Sistema Nervioso

Los principales procesos del desarrollo que participan en la formación del Sistema Nervioso son:

• INDUCCIÓN Incluida LA Inducción primaria por la notocorda como las inducciones secundaria controladas por los tejidos nervosos.
• PROLIFERACIÓN Primero como respuesta a las células neuroectodérmicas a la inducción primaria  y luego con el fin de generar un número crítico de células.
• DETERMINACIÓN de la identidad de algunos tipos específicos de células gliales y neuronales
• COMUNICACÓN INTECELULAR y adhesión de células similares.
• MIGRACIÓN CELULAR
• DIFERENCIACIÓN CELULAR tanto de neuronas como de células gliales
• ESTABILIZACIÓN o ELIMINACIÓN de ciertas conexiones interneuronales, asociado a apoptosis.
• DESARROLLO PROGRESIVO DE PATRONES INTEGRADOS
  
  

Constitución del Sistema Nervioso

·         La inducción primaria acaba produciendo una placa neural de ectodermo engrosado por encima de la notocorda

·         Los inductores neurales noggin y cordina bloquean la influencia de BMP-4, permitiendo la formación de tejido nervioso.

·         Expresión del factor de trascripción Otx-2en la región del prosencefalo y mesencefalo y de gbx2 en el romboencefalo, la zona de separación entra la expresión de estos genes forma el ORGANIZADOS ÍSTMICO

·         La FGF-8 (Factor de crecimiento fibroblástico 8) y WNT-1 se difunden a partir de este límite y son fundamentales para determinar la aparición del mesencéfalo y el romboencéfalo.

·         Bajo la influencia de genes HOX el romboencéfalo sufre una segmentación muy regular en ROMBÓMEROS, precursores de a organización global de la región facial y cervical.

Configuración temprana del Sistema Nervioso

·      El cierre del tubo neural empieza a producirse en la región donde aparecieron los primeros somitas extendiéndose caudal y cefálicamente, las zonas no fusionadas se denominan NEUROPOROS CAUDAL Y CEFÁLICO

·         Incluso antes de cerrarse se peuden reconocer ya la futura médula espinal y el encéfalo, y dentro de este el Prosencéfalo, Mesencéfalo y Romboencéfalo.

·         Una fuerza fundamental a la hora de modelar el sistema nervioso durante sus fases iniciales es la curvatura global del extremo cefálico del embrión en forma de C asociada con la aparición a finales de la tercera semana de la FLEXURA CEFÁLICA en el cerebro (a nivel de mesencéfalo)

·         A principios de la quinta emana surge la FLEXURA CERVICAL en la zona de transición entre el romboencéfalo y la médula espinal. 

Histiogénesis del Sistema Nervioso Central

Proliferación dentro del tubo neural

·         Poco después de la inducción, la placa neural y el tubo neural adoptan la organización de un epitelio pseudoestratificado.

·         Las células neuroepiteliales se caracterizan por una elevada actividad mitótica, y existe una estrecha correlación entre la posición de sus núcleos en el tubo neural y su estadio dentro del ciclo mitótico.

·         Cuando estos núcleos se preparan para iniciar la mitosis, migran dentro del citoplasma hacia la luz del tubo neural, donde experimentan dicho procesos. La orientación del huso mitótico se relaciona con el destino de las células hijas.

• Perpendicular a la superficie interna entonces se preparan para otra ronda de síntesis de ADN
• Paralelo a la superficie interna del tubo neural la célula más próxima a la superficie interna será una célula progenitora proliferativa susceptible a sufrir mitosis, la mas próxima a la superficie basal heredará una elevada concentración de NOTCH y se alejará con rapidez al borde apical en forma de NEURO BLASTO POSMITÓTICO

·         Los neuroblastos  son células precursoras de las neuronas, empiezan a producir prolongaciones que se acaban convirtiendo en axones y dendritas.

Linajes celulares en la histogénesis del sistema nervioso central

·         Las CÉLULAS DE LA MICROGLÍA son células migrantes derivadas de mesodermo, estas no se encuentran en el cerebro en desarrollo hasta que éste es atravesado por vasos sanguíneos.

·         La mayor parte de células del SNC provienen de CÉLULAS MADRE MULTIPOTENCIALES (Expresan una proteína de filamentos intermedios, NESTINA), esas experimentan divisiones mitóticas antes de madurar en CÉLULAS PROGENITORAS BIPOTENCIALES, que dan lugar a las CÉLULAS PROGENITORAS NEURONALES (Expresan proteína de neurofilamentos) O GLIALES (expresan proteína gliofibrilar  ácida).

• CÉLULAS PROGENITORAS NEURONALES:

·         Las células progenitoras neuronales dan lugar a los NEUROBLASTOS BIPOLARES que tienen 2 prolongaciones citoplasmáticas delgadas, que entran en contacto con la membrana limitante externa y el margen luminar central del tubo neural.

