Dr. Christian Schubert C. Cátedra Histología Enfermería I U. Sto. Tomás El Tejido Nervioso Introducción El tejido nervioso constituye la base estructural del sistema nervioso. Está constituido por 2 tipos de células: neuronas y células gliales (glia) en una proporción de 1:10 respectivamente. Las primeras son las células mas especializadas del tejido nervioso, mientras las segundas ayudan estructural y funcionalmente a las neuronas. El tejido nervioso presenta una escasa proporción de espacio extracelular, debido a que las células presentan una estrechísima asociación no sólo estructural sino funcional; por esta razón el tejido nervioso ha sido definido por algunos como un epitelio altamente especializado y vascularizado. El sistema nervioso se divide en sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está compuesto por el encéfalo, encerrado en el cráneo y su continuación inferior, la médula espinal, ubicada en el conducto raquídeo. El SNP comprende todo el tejido nervioso existente fuera del encéfalo y médula espinal y está constituido por cuerpos neuronales organizados en ganglios, entrecruzamientos de fibras nerviosas o plexos y haces de fibras nerviosas de recorrido paralelo organizadas en nervios. La función principal del tejido nervioso es la de la comunicación, determinada por la irritabilidad, que corresponde a la capacidad de las neuronas de generar una respuesta frente a cambios ambientales y transmitir dicha modificación. Este fenómeno implica que las neuronas sean capaces de reaccionar ante estímulos físicos o químicos y generar un potencial de acción o impulso nervioso (excitabilidad) y transmitir dicho potencial de acción resultante (conductibilidad). Los impulsos nerviosos son transportados desde las diferentes partes del cuerpo hacia el Sistema Nervioso Central (SNC) o desde éste hacia la periferia, mediante largas prolongaciones neuronales llamadas axones. De este modo, las neuronas cumplen funciones sensoriales, integradoras y motoras. Los impulsos que se dirigen hacia el SNC provienen desde los sistemas de receptores sensoriales, que son: exteroceptivos (que reciben impulsos desde el medio ambiente); interoceptivos (reciben impulsos desde las vísceras) y propioceptivos (que reciben impulsos desde el aparato locomotor: músculos, articulaciones y tendones). Los impulsos que provienen desde el SNC se dirigen hacia los órganos efectores periféricos, especialmente los músculos, formando el sistema neuromuscular. Las neuronas se relacionan también entre sí formando complejas redes neuronales a través de uniones específicas llamadas sinapsis. Este tipo de conexión se establece además con células epiteliales, musculares y glandulares. Además el SNC posee una actividad neural endógena que sirve de base para el razonamiento, la experiencia conciente y la regulación de la conducta. Debido a que el tejido nervioso tiene una intensa afinidad tintorial por las soluciones argénticas (argirofilia), las técnicas mayormente utilizadas para su estudio corresponden a técnicas en que se usan colorantes con plata (de Golgi, Cajal y Bodian). El resultado es el depósito de partículas de plata en la célula nerviosa y sus prolongaciones, las que toman un color marrón o negro sobre un fondo amarillo claro. • Embriología del Tejido Nervioso El 95% de las células del tejido nervioso derivan del ectodermo. De éstas, las células derivadas del tubo neural darán origen al sistema nervioso central (SNC) y aquellas derivadas de las crestas neurales darán origen al sistema nervioso periférico (SNP). Las células embrionarias del neuroectodermo denominadas neuroblastos darán origen a las neuronas, mientras que los espongioblastos originarán la neuroglia. El otro 5% deriva del mesodermo y dará origen a la microglia. • Neurona Corresponde a la célula mas especializada del tejido nervioso, capaz de generar y conducir potenciales de acción. Su tamaño varía entre 4 µm y algunos centímetros y su número asciende a 14 billones. Debido a su alto grado de diferenciación, la neurona es una célula incapaz de dividirse. Morfológicamente está constituida por el cuerpo o soma; y sus prolongaciones, que son las dendritas y el