BMSN_Sistema_nerviós_2 (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Neurobiologia
Año del apunte 2016
Páginas 8
Fecha de subida 13/09/2017
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

microtúbul   i   l’orgànul),   per   on   viatgen   orgànuls   i   moltes   vesícules.   Algunes de les vesícules que viatgen, en un moment determinat es desprenen del sistema, van a la membrana i allí hi insereixen proteïnes, receptors, etc. (encara no se sap com).
D’aquesta   manera, són les vesícules les que determinen la heterogeneïtat de membrana que presenten les neurones (receptors sinàptics, no sinàptics, canals de sodi, etc.). Però hi ha molts elements encara desconeguts que intervenen en el transport de les vesícules i en la seva posterior interacció amb la membrana.
Connectivitat de neurones El transport axoplàsmic, a banda de ser un element essencial pel funcionament de les neurones, també és un element que ha contribuït a conèixer la connectivitat de neurones. Tots aquests circuits de connexió (a nivell macroscòpic) entre territoris del cervell es coneixen a través de diversos mètodes: - Alguns per simple observació del que ocorre en certes patologies, ja que quan s’altera   un   territori   del   cervell   es   degeneren   els   axons   que   depenen   d’aquest   (per exemple un infart cerebral en una regió concreta permet veure quina connexió amb un altre territori del cos ha deixat de funcionar). Aquest va ser el primer (i potser el més imperfecte) mètode emprat per conèixer les connexions del cervell.
- Un mètode, més refinat, és el fisiològic: estimular diverses regions del cervell; però això moltes  vegades  no  t’indica la connexió directa.
- Al descobrir-se el transport axoplàsmic, es va aplicar molt aquest mètode (i encara  s’aplica)  per visualitzar i traçar  les  connexions  del  cervell:  si  s’agafa  una   proteïna (que es pugui identificar), s’injecta   en   un   punt   determinat,   es   deixa   que   es   transporti   i   s’analitza   la   distància   i   la   regió   on   ha   anat   a   parar   (per   exemple   s’injecta   en   l’escorça   cerebral   motora   i   es   detecta   després   en   la   medul·la espinal per mitjà dels axons marcats). D’aquesta   manera   s’ha   anat   mapejant gran part de la connectivitat del cervell; mitjançant traçadors que són de transport anterògrad i mitjançant traçadors que són de transport retrògrad (es poden combinar també traçadors de tots dos tipus).
Tot  això  s’ha  anat  fent  de  manera  feixuga  durant  molts  anys  per  anar  determinant  les   connexions del cervell.
Alguns exemples de proteïnes que es transporten molt bé serien: - A nivell retrògrad, una glicoproteïna   vegetal   que   s’anomena peroxidasa de rave (injectable  fàcilment,  per  exemple  en  músculs).  L’activitat  peroxidàsica  es   pot visualitzar gràcies al precipitat que forma.
- No només es transporten aquestes proteïnes esmentades, sinó que hi ha també organismes patògens, virus o proteïnes derivades de microorganismes patògens (com són les neurotoxines) que  arriben  a  l’interior  del  SN  “muntant- se”  en  aquestes  autopistes  de  connectivitat  (tenen  proteïnes  que  es  fixen  en  la   membrana dels terminals nerviosos). En seria un exemple el virus de la ràbia, que   és   un   virus   neurotròpic,   ja   que   s’incorpora   per   transport   axoplàsmic   retrògrad, i infecta la neurona per aquesta via. Aquest virus té la particularitat que, quan arriba a la primera neurona, és capaç de saltar a la segona, i així successivament (fa un transport trans-sinàptic, cosa que no passa sempre). És per aquesta raó que la proteïna del virus ràbic (no patològica) s’utilitza   en   experiments que busquen traçar connexions trans-sinàptiques.
Hi ha altres patògens que infecten el SN per aquesta via, com és el cas de la toxina tetànica (alliberada per un bacteri anaeròbic). Aquesta toxina té afinitat pels terminals i es transporta també retrògradament fins a la neurona. La toxina tetànica té varis subcomponents: - Un que fa que la toxina entri, el qual no té toxicitat (només guia).
