Desarrollo embriologico del sistema nervioso central

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Desarrollo embriologico del Sistema Nervioso Central humano, por semana y equematizado

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Desarrollo embriologico del sistema nervioso central

  1. 1. CENTRO CULTURAL UNIVERSITARIO JUSTO SIERRA Desarrollo del Sistema Nervioso Dra. María Dolores González Vidal Material sólo con fines didácticos Para alumnos de la Escuela de Medicina
  2. 2. Inducción por la notocorda • La proteína BMP-4 inhibe la transformación de ectodermo a tejido neural. • Nogina y cordina y folistatina inhiben la acción de BMP-4, permitiendo la transformación hacia tejido neural.
  3. 3. Fases de la neurulación 1. Transformación de ectodermo a neuroectodermo: al comienzo de la tercera semana por la inducción de la notocorda, se observa el engrosamiento del ectodermo superficial. 2. Placa neural, se incrementa la altura de las células a expensas de su base. 3. Plegamiento lateral, surco neural: a) Se observa la bisagra medial como punto de anclaje b) Se forma un anillo de contracción de actina en la superficie apical de las células 4. Tubo neural: Aposición de las superficies apicales la laterales de los pliegues y separación del ectodermo suprayacente Separación de las células de la cresta neural
  4. 4. Neurulación – La neurulación es el proceso de formación del tubo neural – El ectodermo superficilal expresa N-CAM y L-CAM ( Cadherina E), al diferenciarse en neuroectodermo solo expresa N-CAM, y el ectodermo superficial que lo recubre L-CAM
  5. 5. Neurulación
  6. 6. Cierre del Tubo neural Neuroporo anterior Cierra al día 25 Día 21-22 Región cervical Neuroporo posterior Cierra al día 27 La fusión de los pliegues neurales comienza a nivel de los somitas cervicales Pliegue neural entre los días 21 y 22 y continua en dirección craneal y caudal. El cierre final craneal y caudal se retrasa, formando los neuroporos
  7. 7. 5 Puntos de cierre del Tubo Neural 4-6 semana Punto de cierre Localización Cierre 1 Dorsal Bidireccional 2 Cefálico Bidireccional 3 Facial Unidireccional 4 Occipital Unidireccional 5 Lumbar Unidereccional
  8. 8. Falla en los puntos de cierre Los defectos del cierre del tubo neural ocurren entre la 4ª y 6ª semanas del desarrollo e incluyen: • Punto Defecto Punto de Cierre Sensible a Defecto 1, Dorsal Deficiencia de ácido fólico Espina bífida 2, Cefálico Deficiencia de ácido fólico e hipertermia anencefalia Encefalocele 3, Facial Deficiencia de ácido fólico Hendidura centro-facial labio y paladar hendido 4, Occipital Hipertermia Encefalocele occipital 5, Lumbar Deficiencia de ácido fólico Espina bífida: meningocele sacro
  9. 9. Control prenatal: • Vigilar los siguientes factores de riesgo • Alteraciones en la cantidad y características del líquido amniótico • Morfología o morfometría fetal alterada • Retardo o aceleración del crecimiento intrauterino • Actividad fetal • Alfafetoproteína sérica elevada, en las semanas 15 a 20 de la gestación.
  10. 10. Prevención • Identificar y calificar el riesgo reproductivo • Dar orientación a parejas en riesgo. • Manejar los factores de riesgo, antes durante y después del embarazo • Recomendar a toda mujer de 13 a 45 años de edad la ingesta diaria de 400 microgramos (0.4mg) de ácido fólico en etapa periconcepcional (3 meses antes y después de la gestación) • En mujeres con antecedente de uno o más hijos con defectos del cierre del tubo neural se recomiendan 4 mg al día tres meses antes y 3 después de la fecundación. American academy of Pediatrics committe on genetics. Folic acid for prevention of neural tube defectos. Pediatrics 1999:104:325-27
  11. 11. Desarrollo del tubo neural • Inicio de la 4ª semana • El extremo cefálico del tubo neural forma 3 vesículas: • El Prosencéfalo, el Mesencéfalo y el Rombencéfalo. Tres vesículas primarias Rombencefalo
  12. 12. 5 Vesículas cerebrales secundarias La luz del tubo se ensancha y formará los ventrículos El extremo caudal da lugar a la médula espinal, con un canal central o del epéndimo. Anterior (visual) & posterior (auditory) colliculi Thalamus, hypothalamus, pituitary (3rd Cerebral aqueduct ventricle) (of Sylvius) Cerebral hemispheres (lateral ventricles) Medulla oblongata Cerebellum, pons 5 Weeks
  13. 13. 1 2 3 Final de la 3a. Sem. 1.- Curvatura Cefálica a nivel del mesencéfalo. 5ta semana 2.- Curvatura Cervical entre la unión del rombencéfalo y la médula espinal. 6a. Semana 3.- Curvatura Pontina entre el metencéfalo y el mielencéfalo.