axón. a) Soma: El núcleo es único, grande, esférico u ovoide, vesiculoso, central y pálido. Su cromatina es fina y está uniformemente dispersa y su nucleolo es grande, oscuro y central (forma de “ojo de buho”). El citoplasma que rodea al soma se denomina pericárion y el que rodea al axón, axoplasma. En el citoplasma se encuentran inclusiones y organelos. Los filamentos citoesqueléticos o neurofibrillas son agregados de neurofilamentos (filamentos intermedios específicos de las neuronas), microtúbulos y microfilamentos que componen el citoesqueleto de la neurona. Los organelos membranosos son el complejo de Golgi, de distribución perinuclear, las mitocondrias, cuyo número va en aumento hacia el terminal axónico y el retículo endoplásmico liso, distribuido por todo el citoplasma. En neuronas teñidas con colorantes básicos (azul de toluidina, H-E) se observan gránulos basófilos presentes fundamentalmente en el soma y dendritas conocidos como la sustancia de Nissl. Ultraestructuralmente corresponden a ribosomas unidos generalmente al retículo endoplásmico rugoso, de modo que su función es la de mantener una activa síntesis proteica. También se encuentran en el citoplasma vesículas lisosomales, de neurotransmisores y de enzimas. Las inclusiones corresponden a melanosomas, lipofucsina, fierro, lípidos y glucógeno. b) Dendritas Son extensiones protoplasmáticas cortas del soma que tienen el mismo patrón constitutivo y funcional de éste y constituyen una gran superficie de recepción para la neurona. Se caracterizan por ser anisodiamétricas, adelgazándose hacia sus extremos; se ramifican en forma dicotómica, en ángulo agudo y cerca del soma; presentan un patrón de ramificación típico para cada neurona y están cubiertas de espinas dendríticas que emergen como proyecciones laterales de pequeño tamaño. Las dendritas permiten integrar información mediante la recepción de los impulsos eléctricos desde otras neuronas. Las espinas dendríticas aumentan la superficie de recepción y corresponden al punto de contacto sináptico. También parecen remodelar la estructura del árbol dendrítico, ya que a partir de éstas se originan nuevas ramas. c) Axón Se denomina axón, cilindro-eje o neurito. Se origina en el cono axónico del soma y generalmente es único, largo y delgado. Puede llegar a medir 100 cms de longitud en neuronas motoras. En general, se acepta que carece de cuerpos de Nissl, y por lo tanto depende metabólicamente del soma. A diferencia de las dendritas, el axón es isodiamétrico, ramifica colaterales (escasas) en ángulo recto y su extremo distal termina en una ramificación profusa, denominada telodendrón o arborización terminal. El segmento terminal del telodendrón presenta dilataciones o bulbos denominados botones terminales, donde ocurre el contacto presináptico. Además de la conducción del impulso nervioso a lo largo de su membrana, los microtúbulos en el axón determinan transporte axonal bidireccional. Éste permite el tránsito de sustancias y posee una función trófica. El transporte anterógrado se dirige desde al pericarion al terminal axónico y permite el envío de organelos y pequeñas vesículas que contienen neurotransmisores y péptidos a la terminación nerviosa. El transporte retrógrado mueve las vesículas endocitadas y neurofilamentos hacia el cuerpo celular, participando en la degradación lisosomal. Puede ser utilizado como vía de ingreso al SNC por virus neurotropos y toxinas. • Clasificación neuronal: 1. De acuerdo al número de prolongaciones a partir del soma: a. Neuronas unipolares: Tienen una sola prolongación, el axón. Sólo se encuentran en embriones precoces. b. Neuronas seudounipolares: Tienen sólo una prolongación que se bifurca en forma de T, en un axón y una dendrita. Se encuentran en la retina y en los ganglios sensitivos craneales y espinales. c. Neuronas bipolares: con una prolongación en cada extremo del soma; ambas se consideran axones desde el punto de vista estructural y funcional. Se encuentran en la retina. d. Neuronas multipolares: Con más de dos prolongaciones: un axón y varias docenas de dendritas. 