HISTOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO I “NEURONA, CELULAS DE SOSTEN Y FIBRAS NERVIOSAS” INTRODUCCION El tejido nervioso que constituye los órganos del Sistema Nervioso, tanto Central como Periférico, se extiende en la estructura histológica de los órganos del resto de los sistemas corporales, formando parte de su estructura en íntima asociación con otros tejidos básicos. Elementos histológicos del tejido nervioso. Organización Neuronas (unidad morfológica y funcional), células de sostén y vasos sanguíneos son los componentes histológicos del tejido nervioso. Ambos tipos celulares, derivados del estrato o capa del manto del tubo neural, zona de íntima relación de cuerpos celulares y prolongaciones, integran un tejido blando, carente de sustancia intercelular propiamente tal y cuyo componente intersticial está representado por un retículo enmarañado de prolongaciones celulares que constituye el sustrato morfológico de las funciones de comunicación, asociación e integración inherentes al tejido, el neurópilo. Vasos sanguíneos especializados, que cursan por una trama fina de fibras reticulares, se abren paso en el intersticio de prolongaciones, próximos a los cuerpos celulares tanto de neuronas como de células gliales. Las asociaciones morfológicas entre las distintas regiones de ambos tipos celulares, el predominio de una u otra, determinan la constitución histológica de las variedades de tejido nervioso (Cuadro 1). CUADRO 1: TEJIDO NERVIOSO (Composición histológica) a) Sistema Nervioso Central Sustancia gris: abundantes somas neuronales, fibras amielínicas, astrocitos protoplasmáticos, oligodendrocitos, escasas fibras mielínicas Sustancia blanca: fibras mielínicas, astrocitos fibrosos, oligodendrocitos b) Sistema Nervioso Periférico Ganglio: somas neuronales, fibras mielínicas, fibras amielínicas, células satélites, células de Schwann. - raquídeos (dorsales)
- pre y paravertebrales (simpáticos) - mientéricos (parasimpáticos, simpáticos) Nervio: fibras mielínicas y amielínicas, células de Schwann
Neurona Diferenciada a partir de los neuroblastos de la capa del manto, su propiedad de irritabilidad y conductividad están determinadas por las características eléctricas de su membrana plasmática que es capaz en la zona receptora de la célula, de convertir un estímulo químico, eléctrico, térmico, mecánico en impulso nervioso. La gran variabilidad de formas, tamaño, distribución, asociación con otras células nerviosas queda determinada en el hombre a partir del período crítico de desarrollo del sistema nervioso. El tamaño neuronal oscila entre 14 nm (neuronas hipotalámicas) y 140 nm (piramidales de Betz), pasando por dimensiones intermedias. Regiones celulares: -Soma (pericarion): región de la célula que contiene al núcleo. Zona trófica de la célula. Contiene abundante retículo endoplásmico rugoso y ribosomas libres (sustancia cromidial, cuerpos de Nissl), retículo endoplásmico liso, aparato de Golgi, gránulos de pigmentos y lípidos. Los neurofilamentos y neurotúbulos constituyen un organelo de gran desarrollo e importancia no sólo como elementos del citoesqueleto que mantienen la disposición estérica de las prolongaciones que parten del soma neuronal, dándole una polaridad a los contactos interneuronales, sino como mecanismo de transporte del material sintetizado hasta las prolongaciones axónicas (transporte lento).
