PRIMER CURSO BASICO DE NEUROCIENCIAS

CLASE 1 DE NEUROANATOMIA: INTRODUCCION AL ESTUDIO DE LA NEUROANATOMIA

La Neuroanatomia es la piedra fundamental en la que se basa el conocimiento de las Neurociencias. Todo radica en su conocimiento profundo desde el vamos. Es una rama arida y compleja del conocimiento medico, y de hecho, casi nunca es bien comprendida por el estudiante de Medicina, quedando como algo esoterico para incluso el medico recibido. Es mi objetivo al enseñarla hacer que el alumno le pierda el miedo, para romper ese foco de resistencia inmunologica que tiene el estudiante hacia las Neurociencias.

Pues bien. Comienzo con esta primera clase.


CONCEPTOS

Cuando hablamos de Sistema Nervioso nos referimos a aquel que nos permite relacionarnos con el entorno mediante la recepcion de estimulos, su procesamiento, y la emision de respuestas acordes con aquellos.

El sistema nervioso es el centro de control del cuerpo y su red de comunicación. Dirige las funciones de los órganos y sistemas corporales. Nos permite interpretar lo que ocurre en nuestro ambiente externo y nos ayuda a decidir cómo reaccionar ante cualquier cambio o estímulo ambiental al originar contracciones musculares. Junto con el sistema endocrino ayuda a mantener la homeostasis (el ambiente interno de nuestro cuerpo) al controlar la glándula endocrina maestra (la pituitaria o hipofisis) mediante el hipotálamo del cerebro.


ORGANIZACION

El sistema nervioso se puede agrupar en dos categorías principales.

La primera es el sistema nervioso central (SNC), que es el centro de control para todo el sistema. Consiste del encéfalo y la médula espinal. Todas las sensaciones y cambios en nuestro ambiente externo deben ser enviados por receptores y órganos sensoriales hacia el SNC para que sean interpretados y, después, si es necesario, dar una respuesta (como alejarse de una posible fuente de dolor o de peligro).

La segunda categoría es el sistema nervioso periférico (SNP), que se subdivide en varias unidades de menor tamaño. Esta segunda categoría consiste de todos los nervios que conectan al encéfalo y médula espinal con receptores sensoriales, músculos y glándulas. El SNP se puede dividir en dos subcategorías: el sistema periférico aferente, que consiste de neuronas sensoriales o aferentes que llevan información de receptores en la periferia del cuerpo hacia el encéfalo y médula espinal, y el sistema periférico eferente, que consiste en neuronas motoras o eferentes, que llevan información desde el encéfalo y la médula espinal hacia músculos y glándulas.

El sistema periférico eferente se puede subdividir en dos subcategorías. La primera es el sistema nervioso somático, que conduce impulsos del encéfalo y la médula espinal hacia el músculo esqueletico, causando una respuesta o reacción a cambios en nuestro ambiente externo. El segundo es el sistema nervioso autónomo (SNA), que conduce impulsos del encéfalo y de la médula espinal hacia el tejido muscular liso (como los músculos lisos del intestino que impulsan los alimentos a través del tracto digestivo), al músculo cardiaco del corazón y hacia las glándulas (como las endocrinas). El SNA se considera involuntario. Los órganos afectados por este sistema reciben fibras
nerviosas de dos divisiones del SNA: la división simpática, que estimula o acelera la actividad, y por lo tanto involucra gasto energético y el uso de norepinefrina como neurotransmisor, y la división parasimpática, que estimula o acelera las actividades vegetativas del cuerpo, como la digestión, micción y defecación, así como para restaurar o desacelerar otras actividades. Usa la acetilcolina como neurotransmisor en las terminaciones nerviosas.

LAS CELULAS NERVIOSAS

El tejido nervioso consiste en grupos de células nerviosas o neuronas que transmiten información o impulsos nerviosos en forma de cambios electroquímicos. Un nervio es un haz de células o fibras nerviosas. Este tejido también se constituye de células que realizan funciones de soporte y protección conocidas como células de la glía o neuroglia (neuroglia significa pegamento nervioso). Cerca del 60% de las células del cerebro son células de la neuroglia.

a. Células de la neuroglia

Existen diferentes tipos y, a diferencia de las neuronas, éstas no conducen impulsos nerviosos. Los astrocitos son células en forma de estrella que envuelven las células nerviosas para formar una red de protección en el encéfalo y la médula espinal. Unen las neuronas a sus vasos sanguíneos, ayudando a regular los nutrientes y los iones que requieren. La oligodendroglia se parece a astrocitos de menor tamaño. Éstos también proporcionan soporte mediante la formacion de filas de tejido conectivo semirrígido entre las neuronas del encéfalo y la médula espinal. Éstos producen la vaina de mielina
de origen graso sobre las neuronas del encéfalo y la médula espinal del SNC. La microglia son pequeñas células que protegen este sistema y cuyo papel es fagocitar y destruir microbios como bacterias o desechos celulares. Las células ependimales delinean los ventrículos llenos de fluido del cerebro. Algunas producen liquido cefalorraquideo (LCR) nal, y otras tienen cilios para mover el fluido a través del SNC. Las células de Schwann forman las vainas de mielina alrededor de las fibras nerviosas del SNP.

