Embriologia_SN_2 (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Neurobiologia
Año del apunte 2016
Páginas 10
Fecha de subida 12/09/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Tot   i   així,   no   se   sabia   el   perquè,   a   pesar   de   la   fortificació,   de   l’existència   d’aquests   defectes del tub neural, fet que va portar a estudiar a nivell gènic els enzims relacionats  amb  el  metabolisme  de  l’àcid  fòlic,  i  va  portar  al  descobriment  d‘almenys   dos   polimorfismes   en   un   enzim   relacionat   amb   aquest   metabolisme   de   l’àcid   fòlic   (metil-tetrahidrofolat reductasa). Les persones que tenen aquests polimorfismes, tot i prendre  suplements,  aquests  no  són  suficients  perquè  tenen  el  metabolisme  de  l’àcid   fòlic deficitari.
L’àcid   fòlic   és   fonamental   en   el   procés   de   la   neurulació   perquè   sembla   que   està   relacionat amb els processos de divisió i de proliferació (en el moment de la neurulació estan contínuament ocorrent metilacions, cada vegada que ocorre una divisió cel·lular).
- Neurulació secundària: Tot i que la major part del SNC deriva del tub neural (format pel procés de neurulació que   s’acaba   d’explicar),   se   sap   que   la   part   més   caudal   (relacionada   amb   els   nivells   inferiors   del   sacre   i   el   còccix)   no   es   forma   d’aquesta   manera,   sinó   que   ho   fa   per   un   procés de neurulació secundària. En aquest procés no hi ha una invaginació i formació d’un  tub,  sinó  que  es  produeix  una  condensació  de  les  cèl·∙lules,  i  la  zona  condensada   formada es cavita en el centre, formant-se així el tub.
Així   doncs,   d’aquesta   zona   més caudal del tub sorgeixen un altre grup de malformacions relacionades amb aquest procés.
- Formació de les crestes neurals i les placodes ectodèrmiques: En  els  límits  entre  el  tub  neural  i  l’ectoderma  no-neural, es formen les crestes neurals i les placodes ectodèrmiques, també mitjançant el procés de neurulació; és a dir, a través  de  la  concentració  de  senyals  de  BMP  i  els  antagonistes  d’aquest.  Així  doncs,  a   certes concentracions dels dos tipus de senyals, el teixit adquireix un destí o altre: cresta neural o placode ectodèrmic (el teixit expressa un tipus de gens o altres).
En la imatge es veu la placa neural, i juntament a aquesta es veu la futura cresta neural, i les futures placodes ectodèrmiques, que a diferència de la cresta neural només es formen en certs nivells.
Les crestes neurals que es formen donaran lloc a molts teixits, incloent: - Una gran part del SNP (ganglis espinals de les arrels dorsals).
- Ganglis del SN autònom: simpàtics en posició pre-vertebral, i parasimpàtics ubicats més pròxims als òrgans.
- Teixits com els de les glàndules suprarenals (cèl·lules productores d’adrenalina),  parts  del  sistema  de   conducció del cor, parts de l’aparell  respiratori,  etc.
Tonant al SNP, a banda dels ganglis espinals i els autònoms, existeix el SN entèric, el qual està ubicat en les parets del sistema digestiu (conjunt de neurones que són importants per als moviments peristàltics). De fet, hi ha més neurones en aquest sistema entèric que no pas en el SNC.
Un   error   en   la   invasió   d’aquestes   neurones   a   les   parets   de   l’intestí   està   relacionat amb la malaltia de Hirschprung (o megacòlon congènit). Sembla que l’error  té  lloc  en  la  fase  final  de  la  migració   de les cèl·lules de la cresta neural, de manera que les cèl·lules arriben a prop de les  parets  de  l’intestí,  però  no  són  capaces  d’entrar  i  envair  les parets; normalment en la part més distal del tub digestiu.
Queda, en conseqüència, afectada la peristalsi de les zones del tub digestiu que queden sense aquestes neurones: aquestes parts queden més estretes, de manera que la femta no passa i provoca un eixamplament de la zona proximal.
Imatge de com les cèl·lules envaeixen les parets del tub digestiu (animal transgènic).
Pel que fa a les placodes ectodèrmiques, cal esmentar que: si els ganglis de les arrels dorsals deriven íntegrament de les crestes neurals, els que estan a nivell del crani (relacionats amb els nervis dels parells cranials) poden derivar de les crestes neurals o de les placodes, o bé tenir un origen mixt.
Les taules il·lustren, per cada parell   cranial,   l’origen   a   nivell   embrionari.
Esmentar també el fet que l’epiteli   olfactiu   deriva   de   les   placodes nasals.
Origen de les cèl·lules Bàsicament, a nivell del SN hi ha neurones i cèl·lules glials.