  14. 14. Mecanismo de segmentación inicial del tubo neural • La porción anterior (prosencéfalo y mesencéfalo) del tubo a expresar OTx2 y a • La porción posterior (rombencéfalo y médula espinal) Gbx2 • La segmentación del rombencéfalo esta regulada por los genes HOX
  15. 15. Segmentación del tubo neural Expresión génica Gbx2 Krox20 Kreisler Hoxa1 2º organizador FGF 8 y Shh Retinoides prod. Por los somitas
  16. 16. Histogénesis del Sistema Nervioso Central A B A: Corte transversal del tubo neural primitivo B: Fenómenos mitóticos en el tubo neural primitivo
  17. 17. Diferenciación de las células Neuroepiteliales Forman un epitelio seudoestratificado, sus núcleos de mueven de acuerdo al ciclo celular, están cerca de la membrana limitante interna en fase M, siendo una capa proliferativa; y de la membrana limitante externa en la fase S, cuando las células expresan una alta concentración del receptor Notch se transforman en neuroblastos posmitóticos Día 28
  18. 18. Tubo neural (TN) •Por proliferación de las células neuroepiteliales sus paredes incrementan su grosor, la luz del TN formará el canal central de la médula espinal y los ventrículos en las vesículas cerebrales. •A partir del neuroepitelio se diferencian las estirpes neuronal y glial y se establecerá en modelo básico que consiste en las capas o zonas ependimaria, del manto y marginal.
  19. 19. Histogénesis del SN
  20. 20. MÉDULA ESPINAL
  21. 21. Señales moleculares en el desarrollo del cerebro, se inician en el estadio de la placa neural. Los BMPs establecen las regiones sensitivas y el SHH establece las regiones motoras
  22. 22. Los genes BMP´s inician una cascada de señales en el techo del tubo neural para formar las áreas sensitivas de la médula espinal, sonic inicia una cascada en la placa del piso para formar las áreas motoras.
  23. 23. Organización estructural del tubo neural, tomando como base la médula espinal Roof plate Floor plate
  24. 24. Desarrollo del Tubo neural • Zona ventricular, formada por neuroblastos, células progenitoras de astrocitos células ependimarias y oligodendrocitos • Zona Intermedia (Manto) formada por los cuerpos de los neuroblastos postmitóticos, que formará a las placas alares y basales • Zona Marginal formada por procesos neuronales (axones) • Placa del techo • Placa del piso
  25. 25. Organización estructural del tubo neural, tomando como base la médula espinal Placas de la capa del manto Componentes de la médula espinal del adulto Alares, dorsales , aferentes Asta dorsal, sensitiva Basales, ventrales, eferentes Asta ventral, motora Techo tabique dorsal mediano Piso surco ventral Asta lateral (T1-L2): Esta formada por los cuerpos de neuronas autónomas, simpaticas
  26. 26. Cambios en la Posición de la Médula Espinal  Tercer mes: Los nervios raquídeos salen en su nivel de origen.  Al avanzar la edad del producto la columna vertebral y las meninges crecen mas rápido que el tubo neural por lo que la médula espinal y el origen de los nervios espinales gradualmente queda en niveles mas altos.  Por lo anterior los nervios quedan oblicuos desde su origen en la ME hasta el nivel que les corresponde en la columna vertebral.  Filum terminale: Es una prolongación de la piamadre que marca el retroceso de la médula espinal.  Cauda Equina: Son las fibras que se encuentran por debajo del extremo terminal de la médula espinal.
  27. 27. Cambios en la Posición de la Médula Espinal 3rd Month 5th Month Newborn
  28. 28. Arco reflejo simple en médula espinal El estimulo sensitivo viaja por los axones de los ganglios raquídeos sensitivos y llega al asta dorsal. Dentro de la sustancia gris se conectan las neuronas sensitivas y las motoras por una interneurona. La respuesta viaja por los axones de la neurona motora hasta el músculo para formar el arco reflejo simple.
