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SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 1 de 16 FORMACIÓN DE LA NOTOCORDA: 1. Las células van a migrar a través de la FP y ocurre la formación del proceso notocordal (PN) 2. En el interior del PN aparece una luz que es el canal notocordal (CN) 3. El piso del PN se fusiona con el endodermo y comienza a aparecer aberturas que hacen que este piso desaparezca 4. Lo que quedó del PN comienza a plegarse y constituye la placa notocordal (Pl. N) 5. Al unirse los bordes de la Pl. N se forma un cordón macizo que es la Notocorda definitiva La Notocorda va a inducir señales al ectodermo suprayacente para que se diferencie en Neuroectodermo y el que está más alejado que no recibe señales de la notocorda es el ectodermo superficial. La primera respuesta morfológica del ectodermo superficial a la inducción de la notocorda es el incremento en la altura de las células que están destinadas a convertirse en SNC. Se hace visible entonces la placa neural (engrosamiento en forma de zapatilla en la superficie dorsal del disco embrionario). DESARROLLO DEL SIST NERVIOSO: 1. Los primeros esbozos del sistema nervioso aparecen a finales de la tercera semana del desarrollo en la hoja ectodérmica, a partir del cual se originan las dos estructuras embrionarias precursoras del sistema nervioso: el tubo neural y las crestas neurales. 2. La formación de la placa neural comienza por una inducción que ejerce la notocorda sobre el ectodermo suprayacente, poco después de la inducción la placa neural se remodela, se torna más estrecha y larga. 3. Esto ocurre por cambios regionales específicos de las células neuroepiteliales. Posteriormente ocurre el plegamiento de los bordes de la placa y se forma un surco con pliegues neurales. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 2 de 16 4. Estos pliegues crecen y sus bordes se unen en la línea media formando el tubo neural y luego se separa del ectodermo suprayacente (Fig.) 5. En las primeras etapas del tubo neural es una estructura prominente que domina el polo cefálico del embrión. 6. El cierre del tubo neural se produce primero en la región del futuro cuello y se extiende en ambas direcciones craneal y caudal, las regiones no fusionadas del tubo se conocen como los neuroporos anterior y posterior, incluso antes del cierre de los neuroporos en el día 24 de la gestación el craneal y el día 26 el caudal (Fig), pueden distinguirse algunas subdivisiones fundamentales del sistema nervioso en desarrollo. 7. Es reconocible la futura médula espinal y el encéfalo dentro del cual es posible distinguir el cerebro anterior (prosencéfalo), el cerebro medio (mesencéfalo) y el cerebro posterior (rombencéfalo). 8. Una fase importante en la conformación del sistema nervioso incipiente es el plegamiento del polo cefálico al final de la tercera semana formando la curvatura cefálica del encéfalo a nivel del mesencéfalo. 9. Al comienzo de la quinta semana aparece la curvatura cervical en la unión entre el rombencéfalo y la médula espinal 10. Hacia la quinta semana las tres vesículas iniciales del encéfalo se han subdividido en cinco vesículas 11. El rombencéfalo y el prosencéfalo se dividen en dos vesículas encefálicas cada uno, por lo que el tubo neural en esta etapa posee 5 vesículas encefálicas denominadas mielencéfalo, mesencéfalo, metencéfalo, diencéfalo y telencéfalo. 12. Las dos primeras derivan del rombencéfalo y las dos últimas del rombencéfalo. Estas cinco subdivisiones del encéfalo representan la organización fundamental que persiste hasta la edad adulta La cresta neural se origina en las células de los bordes laterales de la placa neural, se determinan como resultado de una acción inductiva efectuada por el ectodermo no neural sobre las células laterales de la placa neural. Estas células se diferencian (modifican su forma y adoptan características de células mesenquimatosas), se desprenden de la placa neural o SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 3 de 16 del tubo neural después de adquirir propiedades migratorias. Este desprendimiento y migración ocurre primero en la región cefálica y luego en la caudal (en esta última este proceso se produce incluso después del cierre del TN). En presencia de una matriz extracelular adecuada estas células realizan grandes migraciones por vías bien definidas (diferentes en la porción cefálica y caudal del embrión) y acaban por diferenciarse en una gran variedad de células que forman parte de estructuras adultas. Las células de las crestas neurales han sido llamadas “la cuarta hoja germinativa” por su gran potencial