-Dendrita: En la mayor parte de las neuronas, son múltiples y comparativamente cortas, localizadas cerca del soma en el que se originan. La mayor parte de ellas se divide en ramas primarias, secundarias y de órdenes menores, y en las dendritas más gruesas es difícil precisar donde empieza una dendrita y donde termina el soma. La dendrita suele ser ancha en su base y se adelgaza hacia las ramas terminales. Los tallos dendríticos principales contienen cuerpos de Nissl, y se observan mitocondrias y neurofibrillas en toda su longitud. En muchas neuronas, las dendritas presentan aspecto de collar de cuentas al estar cubiertas por muchas prolongaciones pequeñas, a
manera de espinas, llamadas espinas dendríticas, que están especializadas para el contacto sináptico. -Axón: El axón o cilindroeje es una prolongación cilíndrica única, por lo general más delgada, recta y larga que las dendritas de la misma neurona. A menudo se origina del cuerpo neuronal en una región llamada cono axónico que no contiene cuerpos de Nissl, pero puede originarse en la base de una dendrita principal. A lo largo de su trayecto, un axón puede presentar o no ramas (colaterales) que salen de él en ángulos rectos y, con frecuencia, arborizaciones terminales (telodendria) más complejas con relación a la neurona en la que termina. Aunque no hay cuerpos de Nissl en el axoplasma, éste contiene neurotúbulos, neurofilamentos y mitocondrias largas y delgadas. La mayor parte de los axones están aislados por medio de una vaina de mielina que los distingue de las dendritas, aunque otros son amielínicos. ¿Cómo se clasifican las neuronas? ¿en base a qué criterios? Dé ejemplos.
Células de sostén Neuroglía: Derivada de los espongioblastos libres en la capa del manto, incluye macroglía (astrocitos fibrosos y citoplasmáticos), oligodendrocitos y células ependimarias. La microglía deriva de los monocitos de la sangre, estando incluida dentro del sistema fagocítico mononuclear a) Sistema Nervioso Central. (SNC) Macroglía: Se caracterizan por su localización próxima a los somas neuronales, función trófica, de defensa (es parte de la barrera hemato-encefálica). Presentan prolongaciones citoplasmáticas que rodean los somas y sus prolongaciones siendo un componente importante los microtúbulos y microfilamentos del citoesqueleto: Astrocitos protoplasmáticos: De forma característica del pequeño cuerpo celular que rodea el núcleo, parten prolongaciones citoplasmáticas radiadas, ramificadas, extendida a cortos intervalos. Se localizan típicamente en la sustancia gris de cerebro, cerebelo y médula espinal, cercanas al
cuerpo neuronal. Astrocitos fibrosos: De mayor volumen celular que los protoplasmáticos, las prolongaciones son más largas, rectas, de escasa ramificación. Se localizan en la sustancia blanca del SNC, relacionándose con las fibras nerviosas más que con los cuerpos neuronales. Ambas variedades de astrocitos se identifican con técnicas especiales de impregnación argéntica y sublimado de oro (Ramón y Cajal, del Río Hortega) Oligodendrocitos: Esta variedad de macroglía tiene como función, además del soporte, trofismo para las fibras nerviosas, la de aportar la mielina de las fibras mielínicas del SNC. Cuerpo celular pequeño, prolongaciones citoplasmáticas escasas y ramificadas lejos del cuerpo celular. Participan varios oligodendrocitos en la formación de la mielina de una sola vaina (de una fibra). b) Sistema Nervioso Periférico (SNP) Células satélites: De forma cuboídea, epitelioides en su aspecto, rodean los somas de las neuronas ganglionares (pseudounipolares) de ganglios cráneo-espinales y autónomos. Célula de Schwann: Acompañando las fibras nerviosas en su trayecto y alojándolas en depresiones surculadas de su citoplasma, las células de Schwann constituyen una vaina citoplasmática (neurilema o vaina de Schwann), que brinda protección a fibras amielínicas. De forma análoga al oligodendrocito del SNC, esta célula participa en la formación de la mielina de las fibras mielínicas del SNP.
