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