae

terminalis)SFO – organul subfornicalME – eminenta medianaSCO – organul subcomisuralPG – glanda pineala

Mills SE – Histology for pathologists, 3rd ed.

Celulele ependimare - funcţii

• Secreţia LCR şi bariera sânge – LCR la nivelul plexului coroid

• Formează bariera LCR – creier (în rest)

• Celule stem neurale - ?

Johansson CB et al., Cell 96:25, 1999

Plexurile coroide

• Formate prin apoziţia dintre piamater ce conține vase sangvine şi epiteliul ependimar ce căptuşeşte ventriculii

• 2 straturi:– pia + vase– celulele ependimare

• Suprafaţă cutată cu aria de 200 cm2. Pliurile = vilozităţi coroidiene

• Secretă LCRplex capilar

arteriolă

celule ependimare

pia mater

LCR

Plexurile coroide• Vilozitate coroidiană:

– Epiteliu ependimar. Celulele cuboidale au nucleu sferic, mitocondrii multe şi RE abundent. Domeniul apical prezintă marginea în perie formată de microvili bulboşi. Secretă/transportă:

• Glucoză, aa, vitamine• H2O• ioni Na+, Cl-, HCO3+

– Vase piale aferente →reţea capilară → vase piale eferente

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

Lichidul cefalo-rahidian

• Produs de plexurile coroide (500 ml/zi) şi prin curgerea fluidului extracelular prin epiteliul ependimar al organelor circumventriculare

• În cantitate de 150 ml: 30 ml în ventriculi, 120 ml în spaţiul subarahnoidian.

• LCR curge din ventriculii laterali → ventriculul III → ventriculul IV → spaţiul subarahnoidian

• Din spatiul subarahnoidian– o mică parte se scurge prin spaţiile din jurul

rădăcinilor nervilor spinali şi cranieni (perineurale) – cea mai mare parte se scurge prin specializări ale

arahnoidei (vilozităţi arahnoidiene) în sinusurile venoase mari din grosimea durei mater (ex.: sinusul sagital)

LCR

Neurosciences: Third Edition, Dale Purves et al., Sinauer Associates, 2004

Lichidul cefalo-rahidian

• Functii:– menţine mediul fluid necesar creierului– protectie mecanică– comunică uşor cu fluidul extracelular

deoarece bariera LCR-creier (celule ependimare) e permeabilă

– excreţia metaboliţilor ţesutului nervos– preluarea de către creier din LCR a

substanţelor necesare

Bariera sânge-creier

• Formată din celulele endoteliale ale capilarelor cerebrale

• Capilarele cerebrale– continue– jonctiuni strânse (occludens) foarte selective– transcitoza redusă, foarte selectivă

Neurosciences: Third Edition, Dale Purves et al., Sinauer Associates, 2004

Bariera sânge-creier

Permeabilitatea diferă în funcţie de substanţă:

• mare - pentru H2O, CO2 si O2

• mică– glucoză, uree– ioni (Na+, K+, Mg2+, Cl-, HCO3-, HPO32-)

• foarte mică:– săruri biliare, catecolamine circulante

• extrem de mică (practic nulă) - pentru proteine

Bariera sânge-creier

Funcţiile barierei sânge-creier:

• menţine constanţa mediului extracelular

• protejează creierul de toxinele circulante

• previne pătrunderea neurotransmiţătorilor din circulaţia generală.

• Alterarea barierei prin modificarea permeabilităţii endoteliului ca urmare a ischemiei poate duce la edem cerebral

Meningele

Dura mater

Arahnoida

Pia mater

Vase sangvine

Spaţiu subarahnoidian

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

• Membrane de ţesut conjunctiv ce protejează elementele SNC

• Cuprinde:– Dura mater– Arahnoida– Pia mater

Dura

• Dura spinală: cilindru fibros– raport ext. cu spaţiul epidural (ţes. conjunctiv

lax + ţes. adipos + plex venos epidural)– raport intern pia de care se leagă prin

ligamentele denticulate

Dura

• Dura cerebrală– Dura periostală – periost (colagen + fibroblaste)– Dura meningeală

• strat extern - fibroblaste + vase sânge + colagen• strat intern – celule-barieră marginale = fibroblaste

turtite cu prelungiri intricate, joncţiuni desmozomi + gap şi matrice extracelulară omogenă, fără fibre

– Nu are spaţii – “spaţiul subdural” este creat prindilacerarea stratului intern

Arahnoida

• Cuprinde:– strat extern = celule

epiteliale barieră cu desmozomi şi joncţiuni occludens

– strat intern = celule trabeculare – fibroblaste rare cu prelungiri interconectate prin desmozomi şi joncţiuni gap, aşezate spre interior pe o lamină bazală