- Quan la toxina arriba a la neurona, salta trans-sinàpticament a la segona neurona, i és llavors quan alliberarà la neurotoxina. Aquesta neurotoxina proteolitza (és una proteasa) les proteïnes implicades en la fusió de vesícules   de   la   neurona,   de   manera   que   l’alliberament   de   NT   queda interromput (talla la sinapsis). La neurona acaba alliberant un PA de manera descontrolada (moment en que apareix el tètanus).
Aquesta toxina tetànica és similar a la toxina botulínica, que també és una proteasa que trenca les proteïnes implicades en la fusió vesicular. La toxina botulínica és alliberada per bacteris anaeròbics, que poden créixer en conserves mal preparades, i per tant ser ingerida i fer el mateix que les toxines tetàniques. A diferència però de la tetànica, aquesta toxina no té la subunitat que la introdueix per transportar-se, de manera que l’acció  de  bloqueig  la  fa  directament  sobre  la  placa   muscular (la bloqueja), enlloc de bloquejar la sinapsis aferent de la motoneurona (perquè no es transporta axoplàsmicament); fa una paràlisi flàccida.
Així doncs, aquestes dues toxines, a pesar  de  tenir  un  mecanisme  d’acció   molecular idèntic, donen clíniques molt diferenciades, conseqüència de la capacitat que només una té per transportar-se axoplàsmicament.
Estructura del nervi perifèric Les neurones sensorials que surten dels ganglis inferiors emeten un axó i formen els nervis radiculars anteriors, que són motors. Les neurones del gangli són bipolars i tenen una expansió perifèrica i una de central.
L’expansió   perifèrica   va a ajuntar-se amb les fibres nervioses motores, de manera que viatgen pels nervis perifèrics juntament amb les fibres motores (els nervis perifèrics seran en conseqüència mixtes), i   també   s’incorporen   al   nervi   perifèric axons de neurones que hi ha en els ganglis simpàtics, i per tant també hi ha fibres nervioses vegetatives.
L’expansió  central  s’introdueix  a  l’interior  del  SN  per   formar el nervi radicular posterior (de caràcter sensitiu).
Així doncs, hi ha nervis radiculars anteriors de caràcter motor i nervis radiculars posteriors de caràcter sensitiu. Els nervis radiculars anteriors tenen el soma situat en la banya anterior, i els radiculars posteriors el tenen ubicat fora del SNC, a nivell dels ganglis raquidis.
En el nervi perifèric, totes les fibres estan separades per col·lagen. De fet, una diferència important entre la textura del SNP i del SNC és que en el SNP, les fibres dels nervis estan separades per col·lagen, mentre que en el SNC no hi ha col·lagen.
Pel   que   fa   a   l’estructura   del   nervi   perifèric,   els   fascicles   d’axons   estan   separats per beines col·lagèniques, les quals formen el perineuri. Així doncs, diversos fascicles perineurals aïllen i identifiquen anatòmicament un nervi, així com també   a   través     d’una cobertura col·lectiva que es coneix com a epineure.
En   el   perineuri   i   en   l’interior   d’aquests  fascicles  hi ha també un teixit connectiu que separa les diferents fibres nervioses que és el teixit connectiu endoneuri. També hi ha vasos (els vasa nervorum, que són els vasos dels nervis). En   l’interior   dels   fascicles   s’hi   veuen   nuclis, que corresponen a les cèl·lules de Schwann, a fibroblasts i a cèl·lules endotelials (ja que hi ha vasos).
Cal esmentar que el sistema de preparació del nervi (aplicació convencional de parafina) comporta   l’aplicació   de   solvents orgànics   que   s’enduen   la   mielina.   Però si enlloc dels solvents orgànics es fa servir osmi, aquest reacciona amb els lípids i preserva la mielina, facilitant el tall i la visualització de cadascun dels axons per la seva cobertura mielínica.
Es pot observar així la gran varietat de calibres que tenen els diferents axons.
Transversalment es poden observar els nodes de Ranvier i es pot veure que la cobertura mielínica està proporcionada per la cèl·lula de Schwann (és la membrana   d’aquestes,   que   s’entortolliguen  al voltant).
Les cèl·lules de Schwann estan separades de l’endoneuri   a   través   d’una   làmina   basal,   i   l’axó   interacciona amb la cèl·lula de Schwann (mielínica o no), però mai amb la làmina basal. L’únic   lloc   on   es   pot   dir   que   contacta   més   o   menys   amb   l’espai   extracel·lular és en els nodes de Ranvier.