2. Según su morfología: a. Piramidales y fusiformes: en la corteza cerebral b. Piriformes: en forma de pera con una arborización dendrítica gigantesca. Células de Purkinje de la corteza cerebelosa c. Estrelladas: En el tálamo y astas anteriores de la médula espinal d. Globosas: En los ganglios sensitivos raquídeos y de Gasser (trigeminal) 3. Según la longitud del axón: a. Tipo Golgi I: Poseen un axón largo, que atraviesa la sustancia blanca. Ej: neuronas piramidales motoras de la corteza cerebral. b. Tipo Golgi II: Con axón corto, no sale de la sustancia gris. Ej: neuronas retinianas 4. Según el rol: a. Sensitivas o aferentes b. Motoras o eferentes c. De asociación (interneuronas); comunican a las neuronas unas con otras • Terminaciones nerviosas y sinapsis Una Sinapsis se define como la zona especializada en donde se unen estructural o funcionalmente 2 neuronas. Las sinapsis se dividen en 2 tipos de acuerdo a su estructura: eléctricas y químicas. Las primeras, también llamadas electrotónicas, no son comunes en el SN de los mamíferos, consistiendo en la unión física de un botón terminal de un axón con una espina dendrítica mediante un canal iónico o unión comunicante. (anion gap) Las sinapsis químicas corresponden a la gran mayoría de las sinapsis en el ser humano, y consisten en una región especializada de contacto en donde se libera una molécula llamada neurotransmisor entre una célula presináptica y otra postsináptica. En el SNC existen sinapsis axodendríticas (las más comunes), axosomáticas y axoaxónicas. Desde el punto de vista ultraestructural, las sinapsis químicas presentan los siguientes componentes: 1- Zona presináptica: Está representada por el botón terminal del axón, posee abundantes mitocondrias, REL y abundantes vesículas pequeñas adosadas a microtúbulos, llamadas vesículas presinápticas, que contienen el neurotransmisor. Además en la membrana presináptica existen numerosos receptores para neurotransmisores, la mayoría de los cuales tiene como función la recaptación del neurotransmisor una vez ya utilizado. 2- Espacio sináptico: corresponde a una pequeña hendidura de 20-30 nm entre las membranas presináptica y postsináptica. 3- Zona postsináptica: Está representada por las dendritas, el soma o el axón de la segunda neurona. Existe material denso adherido a la membrana postsináptica que posee los receptores para los neurotransmisores responsables de los cambios en la permeabilidad iónica. Cuando un potencial de acción se desplaza por el axón y alcanza su terminal, se abren los canales iónicos dependientes de voltaje y se produce el ingreso de ión calcio. Como resultado sale el neurotransmisor por exocitosis vesicular desde el terminal presináptico hacia la hendidura sináptica y se combina con moléculas receptoras de la membrana postsináptica. Si la sinapsis es excitatoria, se produce un aumento de la permeabilidad al sodio y potasio en la membrana postsináptica, lo que conduce a su despolarización. Si la sinapsis es inhibitoria se produce aumento de la permeabilidad al potasio o cloruro, pero no al sodio, lo cual inhibe la despolarización de la membrana. Luego de la unión del neurotransmisor con el receptor postsináptico el primero es degradado rápidamente por enzimas o bien es recapturado por la terminación presináptica para reciclar las vesículas. • Neurotransmisores Son moléculas de señalización liberadas desde las membranas presinápticas que activan receptores en membranas postsinápticas. Podemos dividir a los neurotransmisores en excitatorios e inhibitorios (ejemplos): Neurotransmisores excitatorios: - Acetilcolina Noradrenalina Serotonina Glutamato Dopamina (dependiendo del receptor) Neurotransmisores inhibitorios: - GABA (acido gama amino butírico) Glicina Pueden actuar en dos tipos de receptores: Asociados con canales iónicos; de acción rápida, producen instantáneamente la entrada y/o salida de iones (neurotransmisores propiamente tales). Acoplados con proteínas G o kinasas (proteínas integrales de membrana plasmática que actúan como receptores comunicando señales químicas secundarias al citoplasma denominados segundos mensajeros); de acción más lenta. • Neuroglia Las neuroglias o células gliales corresponden a un conjunto de células de sostén no excitables. Cumplen un papel de