Arahnoida

• Spaţiul subarahnoidian:– între stratul extern şi pia mater– traversat de trabecule– conţine LCR– are lărigime variabilă şi cisterne (ex: cisterna magna

comunică cu ventr. IV)

• Vilozităţi arahnoidiene – proiecţii ale arahnoidei ce pătrund în sinusurile venoase ale durei, în care varsă LCR

Pia mater

• Aderă strâns de ţesutul nervos• Conţine:

– fibroblaste modificate, asemănătoare celulelor trabeculare arahnoidiene

– fbr. colagen, elastice– vase sangvine– macrofage, limfocite perivasculare

• E intricată cu arahnoida• În raport cu:

– exterior - LCR din spaţiul subarahnoidian– interior – membrana bazală glială şi prelungirile gliale

subpiale, separate prin spaţii intercelulare de 20nm

Meningele

Dura mater

Arahnoida

Pia mater

Vase sangvine

Spaţiu subarahnoidian

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

Organe ale SN

SNCMăduva spinăriiTrunchiul cerebral

1. Rombencefala. Mielencefal – Bulbul rahidian, b. Metencefal – Puntea lui Varolio, cerebelc. Istm

2. Mezencefal – Pedunculii cerebrali, tuberculii cvadrigemeniProzencefal

1. Diencefal – talamus, metatalamus, epitalamus, hipotalamus2. Telencefal

a. Nucleii bazali (amigdala, globus pallidus, striat)b. Scoarţa cerebrală:

Neocortex – izocortex (6 straturi) şi proizocortexAllocortex – arheocortex (girul dentat, hipocamp) şi paleocortex (rhinencefal)

SNPNerviGanglioni nervosi: senzitivi, vegetativi

Constituenţii SNP

Organizare / elemente celulare

Ganglioni Nervi

neuroni + -

soma + -

dendrite + -

axoni mielinizaţi / nemielinizaţi

+ +

celule Schwann

celule satelite

+

+

+

-

Nervi periferici

• Compuşi din fibre nervoase şi ţesut conjunctiv

• Fibre nervoase:– mielinice sau amielinice– centrifuge sau centripete– cu perikarioni localizati în SNC sau in

gaglioni Epinevru

Perinevru

Endonevru

Nervii periferici

Dezvoltarea nervilor periferici– Creştere şi ghidare axonală– Proliferarea celulelor Schwann– Interacţiunea axon – celulă Schwann cu/fără

formarea tecii de mielină

Dezvoltarea NP: Creşterea şi ghidarea axonală

• Se produce prin incorporarea de elemente structurale transportate anterograd

• Conul de creştere axonală – receptori pentru:– NGF (Nerve growth factor)– BDNF, neurotrofine, semaforină,

neuropilină, ephrină– Elemente ale matricei

extracelulare: colagen, fibronectină, laminină, entactină

Nerve Growth Factor

Nervii periferici: celula Schwann

• Formează teaca de mielină a axonilor mielinizaţi ai nervilor periferici (SNP) şi înveleşte axonii nemielinizaţi

Theodor Schwann, 1810-1882

Dezvoltarea NP: Diferenţierea şi proliferarea celulelor Schwann

• Cel. Schwann derivă din crestele neurale• Precursorii se diferenţiază sub acţiunea

neuregulinelor exprimate pe memb. celulară axonală (receptori: erbB2 şi erbB3)

• Factori de proliferare pentru cel. Schwann:– Contactul cu axonii în creştere– Factori umorali: TGFb, FGF

Nave KA et al., Curr Opin Neurobiol 16:492, 2006

Dezvoltarea NP: Interacţiuni axon – cel. Schwann

• Toţi axonii interacţionează cu celule Schwann• Diametrul axonal >1 m determină mielinizarea,

altfel se formează fascicule Remak• O celulă Schwann formează teaca de mielină a

unui singur axon• MAG (Myelin-associated glycoprotein) mediază

interacţiunea axon – cel. Schwann şi influenţează grosimea axonului (via fosforilarea neurofilamentelor)

• MAG lipseşte în cel. Schwan care nu formează mielină

Axon mielinizat şi fascicul Remak

Mielinizarea

• Mai precoce în SNP (începe în s. 12-18 iu) decât SNC

• Necesită existenţa membranei bazale a celulei Schwann

• Proteine implicate: MAG, periaxină• Prelungiri cel. Schwann înconjură axonul –

mezaxon extern• Prelungirile se rotesc în jurul axonului

Blue Histology, http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/mb140/

Mielina

• Suprapunere a numeroase straturi ale membranei cel. Schwann

• Mielina– compactă – proteine: P0, MBP– necompactă – proteine: MAG, conexine,

integrine, E-cadherine. Se găseşte la nivelul incizurilor Schmidt-Lanterman, buclelor paranodale, microvililor nodali