LA NEURONA

Cada célula nerviosa del cuerpo contiene un solo núcleo. El núcleo es el centro de control de la célula. En el citoplasma podemos encontrar mitocondrias, cuerpos de Golgi, lisosomas, y una red de hebras llamadas neurofibrillas que se extienden hacia la parte del axón de la célula, conocida como la fibra celular. En el citoplasma del cuerpo celular se encuentra un gran retículo endoplásmico rugoso (RE). En una neurona, el RE tiene ribosomas unidos a él. Estas estructuras granulares se denominan cuerpos de Nissl, o sustancia cromatofílica, en ellas ocurre la síntesis proteica.

Existen dos tipos de fibras nerviosas en cada célula nerviosa: las dendritas y los axones. Las dendritas son cortas y ramificadas, como las ramas de un árbol. Éstas son las áreas receptivas de la neurona, y una neurona multipolar presenta muchas dendritas. Sin embargo, una célula nerviosa sólo presenta un axón, que comienza
como un ligero alargamiento del cuerpo celular llamado cono axónico. El axón es un proceso largo o fibra, que comienza de forma unitaria, pero se puede ramificar, y su parte terminal puede presentar muchas extensiones finas denominadas terminales axónicas, que se contactan con las dendritas de otras neuronas. En el axón podemos encontrar muchas mitocondrias y neurofibrillas. Los axones periféricos largos se encuentran envueltos en vainas de mielina producidas por las células de
Schwann. Éstas son uno de los tipos de células de la neuroglia que se arreglan en capas alrededor del axón, produciendo láminas grasas de lipoproteína. Las porciones de las células de Schwann que contienen la mayor parte del citoplasma de la célula y el núcleo permanecen fuera de la vaina de mielina, constituyendo una fracción llamada neurilema. Los pequeños espacios que existen entre la vaina se conocen como nódulos de Ranvier.

Las células que conducen impulsos de una parte del cuerpo a otra, se denominan neuronas. Éstas se pueden clasificar tanto por función como por estructura. La clasificación estructural consiste en tres tipos de células.

Las neuronas multipolares son las neuronas que tienen varias (multi) dendritas y un solo axón. La mayor parte de las neuronas del cerebro y la médula espinal son de este tipo. La parte de la neurona que contiene el núcleo se conoce como cuerpo celular. Las extensiones pequeñas del cuerpo celular son las dendritas, y la gran extensión unitaria es el axón. Las células individuales conocidas como células de Schwann, o neurolemocitos, rodean el axón en sitios específicos y forman la vaina de mielina que rodea a los axones en el sistema nervioso periférico. Los espacios entre la vaina de mielina se llaman nódulos de Ranvier, o nódulos neurofibrosos. Estos espacios permiten que los iones fluyan libremente a partir de los líquidos extracelulares hacia los axones, ayudando a desarrollar los potenciales de acción para la transmisión nerviosa.

Las neuronas bipolares presentan una dendrita y un axón. Funcionan como células receptoras en organos sensoriales especiales. Sólo dos procesos (bi) se derivan del cuerpo celular. Solamente se pueden encontrar en tres áreas del cuerpo: la retina del ojo, el oído interno y el área olfatoria de la nariz. Las neuronas unipolares sólo presentan un proceso derivado del cuerpo celular. Este proceso se ramifica en una rama central que funciona como el axón, y una rama periférica que funciona como dendrita. La mayoría de las neuronas sensoriales son neuronas unipolares. La rama que funciona como un axón entra al encéfalo o a la médula espinal; la rama que funciona como dendrita se conecta a la parte periférica del cuerpo.


EMBRIOLOGIA DEL SISTEMA NERVIOSO

Vamos a hablar aqui de un resumen apretado de la embriologia del SNC tal como lo hablamos en clase. Es importante saber esto para poder entender lo que se viene en las siguientes clases a fin de comprender muchas de las relaciones de lo que estudiaremos, y sobre todo la correlacion clinica que podemos tener. (acuerdense lo que les dije en clase: estudiamos Anatomia del vivo, no del muerto).