·         Cuando la prolongación interna se retrae pierde el contacto con el margen luminar interno y se va convirtiendo en un NEUROBLASTO UNIPOLAR estos acumulan grandes cantidades de retículo endoplásmico rugoso (sustancia de Nissl)

·         Posteriormente se convierten a NEUROBLASTOS MULTIPOLARES emiten prolongaciones axónicas y dendríticas y establece conexiones con otras neuronas u órganos terminales.

• CÉLULAS PROGENITORAS GLIALES:

·         Se dividen en varias ramas, como a la CÉLULA PROGENITORA O-2A precursora de astrocitos tipo 2 y oligodendrocitos (dependen de señales de la notocorda Sonic Hedgedog).

·         La segunda  linea glial da lugar a los astrocitos tipo 1

·         La tercera línea glial da origen a las CÉLULAS DE LA GLIAL RADIAL que actúan como cables guía en el cerebro para la migración de las neuronas jóvenes. Pueden diferenciarse en astrositos tipo 1 y células ependimarias.

Organización transversal fundamental del tubo neural en desarrollo

·         La capa celular más próxima a la luz del tubo neural se le denomina ZONA VENTRICULAR (Ependimaria) y se acaba convirtiendo en el epéndimo. Se va a convertir en la SUSTANCIA GRIS

·         Luego se encuentra la ZONA INTERMEDIA (manto) en la que se hallan los cuerpos celulares de los neuroblastos postmitóticos en diferenciación.

·         La ZONA MARGINAL periférica contiene prolongaciones neuronales pero no somas celulares. Se va a convertir en la SUSTANCIA BLANCA

·         El SURCO LIMITANTE  dentro del conducto central divide la médula en:

• PLACA ALAR.- Dorsal comunicadas mediante la placa del techo, estimulada por BMP-4 y 7, aumentando las concentraciones de Pax y Msx y componente sensitivo de la médula
• PLACA BASAL.- Ventral comunicadas mediante la placa del suelo, sus células son las primeras en diferenciarse tras la inducción primaria son estimuladas Sonic Hedgehog y representa el componente motor de la médula.

Formación y Segmentación del patrón craneocaudal

Formación de patrones en el romboencéfalo y Médula Espinal

·         La correspondencia entre los rombómeros en desarrollo y otras estructuras de la región craneal y de los arcos faríngeos es muy notable, los pares craneales muestran un origen igual de ordenado con respecto a los rombómeros

·         Los axones de un par craneal se dirigen en sentido lateral dentro del rombómero y convergen en un lugar de salida compón a la altura de su punto medio craneocaudal

·         Los núcleos de los pares craneales que inervan los arcos faríngeos se originan en serie a lo largo del eje craneocaudal.

·         Las propiedades de las paredes de los rombómeros impiden que los axones se introduzcan en rombómeros adyacentes que no les corresponden, Sin embargo las prolongaciones originadas en los neuroblastos sensitivos y los nervios de la vía denominada FASCÍCULO LONGITUDINAL MEDIAL tienen libertad para atravesar los límites de los rombómeros.

·         La naturaleza segmentada de los nervios raquídeos viene determinada por el mesodermo de los somitas localizados a lo largo del tubo neural.

·         Las neuronas motoras en crecimiento de la médula y las crestas neurales que emigran pueden entrar con facilidad en el mesodermo anterior de los somitas, pero parecen ser rechazados por la mitad posterior de los mismos, Este hecho condiciona la presencia de un par bilateral de nervios por cada lado.

Formación de patrones en la región del encéfalo medio

·         Uno de los principales mecanismos para la formación del patrón en el mesencéfalo consiste en el ORGANIZADOR ISTMICO, que induce y polariza la región dorsal del mesencéfalo y el cerebelo.

·         La FGF-8 (Factor de crecimiento fibroblástico 8) y WNT-1 se difunden a partir de este límite y son fundamentales para determinar la aparición del mesencéfalo y el romboencéfalo.

·         El Mesencéfalo se separa del diencéfalo mediante la inhibición mutua de la expresión de genes originados en en cada una de ellos (Diencéfalo) Pax-6---En-1 (Mesencéfalo)

Formación de patrones en la región del prosencéfalo

·         Se reconocen 6 PROSÓMEROS, que se extienden desde el límite entre mesencéfalo y prosencéfalo

·         Los prosómeros del 1 al 3 se incorporan al diencéfalo, y p2 y p3 forman al Tálamo dorsal y ventral.

·         Dentro del dominio de p4 a p6 la placa basal se convierten en la principal región del Hipotálamo, la placa alar es la precursora de la corteza cerebral, ganglios basales y vesículas ópticas.

·         FGF-8 induce la expresión de BF-1 que regula el desarrollo del telencéfalo y las vesículas ópticas.

·         El prosencéfalo central es inducido  organizado por la acción de Sonic Hedgehog (SHH), en ausencia de señales de este habrá Holoprosencefalia, que en casos entremos se asocia con Ciclopía.