de diferenciación. Estas generan un importante número de tipos celulares diferentes. Las células neuroepiteliales que forman el TN se organizan de forma tal que le dan apariencia de un epitelio pseudoestratificado. Estas células se caracterizan por un alto grado de actividad mitótica (proliferación) y se diferencian en las células progenitoras de la mayorίa de los tipos celulares que constituyen el SNC. ¿Cómo ocurre esta histodiferenciacion? Estas células pluripotenciales que forman el neuroepitelio se diferencian en: células progenitoras neuronales células progenitoras gliales Las células progenitoras neuronales se diferencian en neuroblastos que continúan diferenciándose hasta convertirse en neuroblastos multipolares y neuronas. Con el desarrollo ellos emiten axones y dendritas estableciendo conexiones con otras neuronas u órganos terminales. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 4 de 16 Las células progenitoras gliales se diferencian para formar varias líneas celulares que se diferenciaran en oligonodendrocitos, los astrocitos tipo II, astrocitos tipo I y células de la glía radial. Este proceso ocurre de forma organizada: primero ocurre la diferenciación de los neuroblastos, luego la de los glioblastos y cuando el neuroepitelio pierde su capacidad de proliferar y diferenciarse, estas células se diferencian en las células ependimarias que revisten las cavidades del SNC. Las células de la microglia tienen origen mesenquimatoso. ETAPAS DE LA NEUROGÉNESIS: Proliferativa Neuroblástica: PRIMER TRIMESTRE del desarrollo. Las divisiones mitóticas de las células neuroepiteliales originan una gran cantidad de neuroblastos. Proliferativa Glioblástica: Desde el CUARTO MES HASTA EL NACIMIENTO. La mayoría de las células neuroepiteliales originan glioblastos. Se inicia la maduración de los neuroblastos, se forman las neuronas, se arborizan sus dendritas y crecen sus axones. También comienza la mielinización y el establecimiento de sinapsis entre las neuronas y entre éstas y los músculos. Postnatal: DESPUÉS DEL NACIMIENTO continua la formación de glioblastos, el crecimiento de las neuronas a expensas de sus axones y dendritas, la mielinización y la sinaptogénesis. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 5 de 16 Mientras se está produciendo la diferenciación del neuroepitelio las células más cercanas a la luz del TN mantienen su potencial mitótico y forman la zona ventricular (neuroepitelio proliferativo) que terminará por diferenciarse en epéndima (cuando se agotan las células progenitoras en fase de proliferación). Los cuerpos de los neublastos que se diferencian a partir de esta zona se sitúan por fuera de ella formando agregados de determinan la aparición de la zona intermedia (antigua zona del manto). Las prolongaciones de estos neuroblastos (procesos axonales y dendríticos) se sitúan más externamentedando lugar a la formación de la zona marginal. Mientras se está produciendo la diferenciación del neuroepitelio las células más cercanas a la luz del TN mantienen su potencial mitótico y forman la zona ventricular (neuroepitelio proliferativo) que terminará por diferenciarse en epéndima (cuando se agotan las células progenitoras en fase de proliferación). Los cuerpos de los neublastos que se diferencian a partir de esta zona se sitúan por fuera de ella formando agregados de determinan la aparición de la zona intermedia (antigua zona del manto). Las prolongaciones de estos neuroblastos (procesos axonales y dendríticos) se sitúan más externamente dando lugar a la formación de la zona marginal. Como resultado de la inducción del ectodermo superficial las columnas de sustancia gris situadas en la porción dorsal del TN se diferencian en las placas alares (a ambos lados del canal central) y del techo (una pequeña porción que une a las dos placas alares) que están constituidas por neuronas de asociación. Es decir, los neuroblastos que se encuentran formando las columnas en la región dorsal del TN se diferencian en neuronas de asociación por la inducción del Ectodermo superficial y forman las placas alares y placa del techo. La inducción de la notocorda sobre las columnas situadas en la porción ventral del TN determina la diferenciación en las placas basales y del piso a partir de las columnas situadas en la porción ventral del TN. Están constituidas por neuronas motoras. DESARROLLO DE LA PORCIÓN CAUDAL DEL TUBO NEURAL: MÉDULA ESPINAL. La médula espinal (ME) en sus primeras etapas se divide en las regiones de la placa alar y basal que son precursoras de las de las regiones sensitivas y motoras SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 