- Les neurones del SNC s’originen  en  el  neuroepiteli  del  tub  neural:  la placa neural que després forma el tub neural està formada per una capa de neuroepiteli, i aquest neuroepiteli prolifera i produeix el llinatge neuronal. En canvi, les neurones del SNP s’originen:  en  les  crestes  neurals  o  en  les  placodes  ectodèrmiques.
- Pel que fa a la glia, es diferencia també entre SNC i SNP. A nivell del SNC: l’astroglia  i   l’oligodendròglia   s’originen   també   en   el   neuroepiteli del tub neural, mentre que la micròglia té un origen mesenquimàtic (envaeix el SNC durant el desenvolupament per mitjà de diversos medis, com per exemple  l’entrada  de  vasos).   Per altra banda, a nivell del SNP, les cèl·lules de Schwann (relacionades amb les beines de  mielina  dels  nervis  perifèrics)  tenen  l’origen  en  les  crestes  neurals.
Imatge  en  la  qual  s’observen cèl·lules neuroepitelials que al proliferar produiran: per un costat neuroblasts que donaran lloc a les futures neurones; i per altre costat glioblasts que donaran lloc a les cèl·lules de la glia (astròcits, oligodendròcits..). Per altra banda, també  s’hi  veu  l’entrada   de cèl·lules mesenquimàtiques, que donaran lloc a la microglia.
Proliferació neural - Proliferació del neuroepiteli i producció de neuroblasts i glioblasts: En la imatge es pot observar una secció esquemàtica del neuroepiteli, el qual al principi és una capa única de cèl·lules tot   i   que,   quan   s’observa   en   el   microscopi electrònic (o inclús en el microscopi òptic) fa la sensació de què hi ha moltes capes de cèl·lules. Això és perquè   els   nuclis   d’aquestes   ocupen   diferents posicions en el gruix del tub neural, de la profunditat a la superfície; és a dir, des de prop del ventricle fins a la superfície pial (prop de la piamare).
Aquest fenomen es deu a què, durant els cicles de proliferació de les cèl·lules neuroepitelials, els nuclis es van movent des de la superfície ventricular cap a la superfície pial, ocupant per tant diferents posicions en les diferents fases.
Així doncs, el nucli es mou cap enfora, i un cop “fora”,   en   una   posició   propera   a   la   superfície   pial, és on tindrà lloc la   replicació   de   l’ADN.   Després, el nucli es mou cap endins, i enganxat a la superfície ventricular és on la cèl·∙lula   s’acaba   de   reproduir   i   es   divideix   en   dos.   A   partir   d’aquí,   cadascuna   de   les   dues   cèl·∙lules   filles   inicia   un   nou   cicle:   s’elonguen,   s’ancoren tant dins com fora i torna a produir-se   tot   el   cicle   descrit.   Per   aquesta   raó,   quan   s’observen   les   cèl·∙lules   del   neuroepiteli, cadascuna està en una fase determinada del cicle de proliferació i tenen el  nucli  prop  d’una  o  altra  superfície,  conferint  aquesta  aparença  d’epiteli  estratificat.   Al tractar-se   d’una   falsa   impressió,   es   parla   de   neuroepiteli pseudo-estratificat (falsament estratificat).
A   l’observar   una   imatge   completa   d’aquest   procés, es pot veure el tub neural (a sota la notocorda),  l’ectoderma no-neural (donarà lloc a  l’epidermis),  etc.  Es  pot  veure  també  la  futura   cavitat ventricular en el centre del tub neural; s’observa   com   les   cèl·∙lules   del   neuroepiteli   estan disposades en una única capa, i com moltes   d’elles   estan   ancorades   a   la   superfície ventricular,   així   com   d’altres   ho   estan   en   la   superfície pial. Tots dos grups de cèl·lules estan orientats de manera que recorden als eixos d’una   roda;   és   a   dir,   tenen   una   orientació radial. Cal recordar que aquestes cèl·lules estan proliferant.
Les proliferacions són simètriques inicialment: les dues cèl·lules filles que es produeixen són idèntiques a la cèl·lula mare i mantenen el cicle proliferatiu, fet que produeix un increment de cèl·lules progenitores i un increment del neuroepiteli en tots dos eixos   (tant   en   l’eix   dorso-ventral   com   en   l’eix   rostre-caudal). Es produeix una elongació en la mida del tub neural conseqüència   també   d’aquesta   proliferació.
Arriba, però, un moment en el qual es comencen a produir divisions asimètriques: una de les cèl·lules filles deixa el cicle proliferatiu i adquireix un destí. Aquest destí serà inicialment neuronal (es produeix un neuroblast).
En la imatge es pot observar una secció del tub neural en diferents moments: es pot veure com al principi el gruix del tub és poc (és força estret), i es veuen les cèl·lules en els diferents moments del cicle proliferatiu (els nuclis estan movent-se seguint l’anomenat   moviment   “to   and   from”   o   “inside-out”;   és   a   dir,   de   la   superfície   cap   a   l’exterior  i  viceversa).