• ME: mielina compactă are structură periodică 12-18 nm cu– linii dense majore – fuziunea feţelor

citoplasmatice ale membranei– linii intraperiodice – apropierea feţelor externe

• Mezaxon extern, mezaxon intern

Teaca de mielină

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

Celula Schwann – ultrastructură

Celula Schwann – ultrastructură

• Nucleu – la jumătatea distanţei internodale

• Citoplasmă – 2 domenii: exterior, perinuclear şi interior – în jurul mezaxonului intern (teaca Mauthner)

• Organite comune, incluziuni citoplasmatice (lipofuscină, granule Reich – structuri lamelare, neomogene)

http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/5_16.stm

Incizurile Schmidt-Lanterman

• Mielină necompactă• Canal spiralat de citoplasmă cu organite şi

un microtubul• Leagă cele 2 domenii citoplasmatice ale c.

Schwann

Spaţiul periaxonal Klebs

• Între axolemă şi membrana cel. Schwann

• 20 nm, proteine membranare, MAG

• Se continuă cu spaţiul extracelular în nodurile Ranvier

• Învecinat cu teaca Mauthner

Nodul Ranvier

• Axon cruciform

• Bucle paranodale cu citoplasmă abundentă (mitocondrii)

• Microvili nodali (70-100 nm) cu joncţiuni gap

• Matrice extracelulară – inel Nemiloff

• Axonul – diametru redus, uşoară proeminenţă centrală

Distanţe internodale

• Cel. Schwann au lungimi de 200m iniţial, 500 m la naştere, până la 1mm la adult

• Cel. Schwann ale fibrelor nemielinizate - 250 m

Compoziţia biochimică a mielinei

• 75% lipide (colesterol, fosfo- şi galactolipide). Componentă specifică – galactocerebrozida

• Aranjament cristalin, fluid, birefringent

• Proteine:– P0 – 28-30 kDa, din superfamilia

imunoglobulinelor. Rol de aderenţă– P1, P2– MAG– conexine

Mielinizarea

Vârstele mielinizării• la naştere: sunt mielinizate doar rădăcinile

motorii ale nn. spinali → mişcări necoordonate• la 3-4 luni se mielinizează nn. optici şi rădăcinile

senzitive ale nn. spinali → copiii văd bine şi au senzaţii precise.

• la 1 an se mielinizează tracturile corticospinale → copii merg bine.

• la 7 ani se mielinizează şi axonii fibrelor comisurale (de asociaţie) ale emisferelor cerebrale

Funcţiile celulei Schwann / mielinei

• Prezenţa mielinei creşte viteza de conducere a impulsului nervos de la 1 m/s la 120 m/s deoarece la nivelul internodului canalele ionice sunt rare, acestea fiind abundente la nivelul nodurilor Ranvier.

• Asigură nutriţia axonului

• Celulele Schwann au rol în regenerarea axonilor după traumatisme

• Modulează transmiterea sinaptică

Funcțiile cel. Schwann: Regenerare axonală

Cel. Schwann primeşte informaţii dinspre axon (via recepori purinergici) şi poate modula transmiterea sinaptică

Rousse I. et al., Glia 54:691, 2006

Celula Schwann, alte funcţii

Tipuri de fibre nervoase periferice

Tipul fibrei Viteza de conducere

Funcţia fibrelor

mielinice A3 – 22 m

15-120 m/s Fibrele motorii scheleticeFibrele somatosenzitive:

proprioceptive, tactile, termice, pentru durerea rapidă

mielinice B< 3 m

3-15 m/s Fibre viscerosenzitive

amielinice C0,1 – 1 m

0,5-2 m/s Fibre somatosenzitive pentru durerea lentă (IV)

Fibre visceromotorii

Histologia nervului periferic

Epinevru

Perinevru

Endonevru

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

Histologia nervului periferic

Teci conjunctive:

• Epinevru – ţes. conj. dens semiordonat; fibre de colagen

şi elastice groase, longitudinale; fibroblaste, adipocite; vase de sânge mici – vasa nervorum

– Dispare distal, se continuă cu dura proximal

Histologia nervului periferic

Teci conjunctive:• Perinevru (perilemă) – înveleşte fasciculele de

fibre nervoase– ţes. conj cu fibre colagen şi elastice– extern şi intern: până la 8-12 straturi de fibroblaste

cu aspect endoteliform, mărginite de lamină bazală, cu joncţiuni occludens → barieră ce delimitează compartimentul perineural