6 de 16 La sustancia gris en la médula espinal se organiza formando columnas. Las ventrales (placas basales y del piso) constituidas por neuronas motoras y las dorsales (placas alares y del techo) constituidas por neuronas de asociación. La sustancia blanca se encuentra rodeando las columnas de sustancia gris. El canal central se mantiene como un conducto estrecho a todo lo largo de la ME. En el primer trimestre la ME se extiende a lo largo de todo el canal vertebral. En los meses siguientes el crecimiento caudal del cuerpo sobrepasa el crecimiento de la médula y como consecuencia y elongación de las raíces ventrales y dorsales de la región lumbar y sacra. Esto le da apariencia de una cola de caballo. Un filum terminal delgado similar a un filamento, que se extiende desde el extremo caudal de la ME hasta la base de la columna vertebral, marca el desplazamiento original de la médula espinal. Este espacio es un lugar seguro para extraer líquido cerebro espinal y analizarlo ESPINA BÍFIDA OCULTA: • Defecto de la fusión de un arco vertebral. • Cubierto por piel. • No afecta el tejido neural. • Aparece más frecuentemente en región lumbosacra, está marcada generalmente por la presencia de un mechón de pelo. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 7 de 16 • No hay profusión de la médula espinal ni de las meninges. • La mayoría de las personas no tienen síntomas ni signos neurológicos y lo habitual es que la anomalía no tenga ninguna consecuencia. ESPINA BÍFIDA QUÍSTICA: Defecto de la fusión de los arcos vertebrales. Protrusión de meninges, médula espinal o ambas. Graves alteraciones neurológicas asociadas. Meningocele Las meninges se hernian a través de un defecto de los arcos vertebrales posteriores de las vértebras. La médula espinal generalmente es normal y adopta una posición normal en el canal vertebral. Aparece una masa fluctuante, que puede ser transiluminada en la línea media, a lo largo de la columna vertebral, generalmente en la región lumbar. La mayoría está cubierta por piel y no suponen amenaza para el paciente Mielomeningocele Representa la forma más grave de los dimorfismos de la columna vertebral. Hay protrusión de meninges y médula espinal a través de un defecto de los arcos vertebrales posteriores de las vértebras. Como en todos los defectos del cierre del tubo neural existe una predisposición genética, el riesgo aumenta al tener un hijo afectado. Factores ambientales y nutricionales juegan un papel en esta etiología. Se han demostrado que el uso de suplementos de ácido fólico en el período periconcepcional hasta las 12 semanas disminuye el riesgo. . RASQUÍSQUISIS • No se produce fusión de los pliegues neurales en un áreaextensa del tubo neural. • La médula espinal está representada por una masa aplanada de tejido nervioso. DESARROLLO DE LA PORCION CRANEAL DEL TUBO NEURAL: ENCÉFALO. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 8 de 16 Durante la 5ta semana las tres vesiculas primarias se subdividen en las 5 vesiculas cerebrales secundarias. Prosencéfalo: • telencéfalo (Creanealmente, representado por dos evaginaciones laterales que crecen rapidamente) • Diencéfalo (Caudal, que como resultado del crecimiento diferencial del telencéfalo va a quedar situado entre los dos hemisferios cerebrales) Mesencéfalo: No se subdivide, se dobla en ángulo agudo por la curvatura mesencefálica y permanece como una estructura tubular. Romboencéfalo: • Metencéfalo (crenealmente) • Mielencéfalo (caudalmente y se continua con la ME) Se produce una flexión dorsal a nivel del romboencéfalo (flexura pontina) Como resultado de los cambios en la morfología externa (crecimiento) de la porción craneal del TN, se producen también cambios en la morfología interna (en el canal central), se expande y convierte en cavidades bien definidas. Como resultado del crecimiento diferencial del telencéfalo, las cavidades de los hemisferios cerebrales se convierten en los ventrículos laterales que se comunican a través de los agujeros interventriculares con el tercer ventrículo (cavidad del diencéfalo). Esta se continua con el acueducto cerebral o de Silvio, estructura estrecha que constituye la cavidad del mesencéfalo, que a su vez se continua con el 4to ventrículo que es la caída dilatada del romboencéfalo (mete y mielencéfalo) SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 9 de 16 RELACIÓN DE LAS VESÍCULAS CEREBRALES Y SUS CAVIDADES: ORGANIZACIÓN DEL EXTREMO CEFÁLICO TUBO NEURAL. Una gran diferencia entre el encéfalo y la médula espinal es la organización de las sustancias blanca y gris. En la Médula la sustancia gris ocupa una posición central y la blanca la rodea. En muchas partes del SNC, esta organización esta invertida, con una zona de sustancia blanca interna y capas de sustancia gris situadas superficialmente a esta zona. Placas alares: núcleos sensitivos de pares craneales V, VIII Placas basales: núcleos motores de pares craneales IX, X, XI y XII La placa del techo prolifera para formar plexo coroideo de 4to ventrículo. Derivado definitivo: Médula oblongada. La sustancia gris se organiza en forma de núcleos (aferentes/sensitivos y eferentes/motores), rodeados por sustancia blanca. Su cavidad es el 4to ventrículo y la placa del techo forma los plexos coroideos del mismo. