Sistema nervioso y neurulación

Sistema Nervioso

• El sistema nervioso somático controla los movimientos voluntarios e inerva los músculos esqueléticos, la piel y los órganos de los sentidos.
• El sistema nervioso autónomo percibe la sensibilidad y los estímulos del medio interno y reside en las regiones subcorticales.
• El sistema nervioso periférico consta de 31 pares de nervios espinales y 12 pares craneales, comunicando el medio interno con el externo y la corteza cerebral.
• El sistema nervioso regula el ritmo cardíaco, la deglución y los movimientos musculares fetales, siendo crucial para el desarrollo musculoesquelético.

Neurulación

• La neurulación, que es la formación del tubo neural, comienza en la tercera semana e inicia el desarrollo del sistema nervioso.
• El ectodermo se engruesa y diferencia en neuroectodermo, formando la placa neural craneal al nódulo primitivo gracias a la secreción de nogina y cordina que inhiben al BMP-4.
• La placa neural se identifica en el día 18 y involuciona desde la región cefálica hasta la caudal, formando el surco neural limitado por los pliegues neurales.
• Los pliegues neurales contienen células que forman la cresta neural, la cual tiene gran capacidad migratoria y es pluripotente.

Tubo Neural y Conducto Neural

• El día 22, el tubo neural se forma alrededor de la cuarta somita occipital y primera cervical.
• Los pliegues se fusionan en la línea media dorsal y están constituidos por el neuroepitelio, creando así la pared y la cavidad que es el conducto neural futuro sistema ventricular.
• El tubo neural se conecta con la cavidad amniótica a través de sus extremos, llamados neuroporo craneal y neuroporo caudal.
• El neuroporo craneal se cierra entre los días 24 y 26, mientras que el neuroporo caudal lo hace entre los días 26 y 28.
• La neurulación concluye con la formación y cierre del tubo neural.
• Durante el desarrollo, el tubo neural se separa del ectodermo superficial mediante moléculas de adhesión celular como Cadherinas E y N.

Organización Primaria del Tubo Neural

• El neuroepitelio pseudoestratificado forma la pared del tubo neural, extendiéndose entre las membranas limitantes externa e interna.
• El neuroepitelio tiene gran capacidad mitótica y produce células pluripotenciales para el SNC, a excepción de la microglía, que tiene origen mesodérmico.
• Las primeras células del neuroepitelio constituyen los neuroblastos, originando la zona intermedia, la futura sustancia gris.
• Estos neuroblastos pierden capacidad mitótica y extienden prolongaciones dendríticas y axónicas, formando así la zona marginal, también conocida como futura sustancia blanca.
• El neuroepitelio también se conoce como zona ventricular.

Histogénesis del Sistema Nervioso

• El neuroepitelio contiene células madre nerviosas pluripotenciales que secretan nestina para aumentar su capacidad mitótica y ser bipotenciales.
• Las células diferenciadas en la línea neuronal expresan proteína de neurofilamentos.
• Se transforman en neuroblastos perdiendo su capacidad mitótica y emitiendo prolongaciones celulares para convertirse en neuroblastos bipolares.
• Los neuroblastos unipolares son un estadio intermedio, y finalmente dan lugar a los neuroblastos multipolares que establecen sinapsis a través de prolongaciones dendríticas y axónicas.
• Las células que expresan proteína ácida gliofibrilar realizan mitosis adicionales para formar la línea glial, pudiendo dar lugar a:
  • Células precursoras de astrocitos tipo II y oligodendrocitos.
  • Células precursoras de astrocitos tipo I.
  • Células precursoras de la glía radial que se diferencian en células ependimarias o astrocitos tipo I.
• La microglía, que actúa como macrófagos, proviene del mesodermo y representan monocitos modificados.