El sistema nervioso central se deriva de la porción dorsal media engrosada del ectodermo por delante de la fosita primitiva, la cual, es conocida como placa neural, la que aparece al inicio de la tercera semana de la concepción (o sea 5ta. semana de gestación en el lenguaje obstétrico). Pero para que se construya la placa neural es necesario recordar, que las células del epiblasto convergen hacia la línea media del disco embrionario formando un surco la línea primitiva delimitando un eje longitudinal de simetría bilateral alrededor del cuál se alinearán las estructuras embrionales y sus órganos. Desde este momento, el embrión tendrá una región rostral (cefálica) y caudal (cola) así como lado izquierdo y derecho; y, superficies dorsal (atrás) y ventral (adelante). El extremo rostral ó cefálico de la línea primitiva termina en una pequeña fosita rodeada por una elevación de células en circulo el nódulo primitivo. Este nódulo marca el sitio donde las células del epiblasto se invaginan para formar la capa media (mesodermo) que se sitúa entre el epiblasto e hipoblasto (disco bilaminar) denominándose a este proceso de formación de las tres capas o disco trilaminar como gastrulación.

Durante el proceso de gastrulación una estructura llamada notocorda se origina de las células mesodérmicas cilíndricas la cual se extiende a lo largo de la línea media (rostral y caudalmente), esta estructura induce a que células del ectodermo que las recubre se diferencien a células neurales precursoras, las cuales se organizan en una estructura llamada placa neural, este proceso que da origen a esta placa se llama neurulación. Las células de los márgenes laterales de la placa neural crecen y se acumulan formando los pliegues neurales entre los cuales se encuentra el surco neural. Todos estos elementos se encuentran bañados por el líquido amniótico que les provee nutrición hasta que se establezca el sistema vascular primitivo.

Los pliegues neurales crecen elevándose con relación a su línea media para encontrarse el uno con el otro (proceso de convergencia). Posteriormente los pliegues se fusionan constituyendo el tubo neural que se sitúa a la altura del cuarto somita creciendo rostral y caudalmente (esto sucede entre los días 22 a 23 de la concepción). Tener presente que este proceso de formación del tubo neural es complejo en la que de una placa aplanada se forma un tubo cilíndrico y en el que participan tanto la placa como tejidos circundantes. La primera fusión de los pliegues neurales suele producirse en la región craneal (cervical) marcando la región de la nuca y se continúa en dirección cefálica y caudal como si fuera un cierre. Pero en los últimos años las investigaciones en embriones humanos dan soporte a la teoría de que el cerramiento del tubo neural ocurre en regiones separadas e indican cinco sitios de cerramiento que estarían controlados por diferentes genes los que son susceptibles a la acción de agentes nocivos.

Ambos extremos del tubo neural quedan abiertos, la abertura craneal o neuroporo anterior se cierra a los 25 días (como vimos en clase, una falla que se diera lugar en este preciso momento originará una anencefalia o un encefalocele) y la abertura caudal el neuroporo posterior entre los días 27 a 28 días de concepción (si se presentare una falla da origen a una disrrafia espinal) coincidiendo con el establecimiento de la circulación sanguínea del sistema nervioso central.

Luego las paredes de los neuroporos se engruesan para formar el encéfalo y médula respectivamente y la luz del tubo va a constituirse en el sistema ventricular del encéfalo y el conducto central de la médula espinal. Las porciones rostral e intermedia darán lugar a la formación de los hemisferios cerebrales y del tallo cerebral y la porción caudal del tubo neural desarrollará la médula espinal y los ventrículos cerebrales se originan de la luz del tubo neural.

Cuando la placa neural se invagina para formar el surco neural, células del margen lateral de la placa neural se mantienen aisladas del tubo neural y se sitúan entre este y el ectodermo, este grupo de células llegarán a formar la cresta neural y dan lugar a la formación de los ganglios dorsales, ganglios sensitivos de los nervios craneales, ganglios del sistema nervioso autónomo, la médula adrenal y melanocitos, la fusión de todas las partes del tubo neural se completa en el 28avo. Día postconcepción (6ta. semana de gestación en el lenguaje obstétrico).