  29. 29. ENCEFALO
  30. 30. ROMBENCEFALO
  31. 31. Segmentación Craneocaudal del SNC Rombencéfalo La segmentación del rombencéfalo se relaciona con los núcleos motores de los pares craneales (origen real y aparente) y los arcos faríngeos que inervan
  32. 32. Rombencéfalo
  33. 33. Mielencéfalo (Bulbo Raquídeo) Placa del Techo forma la tela coroidea por la unión de la capa ependimaria y la piamadre vascular para formar los plexos coroideos. También se forman los agujaros de Luschka y Magendie. Placa Alar incluye los núcleos sensitivos  Aferente somático: recibe impulsos del oído y de cabeza a través de los nervios estatoacústico y trigémino (VIII).  Aferente visceral especial: recibe impulsos gustativos de la lengua el paladar y la epiglotis.  Aferente visceral general: recibe estímulos del aparato gastrointestinal y del corazón. Placa Basal incluye los núcleos motores:  Eferente Somático, contiene neuronas motoras del asta anterior y continúa hacia el mesencéfalo por lo que se le llama columna motora eferente somática (núcleo hipogloso)  Eferente Visceral Especial forma la columna motora eferente visceral especial, se continua hacia el metencéfalo e inerva los arcos faríngeos. A nivel del MMiieelleennccééffaalloo incluye a las neuronas motoras de los nervios vago y glosofaríngeo.  Eferente Visceral General (aparato digestivo, respiratorio y corazón)
  34. 34. Metencéfalo VI Motor ocular externo G. submaxilares y sublinguales V Trigémino VII-Facial. I-II Arcos B. Puente Labios rómbicos Sensitivos Motores
  35. 35. Labios rómbicos y cerebelo Embrión de 8 semanas MO IV Labios rómbicos P Corideos
  36. 36. Cerebelo  Entre la 5 y 6 semana se desarrollan los labios rombicos de las porciones dorsolaterales de las placas alares del rombomero 1 al 8.  El BMP induce la formación de los labios rombicos  Estos se ubican en el borde craneal del techo del IV ventrículo.  Solo el rombomero 1 forma el cerebelo.  Los labios de los rombomeros 2 al 8 tienen que ver con la formación de los núcleos de las olivas y los del puente
  37. 37. PLACA CEREBELOSA
  38. 38.  Al expanderse los labios Cerebelo rómbicos se unen en la línea media y se comprimen para formar la placaa CCeerreebbeelloossaa  A la 12va semana, el aumento de volumen del cerebelo hace que se proyecte hacia fuera (eversión).  Se reconocen los hemisferios cerebelosos y el Vermis.  Por una cisura transversal se separan el nódulo del vermis y el flóculo de los hemisferios.  El floculo-nodular es la parte más antigua
  39. 39. HISTOGÉNESIS DE LA CORTEZA CEREBELOSA
  40. 40.  Esta por formada por una Corteza Cerebelosa corteza de tres capas: molecular, de células de Purkinge y granular.  La placa cerebelosa tiene las capas neuroepitelial del manto y marginal.  Entre la 5 y 6ª semana poco después de formarse los labios rombicos se da la primera migración de células neuroepiteliales en sentido anterior a lo largo 8 sem 12 sem de la región dorsal para formar la caappaa ggrraannuullaarr eexxtteerrnnaa qquuee eess pprroolliiffeerraattiivvaa  SSee iinniicciiaa llaa ddiiffeerreenncciiaacciióónn llaass ccéélluullaass ddee PPuurrkkiinnjjee qquuee mmiiggrraann rraaddiiaallmmeennttee yy ssee llooccaalliizzaann ppoorr ddeebbaajjoo ddee llaa ccaappaa ggrraannuullaarr eexxtteerrnnaa 13 sem
  41. 41.  Al 6o mes, migran las células de la CCaappaa GGrraannuulloossaa EExxtteerrnnaa eenn sseennttiiddoo rraaddiiaall hhaacciiaa eell iinntteerriioorr ddeell cceerreebbeelloo, ppaassaann aa ttrraavvééss ddee llaa ccaappaa ddee ccéélluullaass ddee PPuunnkkiinnjjee yy ssee llooccaalliizzaann ppoorr ddeebbaajjoo ddee eessttaa ccaappaa ffoorrmmaannddoo llaa ccaappaa ddee células granular interna o de los granos.  Las células en cesta y estrelladas se originan de células localizadas en la sustancia blanca del cerebelo para formar la capa molecular. Posnatal Corteza Cerebelosa
  42. 42. • La corteza del cerebelo, consiste en células de Purkinje, neuronas Golgi tipo II y neuronas producidas por la capa granulosa externa, alcanzan sus dimensiones definitivas después del nacimiento • Los núcleos cerebelosos profundos como el núcleo dentado llegan a su posición final antes del nacimiento • La formación de los axones de esta corteza forman un par de pedículos cerebelosos superiores muy voluminosos que crecen hacia el mesencéfalo
  43. 43. Metencéfalo (Cerebelo y Protuberancia)  Cerebelo coordina la postura y el movimiento, participa en reflejos auditivos y visuales.  Protuberancia se continúa caudalmente con la Médula Oblongada y cefálicamente con el mesencéfalo.  Es el paso de tractos de fibras nerviosas entre la médula espinal y la corteza cerebral y cerebelosa.