Oligodendrocitos
Fibra Nerviosa Una fibra nerviosa está constituida por un axón y ciertas envolturas de origen ectodérmico, que en conjunto permiten el aislamiento del axón del medio extracelular. Estas envolturas incluyen a células de sostén que, dependiendo de su ubicación central o periférica, pueden corresponder a oligodendrocitos o células de Schwann (lemocitos). Averigüe el origen embrionario de estos tipos celulares. La característica disposición de estos elementos celulares alrededor del axón determina, en algunos de éstos, la formación de una vaina aislante de características lipídicas conocida como mielina (ver más adelante). Las fibras nerviosas periféricas, además, se encuentran asociadas a tejido conectivo, el que determina un empaquetamiento en haces, fascículos y nervios totales, dado por la compartimentalización de estas estructuras por vainas conectivas. Casi todos los axones del Sistema Nervioso Periférico (S. N. P.) tienen una vaina de células de Schwann (neurilema), que se extienden a lo largo del axón cubriéndolo por completo, excepto en los nodos de Ranvier, sitio en que se conectan dos células de Schwann vecinas, y en zonas inmediatamente cercanas al soma neuronal y al botón sináptico. Esta vaina de Schwann es la responsable de la formación de la mielina en el S. N. P. En el S. N. Central, las fibras nerviosas pueden estar cubiertas en parte por células gliales o tener una vaina de mielina formada por oligodendrocitos. Así podemos encontrar fibras mielínicas o amielínicas en ambas divisiones del sistema nervioso, predominando las primeras en sustancia blanca en S. N. C. y en nervios
periféricos, y las amielínicas en sustancia gris central y algunas en nervios. Además de esta diferencia respecto de la localización, se reconocen diferencias de diámetro, de velocidad de conducción y de relación axón-célula de sostén entre fibras mielínicas y amielínicas. Establezca un paralelo entre ambas fibras en relación a estos aspectos.
Mielinización en S.N.P.
Vaina de Mielina (S.N.C. y S.N.P)
La vaina de mielina es blanca y altamente refringente en estado fresco. Al estar formada en gran parte por lípidos, es disuelta en fijación sistemática, dejando una red de material proteico llamado esqueleto de neuroqueratina. La microscopía electrónica indica que la mielina no carece de estructura ni es extracelular, sino que está formada por la fusión de láminas espirales de la membrana plasmática de la célula de sostén. En fibras mielínicas periféricas, la microscopía óptica revela que hay que hendiduras radiales que se extienden a través de todo el espesor de la mielina, llamadas incisuras de Schmidt-Lantermann. Estas son discontinuidades en la disposición compacta de las capas de la mielina ocupadas por citoplasma de Schwann; se deben a la fusión incompleta de las superficies extracelulares de la membrana plasmática de Schwann. ¿Qué características citoplasmáticas presenta la célula de Schwann?
Fibra amielínica del S.N.P.
OBJETIVOS 1. Identificar los cuerpos celulares y prolongaciones de neuronas en la sustancia gris de la médula espinal. 2. Identificar en la sustancia gris de médula espinal los núcleos de la neuroglía, di de núcleos neuronales 3. Interpretar cortes histológicos de corteza cerebral con técnicas especiales para tejido nervioso comparando lo observado con las técnicas corrientes 4. Identificar fibras nerviosas mielínicas y amielínicas en preparados histológicos 5. Reconocer vaina de mielina en preparados con tinción corriente y tinciones especiales 6. Reconocer fibras nerviosas en el estroma de órganos con inervación autónoma 7. Identificar los elementos celulares responsables de las envolturas de las fibras nerviosas
ACTIVIDAD PRACTICA Lámina N°1: Médula espinal A. Coloración Azul de Toluidina (demostrativo) Objetivo panorámico: Observe la distribución de sustancia gris y blanca en una sección transversal de médula espinal, así como la intensidad de coloración en ambas regiones.