Més tard, es començaran a produir també cèl·lules glials; és a dir, algunes de les cèl·lules filla abandonaran el cicle proliferatiu i adquiriran un destí glial.
Aquestes cèl·lules que adquireixen un destí (ja sigui neuronal o glial) es desancoren i comencen a migrar; mentre que les que mantenen en el cicle proliferatiu es tornen a elongar   i   a   repetir   el   cicle.   Arriba,   finalment,   un   moment   en   què   deixen   d’existir   cèl·∙lules   de   proliferació,   excepte   en   un   parell   de   llocs   (s’explicarà   més   endavant)   on   inclús en el període postnatal es manté la proliferació.
Migració, diferenciació i agregació - Migració radial: La major part de les cèl·lules migren de manera radial, conseqüència de la organització de les mateixes cèl·lules durant les divisions: les cèl·lules del neuroepiteli tenen aquesta orientació radial, i quan es desancoren part dels seus processos tenen aquesta orientació radial; per això migren en aquesta direcció. Hi ha dos tipus de migració radial: - Migració per translocació del nucli. Al principi, quan el tub neural és estret i més senzill, ocorre una migració radial com la que apareix en la imatge: es produeixen dues cèl·lules filles, que tot i desancorar-se de les superfícies, mantenen el procés radial llarg.
El procés radial llarg serveix de tuberia, a través de la qual es desplaçarà el nucli de la cèl·lula mitjançant translocació, per situar-se així cada cop en posicions més  properes  a  la  superfície  (fins  que  s’aturi  la  migració).  Aquest  procés  descrit   està mediat per contactes a nivell de la membrana plasmàtica, en la qual hi ha receptors i molècules de membrana que van detectant molècules presents en el  medi.  Arriba  un  moment  en  el  que  s’atura  la  migració.   Cada   vegada   el  nucli   s’ubica   mes   prop  de   la   superfície,   mentre   que   el  procés,   que queda darrere,  es  va  retraient.  D’aquesta  manera,  la  cèl·∙lula  està  cada  cop   més   a   prop   de   la   superfície   i   en   el   moment   en   que   s’atura   la   migració   es   comença  a  desenvolupar  l’arbre  dendrític.  Abans  que  això  ocorri,  la  major  part   de les vegades la cèl·lula ja ha emès el seu   axó   (és   a   dir,   l’emissió   ocorre   normalment abans o durant la migració cel·lular). En la imatge es veu una cèl·lula que esta en un estadi intermedi i en la qual ja ha començat a créixer l’axó.
Aquest procés descrit implica diverses qüestions, com el fet que el tub neural, que inicialment és molt senzill i té cèl·lules en proliferació, eventualment tindrà cèl·lules que  estan  migrant  i  cèl·∙lules  que  s’estan  ja  diferenciant.  D’aquesta  manera,  arriba  un   moment en el qual el tub neural tindrà diverses capes: - Capa o zona ventricular (capa profunda), on es mantenen les cèl·lules que estan en proliferació.
- Capa o zona del mantell (capa intermèdia), on hi ha cèl·lules migrant i en diferenciació.
- Capa o zona marginal (capa més superficial), on hi ha cèl·lules a les quals els hi estan creixent els axons pioners. Normalment, aquesta capa marginal és la que està en la superfície pial.
S’ha  passat  per  tant  d’una  única  capa  cel·∙lular  a  tenir  diverses  capes.  Normalment,  la   zona de mantell es va després complicant,  a  mesura  que  s’afegeixen  noves  cèl·∙lules.
En   la   imatge   s’observen   diverses   fases   de   les   cèl·∙lules   i   les   seves   corresponents   morfologies: des del moment inicial en què la cèl·lula està en proliferació, passant per l’etapa  en  que  es  troben  cèl·∙lules  allargades que reben el nom de neuroblasts bipolars, o a vegades monopolars (precursors de les neurones); i finalment   l’etapa   en   que   ja   hi   ha   neurones immadures, en les quals s’està  formant  l’arbre  dendrític  (és   l’últim  que  es  forma).