  44. 44. Segmentación Craneocaudal del SNC Mesencéfalo • Entre el mesencéfalo y el metencéfalo se encuentra un centro emisor de señales moleculares región ístmica (FGF-8). • Polarización dorsal del mesencéfalo y rombomero 1. El FGF-8 junto con Wt1 inducen la expresión de En- 1 y En-2, y Pax2 y Pax 5 para la formación del tectum en mesencéfalo y cerebelo en metecéfalo. • Experimentalmente si se injerta región ístmica o FGF-8 se inducen , colículos o cerebelos supernumerarios. • El límite entre mesencéfalo y rombencéfalo se encuentra más cranealmente al estrechamiento que limita a los dos, su límite es la expresión del gen de homeosecuencia Otx2
  45. 45. Mesencéfalo  Su conducto neural se estrecha para formar el acueducto cerebral (une III y IV ventrículos).  Placas Alares sus neuroblastos migran hacia el techo y se agregan en cuatro grupos de neuronas (Tuberculos cuadrigéminos): CCoollííccuullooss ssuuppeerriioorreess (reflejos visuales) CCoollííccuullooss iinnffeerriioorreess (reflejos auditivos)  Placas Basales sus neuronas originan los núcleos rojos, los núcleos de los pares craneales III y IV y núcleos reticulares SSuussttaanncciiaa nneeggrraa: es una banda de sustancia gris que esta cerca de los pedúnculos cerebrales, algunos autores proponen que se deriva de neuroblastos que migran desde las placas alares y otros de neuroblastos de las placas basales.
  46. 46. Mesencéfalo Núcleo Edinger- Westphal Motor ocular común, patético Capa marginal de las placas basales.
  47. 47. Segmentación Craneocaudal del SNC Prosencéfalo • Algunos autores proponen la formación de prosómeros. • Las células de los prosómeros pueden migrar de un prosómero a otro. • Se ha sugerido la expresión del gen shh en la frontera del futuro tálamo dorsal y tálamo ventral. • Shh induce la formación de neuronas motoras.
  48. 48. Prosencéfalo: Telencéfalo y Diencefalo
  49. 49. Diencéfalo Embrión de 7 semanas  Consiste de placa del techo y placas alares pero carece de placa del piso y placas basales.  En su placa del techo se encuentran los plexos coroideos del III ventrículo y en su parte mas caudal se desarrolla la Epifisis o pineal.  Se observan las vesículas ópticas en las paredes laterales.
  50. 50. Diencéfalo  Placas Alares forma las paredes laterales del III ventrículo.  Forman tres núcleos: el eeppiittáállaammoo, el ttáállaammoo y el hhiippoottáállaammoo..  Los neuroblastos del ttáállaammoo pprrooliferan y sobresalen hacia la luz del diencéfalo y se fusionan para formar la ccoommiissuurraa ggrriiss iinntteerrttaalláámmiiccaa.  El hipotálamo tiene núcleos relacionados con el sueño, la digestión, la temperatura corporal y las emociones. Los tubérculos Mamilares se localizan en la cara ventral del diencéfalo: Son estaciones de relevo relacionadas con la olfacción. Embrión de 8 semanas
  51. 51. Hipófisis  Se desarrolla a partir de dos primordios, uno proveniente de una evaginación ectodérmica del estomodeo llamada BBoollssaa ddee RRaatthhkkee que forma la adenohipófisis y la otra por una prolongación del diencéfalo llamado IInnffuunnddííbbuulloo qquuee ddaa lluuggaarr aa llaa nneeuurroohhiippooffííssiiss.  La Bolsa de Rathke aparece en la 3a. sem y crece en dirección dorsal. Al final del 2o. mes se ha desconectado de la cavidad bucal y se encuentra íntimamente unida al infundíbulo.  La Pars tuberalis se desarrolla a partir de una prolongación de la adenohipófisis que termina rodeando al infundíbulo.  La Pars intermedia se desarrolla a partir de la pared posterior de la bolsa de Rathke que queda en contacto con la neurohipófisis.  El infundíbulo forma la Neurohipófisis y su tallo que la deja en contacto con el hipotálamo.