Tal i com mostra la següent taula, hi ha velocitats de conducció molt diverses en els axons, en funció del seu calibre i del gruix de la mielina que els recobreix. Per exemple els que tenen un calibre de 13-20 micròmetres (els de major calibre), condueixen a una velocitat de 80-120 m/segon, mentre que els de 1-5micrometres ho fan a 5-30 m/segon; però es que si es mira les amielíniques, aquestes condueixen a menor velocitat (unes 100 vegades menys).
Una   cèl·∙lula   de   Schwann   amielínica   cobreix   (“abraça”)   molts   axons   amielínics   alhora,   mentre que una de mielínica només recobreix un sol axó (relació de 1:1).
La mielina té poques proteïnes de membrana, però aquestes són essencials ja que, si estan alterades, la mielina no es pot compactar bé i dóna lloc a neuropaties perifèriques (afectació del SNP, sense afectació directa del SNC), que poden ser hereditàries (com les de Charcott Marie Tooth) o adquirides. La proteïna p0 per exemple és   una   proteïna   d’adhesió   hemofílica amb un domini intracel·lular, un d’intramembranari   i   un   d’extracel·∙lular,   el   qual   s’unirà   amb   un   altre   domini   extracel·∙lular   d’una   altra   proteïna p0. Aquest seria un exemple de proteïna de compactació de la mielina.
Aquesta mielina i proteïnes són diferents a les que hi ha en el SNC (en la substància blanca d’aquest),   on  no   hi   ha   cèl·∙lules   de Schwann sinó oligodendròcits. En el cas dels oligodendròcits la relació és 1:n (proporciona mielinització a molts axons alhora).
Si en el SNP es   lesiona   un   conjunt   d’axons, aquest té capacitat regenerativa, fet que constitueix una gran diferència amb el SNC (on no es dóna aquesta regeneració).
Procés de regeneració del SNP El procés comença quan la part distal d’un  axó  del  SNP queda desconnectada del soma a   causa   d’una   lesió. Cal recordar el transport axoplàsmic constant que existeix en ambdues   direccions   (del   soma   a   la   part   distal   de   l’axó   i   viceversa),  de   manera   que   la   lesió interromp aquest transport i la part distal no es pot mantenir vital (pateix un procés de degeneració després de la fragmentació).
L’axó  que  es  fragmenta  està  envoltat  per  una  cèl·∙lula  de  Schwann,  la  qual  detecta  que   l’axó   no   està   bé,  i   es   converteix   en   una   cèl·∙lula  fagocítica: deixa de fabricar mielina i fagocita   l’extrem   fragmentat   de   l’axó   (apareixen   en   el   seu   interior   fragments   de   mielina desestructurada així com porcions d’axó  fragmentat).   Més tard, en el segment distal es generen processos inflamatoris que atrauen macròfags   circulants   a   través   de   l’alliberament   de   factors   quimiotàctics.   Aquests   macròfags  penetren  i  s’introdueixen  a  l’interior  de  la  fibra  degenerada  i  fagociten.   A conseqüència de la interrupció, el flux de transport axoplàsmic retrògrad es veu interromput:   els   materials   captats   de   l’entorn   i   transportats   cap   al   soma   que   actuen   com a missatgers intracel·lulars i aporten informació al soma queden interferits.
Aquesta interrupció permet que el   soma   s’assabenti   d’aquest   fet   perquè deixa de rebre els materials. Sabem   que   se   n’assabenta   perquè   en   el   soma   hi   tenen   lloc   una   sèrie de canvis morfològics, bioquímics i metabòlics com: - Cromatòlisi: el soma augmenta de mida i dispersa els grumolls de Nissel.
- S’incrementa  el  consum  de  glucosa.
- S’incrementa  el  consum  d’ATP  i  oxigen.
- S’incrementa  la  biosíntesi de lípids i proteïnes.
- S’incrementa  l’activitat  transcripcional.
És a dir, a nivell general s’activa  la  cèl·∙lula.
Nota: si es mesura el temps que passa entra la lisi axonal i la resposta cel·lular es veurà que aquest depèn de la distància a la qual es produeix la lesió axonal (com més proximal, menor temps de resposta cel·lular). Això confirma que aquesta activació cel·lular esmentada és conseqüència de la lisi axonal.