Una vez fusionado el tubo neural se forman tres cavidades en su porción cefálica conocidas como cerebro anterior, medio y posterior. Estas son conocidas como prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo, este estadio de desarrollo es denominado como estadio de tres vesículas. A esta altura el cerebro anterior y el posterior se dividen en dos vesículas cada uno. El cerebro anterior se divide en telencéfalo y diencéfalo (esto ocurre a los 36 días de la concepción) mientras que el cerebro posterior en metencéfalo y mielencéfalo. El telencéfalo dará lugar a la formación de los hemisferios cerebrales y el diencéfalo que desarrolla el sistema talámico. El metencéfalo forma la protuberancia y el cerebro mientras que el mielencéfalo da origen a la médula oblongata. Este estadio es conocido como el de cinco vesículas y aquí aparece una tercera flexura: la pontina. En cada una de estas cavidades se desarrolla el sistema ventricular que da origen a la luz del tubo neural y así en la cavidad de los hemisferios cerebrales se constituyen los ventrículos laterales, en el diencéfalo el tercer ventrículo, en el mesencéfalo o cerebro medio el acueducto de Silvio y en el cerebro posterior en cuarto ventrículo. La parte caudal de la cavidad se transforma en el canal central del cordón espinal. El sistema ventricular contiene líquido cefalorraquídeo el cual es formado por una red de vasos que constituyen los plexos coroideos formados por el mesodermo altamente vascular y la zona ependimal del tubo neural.

A los 42 días de la concepción (8va. Semana de gestación en el lenguaje obstétrico) las grandes divisiones del sistema nervioso central llegan a ser evidentes esto es: telencéfalo, mielencéfalo y cordón espinal. El telencéfalo está constituido por una parte media y dos divertículos laterales, estos últimos se constituirán en los hemisferios cerebrales y la cavidad de la porción media forma los ventrículos laterales que se comunican con el tercer ventrículo por el foramen interventricular. Es necesario recordar que previo a ello han aparecido las vesículas ópticas una a cada lado que constituyen los primordios de la retina y nervios ópticos. Los hemisferios cerebrales crecen (anterior, posterior y dorsalmente) cubriendo al diencéfalo, cerebro medio y posterior asumiendo una configuración oval. Los hemisferios se acercan entre sí en la línea media por lo que sus superficies internas se aplanan y el mesénquima que queda atrapado entre ellos (cisura longitudinal) va a originar la hoz del cerebro que es un pliegue medial de la duramadre. A la sexta semana aparece en el piso de cada hemisferio una tumefacción grande que es el cuerpo estriado que con el desarrollo de la corteza y las fibras que van y vienen a través del cuerpo estriado lo dividen en los núcleos causado y lenticular. Esta vía de fibras se llama cápsula interna que toma la forma de C, así como los hemisferios cerebrales que han adoptado una forma de C. A medida que sigue el desarrollo de corteza cerebral grupos de fibras (comisuras) conectan entre sí áreas de los hemisferios, la más importante la comisura terminal que se constituye en el extremo rostral del cerebro anterior. Otras comisuras como la anterior y la hipocampal se constituyen siendo la comisura más grande la del cuerpo calloso que conecta áreas neocorticales, en su inicio el cuerpo calloso se sitúa en la lámina terminal pero el agregado de fibras se extiende más allá de la lámina terminal, al nacer, el cuerpo calloso se extiende sobre el techo del diencéfalo.

En un principio la superficie del cerebro es lisa, pero a medida que crece se van constituyendo los surcos y circunvoluciones permitiendo estos un incremento del área de la corteza cerebral y la necesidad de que el cráneo se expanda. Uno de los surcos que destacan es el lateral en cuyo interior se aloja la corteza que cubre el cuerpo estriado que es la ínsula. El diencéfalo se origina del segmento caudal de la vesícula del cerebro anterior cuya cavidad es base del desarrollo del tercer ventrículo y la porción rostral del techo del cerebro anterior se invagina a formar los plexos coroideos del tercer ventrículo. El límite cefálico del diencéfalo es el foramen interventricular y su límite caudal es la comisura posterior. El surco hipotalámico marca el límite entre el tálamo y el hipotálamo, este último es formado por una depresión que forma sobre la placa alar del cerebro anterior. Un engrosamiento en la placa alar en la pared lateral del tercer ventrículo da lugar al tálamo en cada lado, el mismo que al crecer en su desarrollo se acercan el uno al otro estrechando por consiguiente el tercer ventrículo y fusionándose para constituir la adhesión intertalámica conocida como masa intermedia.

El rápido crecimiento celular en el tálamo da lugar a la formación de los grupos nucleares talámicos. El hipotálamo es formado por la porción alar que esta situada inferior al surco hipotalámico. Aquí las células se diferencian en grupos nucleares que están involucrados en funciones regulatorias y endocrinas. Un divertículo se forma del piso del diencéfalo dando origen al infundíbulo.