Cresta Neural

• La cresta neural es una subpoblación de células entre el ectodermo no neural y la parte más alta de los pliegues neurales, extendiéndose desde la región prosencefálica a la caudal.
• Se separa del neuroepitelio antes de la fusión de los pliegues neurales en la región cefálica, y después de la formación del tubo neural en la región de la médula espinal.
• Requiere la expresión de PAX-7 para la expresión de Snail-1 y Snail-2, lo que las distingue de otras células del neuroepitelio.
• Las altas concentraciones de BMP inducen ectodermo superficial, las bajas neuroectodermo, necesitándose niveles intermedios para las células de la cresta neural.
• SHH inhibe la expresión de BMP.
• Las células de la cresta neural se convierten en mesenquimales perdiendo moléculas de adhesión celular.
• La migración de estas células se facilita en sustratos como la fibronectina, el colágeno de tipo IV y la laminina.
• La potencialidad de la cresta neural depende de la programación de sus células y los estímulos del medio ambiente; la migración temprana incrementa la capacidad de originar diferentes tipos celulares.
• La cresta neural se divide regionalmente:
  • Craneal: Desde el prosencéfalo posterior hasta el rombencéfalo anterior, originando ganglios craneales, músculos del iris y ciliares, epitelio corneal posterior y el mesénquima cefálico.
  • Circunfaríngea: Desde el rombencéfalo posterior hasta la séptima somita, migrando al VI arco faríngeo.
  • Cardíaca: Desde el rombencéfalo posterior hasta la quinta somita, colonizando los arcos aórticos en desarrollo, ayudando a formar diversas estructuras cardíacas y el tejido conectivo de la lengua.
  • Vagal: Desde la somita 1 hasta la 7, colonizando las paredes del intestino primitivo y formando el sistema nervioso neuroentérico.
  • Troncal: Desde la somita 6 hasta la región caudal, formando ganglios raquídeos y células de Schwann.

Vesículas Cerebrales

• Tras la neurulación, el tubo neural se transforma en tubo encefalomedular, con un extremo craneal más ancho que el caudal.
• En la cuarta semana, el tubo presenta tres dilataciones que son las vesículas encefálicas primarias:
  • Prosencéfalo (cerebro anterior).
  • Mesencéfalo (cerebro medio).
  • Rombencéfalo (continuo con la médula espinal).
• La formación de las vesículas y la flexión cefálica dan lugar a dos acodaduras ventrales:
  • Acodadura cefálica o mesencefálica (en el mesencéfalo).
  • Acodadura cervical (unión del rombencéfalo y la médula espinal).
• En la quinta semana, se desarrollan las vesículas secundarias:
  • Prosencéfalo:
    • Telencéfalo (futuros hemisferios cerebrales).
    • Diencéfalo (epitálamo, tálamo, hipotálamo e infundíbulo).
  • Mesencéfalo: Sin subdivisión, forma el cerebro medio.
  • Rombencéfalo:
    • Metencéfalo (puente o protuberancia y cerebelo).
    • Mielencéfalo (bulbo raquídeo).
• Entre el metencéfalo y el mielencéfalo, se forma la acodadura póntica o protuberancial.

Sistema Ventricular y Líquido Cefalorraquídeo (Cerebroespinal)

• El sistema ventricular es la cavidad del tubo neural que transporta el líquido cefalorraquídeo.
• Las cavidades formadas por las vesículas telencefálicas son los ventrículos laterales I y II conectados al tercer ventrículo mediante los agujeros interventriculares de Monro.
• Pasa a través del acueducto cerebral de Silvio al cuarto ventrículo a la altura del metencéfalo y mielencéfalo.
• El conducto ependimario comunica la cavidad a nivel de la médula espinal.
• La forma de los ventrículos laterales cambia con el crecimiento de los hemisferios cerebrales y la formación de lóbulos.
• El LCR se forma en los plexos coroideos en el suelo de los ventrículos laterales y en el techo de los ventrículos tercero y cuarto.
• El acueducto cerebral y el conducto ependimario no tienen plexos coroideos
• El sistema ventricular es de 150mL, con una producción de 500mL en 24 horas.
• El LCF abandona el sistema ventricular en el cuarto ventrículo para ser reabsorbido a través de las vellosidades aracnoideas en los senos venosos del cuerpo.