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 10 de 16 Al igual que en el mielencéfalo hay desplazamiento hacia afuera de las placas alares y adelgazamiento de la placa del techo que forma el techo de 4to ventrículo. En la region ventral (Puente) Placas alares: núcleos sensitivos de pares craneales V, VIII y núcleos pontinos Placas basales: núcleos motores de pares craneales V, VI y VIILas porciones dorsolaterales de las placas alares crecen medialmente y forman los labios rómbicos. Estos se acercan y forman la placa cerebelosa, en la que puede apreciarse el vérmix en la línea media y dos hemsferios laterales. La sustancia gris se organiza formando la corteza cerebelosa externamente (se forma por un proceso complejo de PROLIFERACION, migración y diferenciación de las células neuroepiteliales). Internamente se desarrollan los núcleos cerebelosos profundos que se encuentran rodeados de sustancia blanca. Derivados definitivos: Protuberancia o puente (ventralmente) y cerebelo (dorsalmente) (CRECIM DIFERENCIAL) La sustancia gris se organiza en el Puente formando núcleos sensitivos y motores rodeados por sustancia blanca. En el cerebelo la sustancia gris (derivada solo de las placas alares) se organiza formando la corteza cerebelosa externamente y núcleos profundos rodeados de sustancia blanca. Cavidad 4to ventrículo SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 11 de 16 Placas alares: Forman dos elevaciones separadas por una depresión central: colículos superiores e inferiores con funciones visuales y auditivas respectivamente. Placas basales: Núcleos motores de los pares craneales III y IV Núcleo de Edinger Westphal Sus porciones más ventrales crecen para formar los pedúnculos cerebrales (crecimiento diferencial) Derivados definitivos: Pedúnculos cerebrales (ventrales) y tubérculos cuadrigéminos (dorsalmente) La sustancia gris se organiza en forma de núcleos rodeados por sustancia blanca. Cavidad es estrecha y regular (acueducto de Silvio) No se desarrollan las placas basales ni placa del piso, toda la sustancia gris deriva de las placas alares y del techo. En las paredes laterales del diencefalo las placas alares forman tres pares de abultamientos que sobresalen en las paredes laterales del 3er ventriculo: epitalamo, talamo e hipotálamo. La placa del techo forma el plexo coroideo del 3er ventriculo y la glandula pineal o epifisis. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 12 de 16 En el piso del diencefalo se desarrolla la neurohipofisis y de sus paredes laterales emergen los tallos opticos. Telencefalo: Crecimiento diferencial en la formacion de los hemisferios cerebrales que engloban el diencefalo. Dilatacion de las cavidades que forman los ventriculos laterales. La placa del techo prolifera para formar los plexos coroideos de los ventriculos laterales. La sustancia gris se organiza formando la corteza cerebral q queda ubicada externamente (se desarrolla a traves de un proceso complejo que implica profiferacion, migracion y diferenciacion celular) y nucleos profundos (cuerpo estriado que se divide en nucleo caudado y lenticular). La migracion para formar la corteza ocurre por oleadas por lo q quedan definidas varias capas. Derivado definitivo: hemisferios cerebrales Sustancia gris deriva solo de placas alares y del techo. Forma corteza cerebral externamente y nucleos profundos. La sustancia blanca se encuentra entre ellos. Cavidad: ventriculos laterales con plexos coroideos que derivan de la placa del techo. El crecimiento continuo de los hemisferios cerebrales determina la formacion de los lóbulos frontal, temporales y occipital. El área entre el lóbulo frontal y temporal se deprime y forma la ínsula, que luego es cubierta por desarrollo de lóbulos temporales. Durante la vida fetal, como resultado de su crecimiento acelerado, los hemisferios se expanden y después de la semana 14 comienzan a aparecer surcos y pliegues. Hacia el 8vo mes ya adquiere la