El mesencéfalo que se forma de la vesícula del cerebro medio va a formar la porción más pequeña del tallo cerebral. La cavidad de esta vesícula se reduce drásticamente y forma lo que se llama: acueducto de Silvio (acueducto cerebral) conducto que une el tercer ventrículo y cuarto ventrículo. La placa del techo y la alar dan lugar al tectum el que más tarde consistirá de cuatro grupos grandes de neuronas los colículos superior e inferior que se relacionan con los reflejos visuales y auditivos respectivamente. El crecimiento de ambas placas alares dan como resultado a dos protuberancias separadas por un surco medio y desarrollarán a la placa cuadrigémina. Los neuroblastos de la placa basal desarrollan a los núcleos del tercer par craneal y el cuarto nervio craneal. La capa marginal de la placa basal forma la base peduncular, el núcleo rojo se cree que es formado por la placa alar, y el origen de la sustancia nigra se mantiene no definida.

En la parte anterior encontramos a los pedúnculos cerebrales que se forman de las fibras que crecen desde el cerebro (corticopontinas, corticobulbares y cortico espinales) en su trayecto hacia el tallo cerebral y medula espinal.

El metencéfalo da origen a la protuberancia y cerebelo. La porción dorsal de la protuberancia la que es llamada tegmento se origina de la placa basal y descansa en el piso del cuarto ventrículo. De la placa basal se originan los núcleos motores de los pares craneales V, VI y VII. El núcleo pontino se deriva de la placa alar así como los núcleos sensitivos de los nervios craneales V y VII y los núcleos vestibular y coclear del VIII par craneal. El cerebelo se desarrolla de las placas alares en sus partes dorsales donde dan lugar a un engrosamiento. La apariencia del cerebelo llega a ser evidente a partir de las 13 semanas de gestación. y a las 18 semanas de gestación se forma las cisuras y el nódulo del resto del vermis.

El Mielencéfalo en su parte caudal (porción cerrada del bulbo) se asemeja a la medula espinal en su desarrollo como en su estructura. En su parte caudal (porción cerrada del bulbo) se asemeja a la medula espinal en su desarrollo como en su estructura. Los neuroblastos de las placas alares migran hacia la zona marginal y forman áreas de sustancia gris (núcleos gráciles medialmente y cuneiforme lateralmente). Alteraciones en la migración de la zona marginal a la corteza dan lugar a desórdenes como: heterotopias, agiria, pagiria, polimicrogiria, malformaciones vasculares, teratomas. En el área ventral del bulbo se encuentran un par de haces que se llaman pirámides formadas por las fibras corticoespinales que descienden de la corteza cerebral en desarrollo. La parte rostral del mielencéfalo (parte abierta del bulbo) es plana y ancha, la presencia de la flexura pontina hace que las paredes del bulbo se mueven hacia fuera, la cavidad de esta zona se torna romboide (porción del futuro cuarto ventrículo).

El cordón espinal, mientras el tubo neural esta siendo formado; una depresión se desarrolla a cada lado de su lumen o cavidad que la separa en secciones dorsal y ventral. Esta depresión longitudinal es el surco limítrofe, la parte dorsal es denominada placa alar y la ventral placa basal. La placa alar esta involucrada con la función sensitiva y sus neuronas dan lugar a las astas dorsales del cordón, mientras que las placas básales están involucradas con la conducción motora y sus neuronas ocupan las astas ventrales del cordón. La zona del manto formada por neuroblastos que se originan de las paredes del tubo neural da origen a la sustancia gris del cordón espinal, mientras que los neuroblastos de la zona marginal, la cual contiene axones ascendentes y descendentes que más tarde son mielinizados forman la sustancia blanca.

Después de las 14 semanas de gestación los cartílagos y huesos crecen más rápidamente que el cordón espinal y al principio el cordón ocupa toda la columna se queda a la altura del borde inferior de la primera lumbar. La porción más caudal de la médula se denomina cono medular y desde aquí parten fibras conocidas como filum terminal. Posteriormente los pliegues se fusionan constituyendo el tubo neural que se sitúa a la altura del cuarto somita creciendo rostral y caudalmente (esto sucede entre los días 22 y 23 de la concepción).

Tener presente que este proceso de formación del tubo neural es complejo, en la que de una placa aplanada se forma un tubo cilíndrico en el que participan tanto la placa como tejidos circundantes. La primera fusión de los pliegues neurales suele producirse en la región craneal (cervical) marcando la región de la nuca y se continúa en dirección cefálica y caudal como si fuera un cierre.

Bueno, eso es todo por la primera clase. Bienvenidos a la Neuroanatomia...!!!

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