La resposta cromatolítica va encaminada a la regeneració del segment fraccionat. Les cèl·lules de Schwann dennervades són un estímul mitogènic per elles mateixes perquè comencin a proliferar. Paral·lelament, les   làmines   basals   són   com   “pells   de   matriu   extracel·lular”   per   a   cadascun   dels   nervis. La làmina basal és molt bon substrat per l’adhesió  de  la  cèl·lula de Schwann, de manera que aquestes proliferen dins del túbul (segment distal sense nervi) de parets de làmina basal, de manera que ocuparà aquest túbul (túnel) i en un moment determinat   s’acabarà   formant  un   cordó   de   cèl·∙lules   de   Schwann sense axó.
Mentrestant, en el segment proximal, comencen a arribar nous materials generats per l’activació   cel·∙lular   en   el   punt   tallat,   iniciant   una   prolongació   del   segment   axonal perifèric. Del segment perifèric apareixen brots que creixen damunt de les cèl·lules de Schwann (terreny molt propici pel creixement). Com que les cèl·lules de Schwann alliberen factors neurotròfics, el creixement axonal es veu també afavorit. Les cèl·lules de Schwann, que fins ara estaven soles, aniran marcant el camí de creixement i quan detectin que hi ha un axó sobre seu, començaran a sintetitzar mielina, que envoltarà l’axó  creat.
La regeneració del SNP és biològicament i funcionalment bona quan no hi ha interrupció del camí de les banyes connectives entre el segment proximal i el segment distal tallat. Això ocorre quan el nervi no ha estat esclafat (sinó només tallat). És a dir, sense  que  s’hagin  perdut  els  “túnels” que marquen el camí.
La velocitat de regeneració és la velocitat del transport anterògrad; però aquesta té diversos components (un de ràpid i un de lent), de manera que la velocitat de regeneració no serà mai superior al component lent de la velocitat del transport axoplàsmic anterògrad. A més, cal tenir en compte que això seria en condicions òptimes, i que a la pràctica, serà encara més lent.
Nota: apareixerà   un   o   diversos   neuromes   d’amputació   quan   la   regeneració   no   es   pugui   completar, els quals a vegades donen lloc a dolors neuropàtics o a dolors de tipus  “membre   fantasma”  (s’envia  informació  al  SNC  de  que  hi  ha  dolor  d’un  membre  que  no  existeix).
Quan hi ha una lesió i hi ha hagut una separació del material (del membre), per facilitar la recuperació cal fer una aproximació quirúrgica el més acurada possible per aproximar els segments proximal i distal tallats (suturant perineure amb perineure de la manera més precisa possible). Quan   no   es   pot   fer   l’aproximació,   es   pot   inserir   un   material biocompatible entremig (per exemple un fragment de nervi que no tingui una utilitat funcional molt marcada, com per exemple un fragment de nervi sural); evidentment, en aquests casos no hi haurà un encaix perfecte però es recuperaran una part de les fibres i es passarà de funcionalitat zero a una mica més.  També  s’obre  aquí una  àrea  d’investigació  per  desenvolupar  materials  biocompatibles  que  promoguin  la   capacitat regenerativa del SNP.
Atenció: hi ha un nervi on aquest fenomen descrit no es dóna: el nervi òptic. Perquè en realitat no és un nervi: és un fascicle blanc (SNC) i no té cèl·lules de Schwann sinó oligodendròcits, els quals reprimeixen la capacitat regenerativa.
A continuació es mostren imatges amb més detall dels mecanismes moleculars involucrats en el transport axoplàsmic, anterògrad o retrògrad; amb la dineïna i la quinesina com a interactores dels microtúbuls, ja que aquestes reconeixen la direccionalitat dels microtúbuls.
En aquest procés hi intervenen moltes proteïnes (no cal saber-ne el nom). De fet, es pot crear heterogeneïtat de receptors en la membrana de les cèl·lules neuronals gràcies  a  aquest  transport  axoplàsmic,  i  crear  d’aquesta  manera  la  polaritat  neuronal.
La taula és un esquema més actualitzat dels elements que es coneix que viatgen a través del transport axoplàsmic, amb la velocitat aproximada a la qual viatgen. També components externs, com poden ser virus o toxines (o peroxidasa de rave com a traçador utilitzat en recerca), que viatgen de manera força ràpida.
...

Comprar Previsualizar