Mayor aumento: Localice un campo óptico en la región de sustancia gris medular. Observe los tipos celulares que aparecen en el campo ¿En qué células se concentra más el colorante a nivel citoplasmático? Trate de identificar y diferenciar neuronas de neuroglía. Identificada una neurona, trate de establecer: a) distribución de la coloración (basofilia citoplásmica) hacia las prolongaciones b) región del cono axónico B. Coloración: Bielchovsky (impregnación argéntica) (demostrativo) Objetivo panorámico: Observe con esta técnica las zonas que corresponden a sustancia gris y sustancia blanca. Compare la imagen que observa con el preparado anterior. Mayor aumento: Observe los perfiles celulares y de las prolongaciones, tanto gliales como neurales ¿podría establecer el tipo de neurona por su forma con esta coloración? ¿a qué variedad de célula glial podrían corresponder los núcleos que usted identifica como de neuroglía? Establezca una distinción entre los dos tipos celulares esperados en la sustancia gris ¿qué tipo de secreciones pueden ser sintetizadas por las células nerviosas? ¿sería capaz de establecer el tipo de neurona por su forma con esta coloración? ¿podría justificar la coloración en ambos casos? Señalamientos: 1. Neurona núcleo nucleolo pericarion sustancia cromidial (de Nissl) cono axónico dendritas axón (cilindro eje) segmento inicial del axón 2. Neuroglía cuerpo (soma) celular prolongación de célula glial 3. Fibras nerviosas mielínicas 4. Neurópilo 5. Células ependimarias
Lámina N°2: Cerebro (demostrativo) Sublimado de oro (método “neurofibrilar” de Ramón y Cajal) Observación: Con el objetivo de menor aumento, observe los perfiles celulares y sus prolongaciones: corresponden a astrocitos protoplasmáticos. Localice vasos sanguíneos y observe su relación con las prolongaciones astrocíticas. Señalamientos 1. Vaso sanguíneo 2. Astrocito protoplasmático Lámina N°3: Corteza cerebral/Corteza cerebelosa H-E Observación: Con el objetivo panorámico observe la forma y distribución de los cuerpos neuronales en la corteza cerebral y cerebelosa. Compare con la forma y distribución de los cuerpos neuronales en la médula espinal. Señalamientos 1. Neurona piramidal a. pericarion b. dendritas c. axón d. segmento inicial 2. Célula de Purkinje 3. Neuronas granulares Neuronas estrelladas 4. Neurópilo
Lámina N°4: Ganglio nervioso H-E Observación: Con el objetivo panorámico localice un campo microscópico periférico en el corte; identifique neuronas, tomando como referencia el núcleo. A mayor aumento, precise la forma del soma de las neuronas ganglionares y compárelo con lo observado en la sustancia gris de la médula espinal y corteza cerebral.
Identifique fibras nerviosas hacia el centro del corte histológico ¿qué tipo de células de sostén se asociarán a las fibras nerviosas en un ganglio cráneo-espinal? ¿qué tipo de células se asocian al soma neuronal? Señalamientos 1. Neurona ganglionar (seudounipolar) -pericarion -núcleo 2. Células satélites 3. Fibras nerviosa
Lámina N°5: Intestino delgado (duodeno-yeyuno-ileon) H-E Con el objetivo panorámico localice la túnica muscular externa (músculo visceral). Intente localizar estructuras nerviosas (cuerpos neuronales) entre los estratos longitudinal y circular ¿a qué estructura u órgano nervioso corresponderán los somas neuronales identificados? ¿a qué división del Sistema Nervioso pertenecen tales estructuras? A mayor aumento, identifique cuerpos neuronales y células satélites. Reconozca fibras nerviosas en zonas donde no se observen somas. Compárelas con las fibras conjuntivas de la submucosa. Señalamientos 1. Mucosa intestinal 2. Muscularis mucosae 3. Submucosa 4. Muscular externa - capa circular (interna) - neurona ganglionar - células satélites - fibras nerviosas 5. Adventicia (serosa)
Lámina N°6: Nervio periférico H/E y OsO4 Observación: Localice con el panorámico las zonas del nervio constituidas por tejido nervioso y aquellas de tejido conectivo. A mayor aumento: En el tejido nervioso, distinga las fibras mielínicas identificadas por el esqueleto de neuroqueratina en el corte con H/E. Intente identificar el axón de al menos una fibra. Observe la disposición y tinción de los núcleos de Schwann y fibroblastos. En el corte transversal, con H/E, observe la disposición de la neuroqueratina, en “rueda de carreta”, donde el axón hace las veces de eje central. En el corte teñido con osmio, distinga claramente las fibras nerviosas del colágeno del endoneuro, y los límites entre una célula de Schwann y otra. Observe, además, irregularidades oblicuas de la vaina de mielina, a nivel de las cisuras de Schmidt-Lanterman Señalamientos 1. Fibras nerviosas núcleos de Schwann mielina neuroqueratina axón núcleo de fibroblasto nodos de Ranvier cisuras de Schmidt-Lanterman
EJERCITACION -Comparación de formas y tamaños de somas neuronales en los órganos nerviosos estudiados: médula espinal, cerebro, ganglio cráneo-espinal, ganglio autónomo. -Comparación de las imágenes observadas con las distintas técnicas (datos aportados a la observación por cada una de ellas). -Comparación de los aspectos y relaciones entre neurona y glía con la técnica de sublimado de oro. -Distinción entre tejido nervioso y tejido conectivo en: ganglio nervioso, tejido nervioso- muscular, intestino visceral.