– spre periferie -> un singur strat– se continuă cu pia-arahnoida– formează o barieră între compartimentul conjunctiv și

cel perineural – Sub perinevru – compartimentul perineural

Desert Hedgehog – proteină solubilă produsă de cel. Schwann ce determină structurarea perinevrului

Nerv periferic

Epinevru

Perinevru

Endonevru

Junqueira LC, Basic histology text & atlas, 10th ed, McGraw-Hill

Histologia nervului periferic

Teci conjunctive:• Endonevru (teaca Henle) – înveleşte

fibrele nervoase– Localizat între MB a cel. Schwann şi

perinevru – Ţ. conj. lax cu strat extern şi strat intern– Fibroblaste, mastocite– capilare continue cu joncţ. strânse,

impermeabile– corpusculi Renaut– extern – fluid extracelular din compartimentul

perineural

Histologia nervului periferic

Mills SE, Histology for pathologists, 3rd ed, Lippincott Williams & Wilkins

EP – epinevru, PN – perinevru, EN – endonevru.

Fb - fibroblast, R - corpuscul Renaut, Mc - mastocit, cap – capilar, col – fibre de colagen, M – mielină, UM – axoni nemielinizaţi.

Ganglioni senzoriali

• Capsulă – ţes. conj. dens cu septuri

• Corticală – pericarioni, cel. satelit

• Medulară – fibre nervoase

• Neuroni pseudounipolari mari şi mici într-o capsulă perineuronală formată din celule satelite

Ross HM, Histology: A Text and Atlas, 4th ed., Williams & Wilkins

Celulele satelite

Sunt celule gliale ce se gasesc in ggl. spinali, cranieni sau vegetativi:

• formeaza o capsula continua ce inconjoara complet pericarionul neuronilor pseudounipolari (nu primesc sinapse) din ggl. senzitivi spinali şi cranieni

• formeaza o teaca in jurul segmentului convolut al axonului neuronului pseudounipolar.

Blue Histology, http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/mb140/

Ganglionii vegetativi

• Capsulă sau stroma organelor

• Nu prezintă zone clar demarcate

• Capsulă perineurală subţire, uneori comună pt. 2 pericarioni

• Celule satelite în strat discontinuu, dispoziţie neregulată

Ross HM, Histology: A Text and Atlas, 4th ed., Williams & Wilkins

Celulele satelite

• formeaza o capsula discontinua in jurul perikarionului neuronilor multipolari din ggl. vegetativi (primesc sinapse)

• formeaza teaca de mielina in jurul axonilor neuronilor bipolari din in ggl. vestibulocohlear

Blue Histology, http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/mb140/

Măduva spinării

• Substanţa cenuşie: coarne anterioare, posterioare, laterale (C8-L2)

• Substanţă albă – periferie

• Neuroni:– motori (alfa şi gama)– interneuroni

• n. cordonali, n. Golgi II,cel. Renshawsinapse recurente

• Citoarhitectonică – 9 straturi concentrice

Cerebel

• Subst. cenuşie exterior (scoarţă) şi albă interior („arborele vieţii”)

• Nuclei cerebeloşi

Scoarţa cerebeloasă

• Stratul molecular – Celule stelate Cajal mari („cu coşuleţ”) şi mici –

interneuroni– Dendritele cel. Purkinje şi axonii n. granulari

• Stratul cel. Purkinje– Mari (60x30m), piriformi– Nu au pigmenţi în citoplasmă– Dendrite ramificate într-un singur plan– Fibre agăţătoare, fibre muşchioase

• Strat granular– Neuroni Golgi I şi II, celule granulare– Glomerulii Held (neuroni aşezaţi în jurul unui grup de

sinapse)

• Nevroglie: celule Fananas (stratul molecular), cel. Bergmann

Nature Reviews Neuroscience 2006, 7:511

Histologia emisferelor cerebrale

Emisferele cerebrale sunt alcătuite din:

• substanţă albă

• substanţă cenuşie:– scoarţa cerebrală– nucleii bazali

WebPath, http://library.med.utah.edu/WebPath/

Histologia scoarţei cerebrale

• Neocortex – 6 straturi celulare

• Neuroni:– Motori – piramidali– Interneuroni:

• cel. cu dublu buchet• cel. în formă de păianjen• cel. în formă de candelabru• cel. Martinotti (piramidale inversate)• cel. cu coşuleţ• cel. orizontale Cajal

Histologia scoarţei cerebrale

1. Strat molecular – fibre, cel. Cajal

2. Strat granular extern – numeroase celule cu coşuleţ

3. Strat piramidal extern – cel. piramidale mici şi medii

4. Strat granular intern – cel. granulare şi Martinotti

5. Strat piramidal intern – cel. Martinotti, Betz

6. Strat polimorf