Médula Espinal

• La médula espinal es una estructura cilíndrica en el conducto vertebral que ocupa los 2/3 superiores.
• Tiene una pared y un conducto pequeño que es el ependimario.
• La sustancia gris tiene astas posteriores o dorsales (sensitivas) y astas anteriores o ventrales (motoras).
• La sustancia blanca cruza fibras nerviosas hacia o desde los ganglios raquídeos.
• La médula espinal se forma de la porción no dilatada del tubo neural caudal al rombencéfalo, del cuarto somita para abajo.
• En un principio está revestida por células neuroepiteliales que constituyen el neuroepitelio.
• En la zona ventricular las células neuroepiteliales internas proliferan y migran a la zona intermedia.
• La zona intermedia da lugar a neuronas, astrocitos y oligodendrocitos, creando la sustancia gris al unirse con la ventricular.
• La zona marginal, formada por células neuroepiteliales externas, crea la sustancia blanca.
• Las placas basales originarán las astas anteriores y las placas alares darán origen a las astas posteriores.
• Surco limitante: es el límite entre las placas basales y alares de cada lado.
• Entre las astas aferentes está el tabique medio posterior y entre las astas eferentes el surco medio anterior.
• Las raíces de los nervios raquídeos: los ganglios raquídeos que entran a la médula en su cara dorsal.
• Las raíces ventrales o anteriores de los nervios raquídeos: las astas ventrales de los ganglios raquídeos que salen de la médula.
• La médula ocupa toda la longitud hasta que la columna crece más rápido y el extremo queda en el feto, a término o recién nacido, o en el adultez (vértebras sacras/lumbares/dorsales).
• La Duramadre y la aracnoides terminan a nivel de S2.
• La Piamadre forma el filum terminale que se fija en el periostio de la primera vértebra coccígea.

Meninges

• Formadas por la condensación mesenquimatosa de alrededor del tubo neural; constituída por duramadre y leptomeninges.
• La aracnoides absorben el LCR dirigiéndolo hacia los senos venosos.
• Entre la Piamadre y la duramadre, en la 5ta semana aparecen espacios llenos de líquido (espacio subaracnoideo).

Mielinización de la médula espinal

• Se da gracias a los oligodendrocitos originados de los oligodendroblastos presentes en la zona intermedia.
• Los oligodendrocitos se enrollan a lo largo de ella y luego secretan mielina.
• Esto inicia en el 4to mes de vida intrauterina y culmina en el primer año de vida postnatal.

Encéfalo y Tallo Encefálico

• Comienzan a formarse cuando las vesículas cerebrales secundarias están bien establecidas(5ta semana).
• Del rombencéfalo hay dos partes, el Mielencéfalo (Bulbo Raquídeo) y el Metencéfalo (P puente y al Cerebelo); allí la cavidad forma el cuarto ventrículo.
• Está entre la Acodadura Póntica (con el Metencéfalo) y la Acodadura Cervical (médula espinal)
• Da origen a parte del 4to ventrículo y al Bulbo Raquídeo que controla funciones autómatas.
• Neuroblastos de placas alares migran en la porción caudal y forman núcleos aislados:
  • Núcleos Grácil: Mediales
  • Núcleos Cuneiformes: Laterales.
• Pirámides: fibras corticoespinales de la porción ventral.
• En la porción rostral, el bulbo es de forma romboidal y con la cavidad interna ( libro abierto).
• Hay neuronas sensitivas y neuronas motoras (3 núcleos).
• Placas basales (surco limitante):
  • Nervio Hipogloso (XII par craneal): la musculatura intrínseca.
• Núcleos aferentes viscerales yNúcleos eferentes viscerales (pares craneales IX, X, XI): sistema respiratorio, digestivo y el corazón.
• Placas alares (surco limitante):
  • Núcleos aferentes viscerales generales: Sistema digestivo y el corazón.
• Células de placas alares migran hacia la zona marginal y forman núcleos olivares.
• La zona marginal está compuesta por fibras nerviosas.
• En el cuarto ventrículo nacen los plexos coroideos.