Clase Práctica N°12: “MEDULA ESPINAL, GANGLIO NERVIOSO Y NERVIO PERIFERICO” INTRODUCCIÓN La capacidad de percepción del medio que nos rodea es el reflejo de la actividad de un complejo sistema sensorial que conduce la información hacia el encéfalo, el cual es capaz de procesar y elaborar respuestas frente a los estímulos del medio, mediante la activación de una amplia gama de mecanismos efectores (movimiento miembro inferior, secreción salival, parpadeo, aceleración del ritmo cardiaco, etc). El sistema nervioso está organizado anatómicamente en Sistema Nervioso Central (SNC) el cual incluye encéfalo y médula espinal, y en Sistema Nervioso Periférico (SNP) constituido por nervios craneales que emanan desde el encéfalo y nervios espinales de la médula más los ganglios asociados. El sistema nervioso autónomo (SNA) es considerado funcionalmente independiente, pero forma parte tanto del SNC como del SNP. MÉDULA ESPINAL La médula espinal corresponde a la porción más caudal del SNC, se encuentra protegida dentro del canal medular y las vértebras. Este órgano central cumple funciones de elaboración de respuestas sencillas como los actos reflejos y es también vía de paso y de coordinación de respuestas hacia y desde centros superiores. En médula espinal la sustancia blanca está situada periféricamente y la sustancia gris es central. Esta última posee una forma de H, en cuyo centro se ubica el conducto ependimario. Más allá de las meninges, en las regiones de abordaje y eferencia de las raíces nerviosas de los nervios periféricos, a nivel de las fibras individuales que integran éstas, se localiza la región histológica de Reichdler-Oberstäiner.
La sustancia blanca está dividida por dos surcos medio que dividen la cara anterior o ventral y la cara posterior o dorsal en mitades derecha e izquierda. En cada mitad de la médula, la sustancia blanca está dispuesta en 3 cordones: posterior, lateral y anterior. En ella encontramos fibras mielínicas, amielínicas, oligodendrocitos y astrocitos fibrosos. La sustancia gris se organiza en núcleos que agrupan neuronas de morfología semejante, cuyo axón tiene un destino común y que están relacionadas con una misma función. Revise la población neuronal espinal, estableciendo las conexiones entre sí y centros superiores.
PR – raíz dorsal C – neuronas comisurales A – neurona de asociación S – neurona simpática
I – intercaladas P – neurona parasimpática FP – fascículo propio AR – raíz ventral RC – neurona de Renshaw Tr – tractos M – motoneurona PC – neurona pseudounipolar ND – neurona del núcleo dorsal GANGLIO NERVIOSO Los ganglios nerviosos corresponden a conjuntos de somas neuronales fuera del SNC. Las características morfológicas de cada uno de ellos depende de la función que realizan. Revise y consolide el conocimiento sobre origen embriológico de ganglios sensitivos y motores. Los ganglios raquídeos o espinales son sensitivos y poseen neuronas seudounipolares distribuidas hacia la periferia del órgano, dejando a las fibras nerviosas en localización central. Los ganglios autónomos simpáticos son vísceromotores y se localizan en las cadenas ganglionares paravertebrales (pares) o como ganglios impares prevertebrales (por ejemplo, celíacos y mesentéricos). Los ganglios autónomos parasimpáticos también son motores, pero se localizan en la pared del órgano al cual inervan (plexos de Meissner y Auerbach en tracto gastrointestinal). Estos ganglios autónomos poseen neuronas multipolares distribuidas de manera homogénea alternando con fibras nerviosas. Compare ganglio autónomo y raquídeo sobre la base de: origen embriológico; tipo de neuronas; relaciones sinápticas post-ganglionares Averigüe respecto de la existencia o no de sinapsis en cada uno de estos tipos ganglionares y qué neurotransmisor se libera en cada caso. ¿Cuáles son las diferencias ultraestructurales de la unión neuromuscular (placa motora) y las sinapsis establecidas con las fibras autónomas y sus estructuras efectoras?