  52. 52. Hipófisis 6 sem 11 sem 16 sem
  53. 53. Hipófisis Infundíbulo Bolsa de Rathke Diencéfalo Cavidad oral tallo
  54. 54. TELENCEFALO Está formado por dos hemisferios cerebrales y una porción media, la lámina Terminal. Inician su desarrollo al principio de la quinta semana como evaginaciones laterales del prosencéfalo. Lámina terminal
  55. 55. Cuerpo estriado Ventrículos laterales A la sexta semana se desarrolla en el piso de ambos hemisterios el cuerpo estriado, se expande hacia atrás y se divide por la cápsula interna (axones interventriculares) en el núcleo caudado (dorsomedial) y el núcleo lenticular (ventrolateral). En la pared de los hemisferios cercana al diencefalo se forman plexos coroideos.
  56. 56. En la sexta semana del desarrollo se fusiona la porción inferior del hemisferio con el diencéfalo quedando en contacto el núcleo caudado con el tálamo.
  57. 57. COMISURAS INTER-HEMISFERICAS  Las comisuras son haces de axones que comunican los hemisferios cerebrales y pasan a través de la lámina terminal.  La primera en aparecer es la comisura anterior que conecta al bulbo olfatorio con la corteza del lado opuesto.  La segunda es la del hipocampo o del trígono, nacen en el hipocampo llegan a la lámina terminal cerca del techo del diencefalo se arquean por fuera de la fisura coroidea, llegan al tubérculo mamilar y al hipotálamo.  A la 10ma semana se observa la más importante, el cuerpo calloso que comunica ambos hemisferios y se expande como arco sobre el techo del diencefálo.  Otras que atraviesan la lámina terminal y se localizan por delante de la epifisis es la habenular y por detrás la comisura posterior.  El quiasma óptico rostral aparece en la pared rostral del diencefalo, contiene los axones de las mitades nasales de la retina. Lámina terminal
  58. 58. VENTRÍCULOS LATERALES Los ventrículos laterales ( I y II) se observan dentro de los hemisferios cerebrales y se comunican con el III ventrículo por el agujero interventricular o de Monro. • Con el crecimiento de la crteza hacia atrás y lateral los ventrículos toma la forma de un cuerno.
  59. 59. Ventrículos laterales
  60. 60. Corteza cerebral Se desarrolla a partir del palio que se divide en: a) Paleopalio o arquipalio (lateral al cuerpo estriado) b) Neopalio, entre el hipocampo y el paleopalio. Los primeros neuroblastos migran a un sitio debajo de la piamadre, Las siguientes oleadas de neuroblastos los atraviesan y se colocan cerca de la piamadre, las capas profundas se forman primero. En el neonato la corteza motora posee abundantes células piramidales y la sensitiva células granulosas
  61. 61. Histogénesis dentro del sistema nevioso central • La sustancia gris esta en la periferia y la blanca en el centro • La migración de los neuroblastos posmitoticos puede ser a través de la glia radial o por traslocación del soma para formar las diferentes capas de la corteza cerebral. • Las capas más profundas se forman primero
  62. 62. • Los hemisferios se forman por dos evaginaciones del telencéfalo que crecen sobre el diencéfalo cubren al mesencéfalo y la porción cefálica del metencéfalo. • El crecimiento de los hemisferios en dirección anterior, dorsal e inferior forman los lóbulos frontal parietal, temporal y occipital. • La región suprayacente al cuerpo estriado crece más lento por eso la zona situada entre el lóbulo temporal y frontal se hunde formando la ínsula de Reil que ya se observa cubierta en el recién nacido. • Al final del periodo fetal la corteza crece rápidamente formando muchas circunvoluciones
  63. 63. Corteza cerebral
  64. 64. Bulbos olfatorios Se forman por interacción mesenquima (cresta neural) con el ectodermo de la prominencia fronto nasal para formar las placodas olfatorias (neuronas sensoriales primarias). Los bulbos olfatorios se forman del telencefalo al interaccionar con células de la cresta neural. Están conectados ya al 7o mes
  65. 65. Cerebro en el adulto

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