Pel que fa al segon tipus de migració radial: - Migració guiada per glia radial. Quan el tub neural és ja més ample i complex, la migració no ocorre simplement per translocació nuclear, sinó que aquesta té lloc   seguint   a   un   altre  tipus  de   glia,   i   és   l’anomenada  migració   guiada   per glia radial. Aquesta migració consisteix en què les cèl·lules que estan migrant es recolzen sobre les cèl·lules elongades i que reben el nom de glia radial (se les va anomenar als anys 60-70, quan un investigador va proposar aquest model, inicialment aplicat   en   l’escorça   cerebral   però   que   després   es   va   estendre   a   la   resta   de   punts   de   l’organisme).   D’aquesta   manera,   les   cèl·∙lules   es   recolzen   i   desplacen per situar-se en posicions cada cop més superficials. En els anys 90 es va investigar més profundament aquest tipus de migració, i inclús fer registres per analitzar-la:  es  va  veure  que,  en  realitat,  les  cèl·∙lules  que  s’havien  anomenat   “de  la  glia  radial”  no  són  cèl·∙lules  glials  en  sentit  estricte,  ja  que  no  són  cèl·∙lules   diferenciades sinó que són cèl·lules progenitores que estan en proliferació (són cèl·lules germanes de les que estan migrant).
Quan  les  cèl·∙lules  han  migrat,  s’organitzen  en  el  mantell  de  diverses  maneres:   - Poden formar capes,  com  ocorre  en  l’escorça  cerebral.
- Poden formar agregats cel·lulars compactes de tipus nuclear, com ocorre en el cas del tàlem i els ganglis basals (caudat, putamen i globus pàl·lid).
- Poden formar agregats cel·lulars de manera més laxa, com seria el cas de la formació reticular.
Així doncs, per exemple en el tronc   de   l’encèfal   hi   ha   presents   els   dos   últims   tipus   d’organització:  hi  ha  els  nuclis  dels  parells  motors,  que  serien  agregats  compactes,  i  la   formació reticular, que seria un agregat més lax.
- Migració tangencial: Com  s’ha  dit,  la  major  part  de  les  cèl·lules migren radialment cap a la zona del mantell, però existeixen alguns casos de migració tangencial, alguns dels quals són molt cridaners. En aquests casos, enlloc de migrar radialment, es migra en sentit ortogonal a la direcció radial. Això ocorre en   diversos   llocs   (s’ampliarà   més   endavant),   i   aquests   resulten interessants perquè, pel fet de migrar tangencialment, permet entendre el següent   fet:   durant   el   desenvolupament   el   neuroepiteli   s’anirà   compartimentant,   i   cada compartiment produirà unes cèl·lules concretes; si les neurones migren radialment cap al mantell, es parlarà de divisions citogenètiques radials en el tub neural,   però   amb   la   migració   tangencial   d’algunes   cèl·∙lules   es   produirà   la   invasió   d’alguns  territoris  per  cèl·∙lules  veïnes.   En conseqüència, en aquestes localitzacions del mantell existirà una barreja de cèl·lules de diversos tipus, produïdes en diversos compartiments del neuroepiteli. Això produeix un enriquiment del mantell.
Ocorren   migracions   d’aquest   estil per exemple a nivell d’estructures   telencefàliques   (d’aquí  que  hi  hagi  barreja  de   cèl·lules GABAèrgiques i glutamatèrgiques).
- Diferenciació neuronal: Des que inicien la migració, les cèl·lules comencen ja a diferenciar-se i a emetre el seu axó. Més tard, ocorren fases de la diferenciació que tenen a veure amb el creixement de  l’arbre  dendrític,  fases  de  maduració  tant  de  l’arbre  axònic  com  de  l’arbre  dendrític,   etc.
Creixement axonal i formació de sinapsis Un aspecte de la diferenciació que és especial és el creixement axònic i la sinaptogènesi.
- Navegació axonal i sinaptogènesi: La navegació axonal ocorre per implicació de diversos tipus de senyals, les quals seran reconegudes per les cèl·lules gràcies a què aquestes   presenten,   a   nivell   de   l’extrem   dels seus axons de creixement, proteïnes de membrana (receptors i altres tipus de proteïnes de membrana) que reconeixen senyals que hi ha en el medi (tant en el substrat com senyals que han anat difonent des de punts més allunyats).
D’aquesta   manera,   l’axó   de   creixement   anirà avançant cap la seva diana.
En   l’extrem   de   l’axó   de   creixement   existeix   una   zona   més   irregular   i   engruixida   que   presenta moltes prolongacions fines i que rep el nom de con de creixement axònic. Aquest con va ser descrit ja per Cajal, tot i que va ser més endavant quan es va descobrir la seva implicació en el creixement axonal.
En   la   imatge   s’observa   un   esquema   de   la   zona   del   procés   axònic   i   del   con   de   creixement (amb les prolongacions anomenades fil·lopodis); es veu com les prolongacions i el con de creixement presenta un citoesquelet determinat: presenta en la zona allargada del con filaments de tubulina, mentre que en la zona del con de creixement presenta filaments  d’actina.   Els   filaments   d’actina   tenen   la   capacitat   de   remodelar-se molt ràpidament en resposta a les senyals que va trobant el con de creixement durant la migració. Això permet que els fil·lopodis es vagin estenent o retraient en funció del que troben pel camí.
...

Comprar Previsualizar