Microfotografías de un ganglio raquídeo. (12) corte efectuado por su plano medio y siguiendo su eje mayor; (13) periferia del ganglio, se observan neuronas seudounipolares, la flecha señala el cono axónico. NERVIO
Los nervios corresponden a conjuntos de fibras nerviosas que conectan receptores y/o efectores fuera del sistema nervioso central con centros elaboradores. Presentan una organización histológica característica de envolturas conectivas que garantizan la integridad estructural y el trofismo de las fibras nerviosas que contienen. Todo nervio se encuentra envuelto por una vaina de tejido conectivo relativamente resistente, el epineuro, el cual posee fibroblastos secretores de fibras colágenas orientadas preferentemente en sentido longitudinal, algunas fibras elásticas, adipocitos y vasos sanguíneos de mediano calibre. Los fascículos nerviosos están rodeados por una envoltura conectiva más fibrosa, el perineuro, constituido de haces colágenos y fibroblastos dispuestos concéntricamente respecto del fascículo. Finalmente, en el interior del fascículo, cada fibra nerviosa se encuentra rodeada de fibras reticulares, el endoneuro, por el cual cursan capilares sanguíneos. En esta capa se encuentran las láminas basales de las células de Schwann, que también aportan a la producción del colágeno junto con los fibroblastos.
OBJETIVOS - Interpretar y describir la estructura histológica de la sustancia gris y blanca de la médula espinal, observada con técnicas corrientes y especiales - Identificar los tipos celulares constituyentes de los ganglios nerviosos y su relación con estructuras conectivas - Identificar las estructuras histológicas constituyentes de nervios periféricos, observadas con técnicas corrientes y especiales
ACTIVIDAD PRACTICA Observe en cada lámina histológica las variedades de células presentes en el tejido nervioso. Identifique, caracterice y diferencie los distintos tipos celulares utilizando los criterios aprendidos en clases anteriores. Relacione el tejido nervioso con el tejido conectivo que lo circunda (meninges en médula espinal, epi, peri y endoneuro en nervios y cápsula de ganglios).
Lámina 1: Médula Espinal H/E Señalamientos
Acotaciones
1. Sustancia Gris 2. Sustancia Blanca 3. Neurópilo 4. Núcleo de neurona 5. Núcleo de neuroglía 6. Surcos 7. Cordones
Lámina 2: Médula espinal – Bielchovsky; Azul de toluidina; Mallory-azán (demostrativas)
Lámina 3: Ganglio nervioso raquídeo H/E Señalamientos 1. Cápsula del ganglio 2. Epineuro del nervio raquídeo 3. Somas neuronales 4. Células satélite
Acotaciones
5. Fibras nerviosas 6. Núcleo de células de Schwann 7. Endoneuro 8. Núcleo de fibroblastos 9. Neuroqueratina
Lámina 4: Ganglio nervioso raquídeo (sección vertebral) – Mallory-azán (demostrativa) Lámina 5: Ganglio nervioso autónomo intramural, en órgano macizo (páncreas H/E; van Giesson) (demostrativa) Lámina 6: Ganglio nervioso autónomo intramural, en órgano tubular (intestino delgado H/E) (demostrativa)
Lámina 7: Nervio periférico y paquete vásculo-nervioso H/E Señalamientos 1. Epineuro 2. Fibras nerviosas 3. Núcleo de células de Schwann 4. Núcleo de fibroblastos 5. Neuroqueratina 6. Axón - nodo de ranvier - cisuras de Schmidt-Lantermann
Acotaciones
Complete el siguiente cuadro: Tipo neuronal
Sinapsis (si-no)
Neurotransmisor
Células de soporte
Lámina IX médula espinal Ganglio raquídeo Ganglio celíaco
Ganglio intramural Médula suprarrenal
Revisar el síndrome de Guillain-Barré (aspectos clínicos, fisiopatología, anatomíapatológica, tratamiento) Revisar el sitio web de la revista Archives of Neurology