apariencia característica (cubierto por surcos y circunvoluciones) SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 13 de 16 CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE EL DESARROLLO DEL ENCÉFALO Dilataciones en el canal central: ventrículos. Presencia de plexos coroideos en los ventrículos. Como consecuencias del crecimiento diferencial: aparecen curvaturas. La importancia de las placas alares aumenta progresivamente de tal forma que en las vesículas más cefálicas ha desaparecido el sector motor. Organización desigual de la sustancia blanca y la gris formando corteza y núcleos. El establecimiento de conexiones sinápticas se extiende hasta la etapa posnatal. Debido a la complejidad de su evolución embriológica, es frecuente el desarrollo anómalo del encéfalo, originado por factores genéticos o ambientales que consecuentemente afectan algún proceso del desarrollo normal CLASIFICACION DE LOS DEFECTOS CONGÉNITOS 1. Defectos del cierre del tubo neural. 2. Defectos en la producción, absorción y/o circulación del líquido cerebroespinal. 3. Defectos en la diferenciación y en el crecimiento de los hemisferios cerebrales. 4. Defectos del desarrollo del tronco cerebral. (ausencia de núcleos craneales y de sus nervios). 5. Defectos en el desarrollo óseo. Los defectos que acontecen durante la formación del cráneo se asocian con frecuencia a malformaciones congénitas del encéfalo o las menínges. Frecuentemente el defecto se sitúa en la porción escamosa del occipital que puede faltar total o parcialmente, por lo general cuando el orificio es pequeño se hernian únicamente las meníges . y se trata de un SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 14 de 16 mielomeningocele craneal, pero cuando el defecto es mayor se hernian las menínges y parte del encéfalo formando un meningoencefalocele. Si el cerebro que hernia contiene una parte del sistema ventricular la malformación se denomina meningohidroencefalocele como se observa en la proyección el grado de déficit neurológico depende de la extensión de la lesión y los tejidos comprometidos La Hidrocefalia es una malformación debida al deterioro de la circulación y absorción del líquido cerebroespinal y en ciertos casos poco frecuente al aumento de producción de este líquido por un adenoma del plexo coroideo. La causa más común es una estenosis congénita del acueducto cerebral, impidiendo la circulación del líquido cerebroespinal hacia el cuarto ventrículo lo que provoca una dilatación de los ventrículos laterales que presiona el encéfalo contra los huesos de la bóveda. Dado que en vida prenatal y en el lactante las fisuras fibrosas no están fusionadas se expande el encéfalo y aumenta la circunferencia cefálica. Esta malformación puede tener diagnóstico prenatal por ecografía Holoprosencefalia Fallo en la formación de los dos hemisferios cerebrales, se aprecia el cerebro como una masa única con un ventrículo único. Microcefalia La circunferencia cefálica se encuentra 3 desviaciones estándar por debajo de la media para la edad y el sexo. Hay un fallo en SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 15 de 16 la migración celular. Se clasifica en: — Primaria (genética): no suele acompañarse de otras malformaciones, sigue un patrón Mendeliano o se asocia a síndromes genéticos, clínicamente son recién nacidos con perímetro cefálico reducido. — Secundaria: es provocada por un gran número de agentes nocivos que pueden afectar al feto en la cavidad uterina o al lactante en las fases rápidas de crecimiento del cerebro durante los dos primeros años de vida. Agenesia del cuerpo calloso Es un grupo heterogéneo de trastornos que varían desde alteraciones neurológicas e intelectuales graves hasta un individuo asintomático con inteligencia normal. Se produce por un no desarrollo de la placa comisural (localizada cerca del neuroporo anterior) en la fase de embriogénesis; cuando el defecto aparece aislado el paciente puede ser normal perotener asociado otras anomalías cerebrales por defecto en la migración celular. Lisencefalia o agiria Ausencia de circunvoluciones, con cisura de Silvio escasamente formada impresiona el cerebro de un feto de 4 meses, hay presencia de ventrículos laterales grandes y heterotopías de sustancia blanca, se produce por un defecto en la migración de los neuroblastos en el comienzo de la vida embrionaria. Se caracteriza además por una corteza cerebral formada por 4 capas en vez de 6 con fino borde de sustancia blanca periventricula. SNER: DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ. Página 16 de 16
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