Metencéfalo

• Formará el cerebelo (dorsal) y el puente o protuberancia (ventral).
• Tiene flexura póntica al mesencéfalo, y recuerda al Mielencéfalo: células de las placas alares migran a la zona marginal y forman los núcleos pontinos o protuberanciales. Porción caudal:
  • Nervios abducens del VI par craneal
• La parte ventral es un gran rostral del cuarto ventrículo, y las placas alares se relacionan con el Mielencéfalo a través del N. facial (VII par craneal): -Inervan glándulas submaxilares y sublinguales y reciben impulsos nerviosos.
• En la porción dorsal del metencéfalo: El cerebelo se forma a partir del crecimiento de los labios rómbicos.
  • Placa cerebelosa: surco posterolateral caudal
  • neuroblastos establecen la capa germinal externa (granular externa).

Plexos Coroideos

• La glía forman los núcleos cerebelosos (parte exterior), y la capa plexiforme. En el techo hay ependimio cubierto por piamadre que proliferan y forman una evaginación. Están encargados de la producción de LCR y permiten la salida del mismo al espacio subaracnoideo.

Sistema Ventricular y Líquido Cefalorraquídeo (Cerebroespinal)

• El sistema ventricular es la cavidad del tubo neural que transporta el líquido cefalorraquídeo.
• Las cavidades formadas por las vesículas telencefálicas son los ventrículos laterales I y II conectados al tercer ventrículo mediante los agujeros interventriculares de Monro.
• Pasa a través del acueducto cerebral de Silvio al cuarto ventrículo a la altura del metencéfalo y mielencéfalo.
• El conducto ependimario comunica la cavidad a nivel de la médula espinal.
• La forma de los ventrículos laterales cambia con el crecimiento de los hemisferios cerebrales y la formación de lóbulos.
• El sistema ventricular es de 150mL, con una producción de 500mL en 24 horas.
• El LCF abandona el sistema ventricular en el cuarto ventrículo para ser reabsorbido a través de las vellosidades aracnoideas en los senos venosos del cuerpo.

Médula Espinal

• La médula espinal se conecta con los plexos y tienen una función mixta
• La sustancia gris tiene astas posteriores(sensitivas): sus fibras conectan al epitelio/endodermo.

Núcleos sensitivos de la médula espinal

• Las astas ventrales son fibras motoras de epitelio neuronal.
• Inicia en la cuarta semana, con células neuroepiteliales dividiéndose y dejando un conducto ependimario.

Organización del Desarrollo del Tubo Neural

• Ventricular: prolifera en gran cantidad.
• Intermedia: neuronas, astrocitos, macroglía.
• Marginal: sustancia blanca.
• Placa de techo.
• Placas basales.
• Entre las astas está el surco medio.

Fibras nerveosas y meninges

• Durante la etapa embrionaria, la mielínización termina en primer año de vida.
• Mesénquima se condensa a alrededor del tubo neural formando la piamadre primitiva.
• Las leptomeninges son aracnoides, la pía y el espacio subaracnideo.

Mielencéfalo

• Las raíces ventrales de la médula se conectan a los ganglios.

Encéfalo y Tallo Encefálico

• Se forman durante la 5 semana después de bien establecidas las vesículas.
• El Rombencéfalo da lugar a las neuronas (Bulbo Raquídeo, la protuberancia de P, y Cerebelo, los cuales están contenidos en un cuarto ventrículo.
• Los neuroblastos de placas alares dan sustancia gris.
• Los núcleos gráciles se forma de la porción ventral.

Mesencéfalo (desarrollo diencefálico).

• En la 5ta semana, se eleva en el epitálamo, el tálamo y el hipotálamo, formado por dos placas. Tiene la glándula epífisis, en el tálamo se crea tejido nervioso.
• El tálamo actúa como conexión de la corteza cerebral, y la sustancia blanca cubre sus lados.
• El hipotálamo secreta la hipófisis, y crea los mamilares.
• Una evaginación en el neuroepitelio de 3er ventrículo forma el infundíbulo, lo cual origina los tallos hipofisiarios. El tálamo origina la estría medular y los núcleos habénula.
• Las variaciones de luz llegan desde la retina al G. superior (simpático y cervical). El neuroepitelio crea cordones de pinealocitos o gliales