soporte, metabólico, protector de las neuronas y contribuyen a la formación de la barrera hematoencefálica. Existen diversos tipos de neuroglia con características y funciones específicas. Se distinguen en el SNC: el epitelio ependimario compuesto por los ependimocitos, la microglia y la macroglia, que comprende la astroglia y oligodendroglia 1. Epitelio ependimario El epitelio ependimario corresponde a un epitelio cúbico simple con cilios que tapiza la cavidad central del SNC, es decir, ventrículos (espacios cerebrales llenos de liquido cefalorraquídeo) y epéndimo (conducto ubicado en el centro de la médula con liquido cefalorraquídeo que se comunica con los ventrículos cerebrales). Algunas células poseen cilios móviles y se unen en sus caras laterales por zónulas adherens y uniones gap. En la base algunas de ellas se adelgazan para formar una larga prolongación que se extiende por el tejido neural subyacente. A nivel de la porción media de los ventrículos laterales del cerebro la piamadre entra en contacto con el epéndimo, cuyas células presentan un borde de cepillo atípico, formando pliegues conocidos como los plexos coroideos. Su función es la de producir el líquido cefalorraquídeo (LCR) cuya composición iónica es similar al plasma sanguíneo, pero en cambio es pobre en proteínas. En términos generales el epitelio ependimario constituye una barrera entre el líquido cefalorraquídeo y el tejido nervioso y participa en la secreción, transporte activo y como sensor iónico de la sangre y LCR. 2. Astroglia o Astrocitos Se distinguen dos tipos de astrocitos, los protoplasmáticos y los fibrosos. El astrocito protoplasmático está ubicado en la sustancia gris. Tiene un núcleo relativamente grande (4-8 µm) y abundante citoplasma granular con numerosas prolongaciones protoplasmáticas estrelladas, algunas de las cuales alcanzan la pared de los vasos sanguíneos o la piamadre denominados pies vasculares o pies chupadores, formando la membrana pioglial. Otros astrocitos son de tamaño pequeño y se disponen como células satélites alrededor de los somas neuronales. El astrocito fibroso está fundamentalmente en la sustancia blanca alrededor de las fibras nerviosas y presenta expansiones largas y finas, algunas de las cuales también se unen a los vasos sanguíneos formando pies vasculares. Ultraestructuralmente los astrocitos están constituidos por filamentos gliales (filamentos intermedios) cuyo componente es la proteína fibrilar glial ácida. Se piensa que los astrocitos limpian los espacios extracelulares de iones potasio, glutamato y GABA acumulados como subproductos de la actividad neuronal. También podrían contribuir al metabolismo energético neuronal. La neuroglia conserva toda la vida la capacidad de dividirse y, fundamentalmente los astrocitos, juegan un papel activo en la reparación del sistema nervioso después de una lesión. (tienen un papel similar al del fibroblasto en el tejido conectivo como célula cicatrizial) 3. Oligodendroglia u oligodendrocitos Los oligodendrocitos son más pequeños que los astrocitos; sus núcleos miden 3 µm de diámetro y presentan abundantes organelos. Sus ramificaciones son escasas y delgadas y se encuentran dispuestas en hileras rodeando las fibras nerviosas en la sustancia blanca y forman la mielina de las fibras nerviosas (axones) del SNC, función correspondiente a la célula de Schwann en el SNP. En la sustancia gris rodean el pericarion de las neuronas como células satélites. 4. Microglia Estas células presentan un núcleo aun más pequeño que los oligodendrocitos, intensamente teñido, rodeado por escaso citoplasma y numerosas espinas dendríticas. Se distribuyen en la sustancia gris y blanca. Pueden asumir diversas formas y son capaces de migrar y de fagocitar. Se cree que pertenecen al sistema fagocítico mononuclear. En el SNP encontramos la neuroglia periférica: 1- Anficitos (o células satélite): Se disponen rodeando el soma de ganglios raquídeos y neurovegetativos. 2- Teloglia: cubren y rodean las terminaciones nerviosas periféricas dejando desnudos sólo los sitios activos del telodendrón. 3- Células de Schwann: rodean los axones de nervios periféricos formándoles la vaina de mielina. • Fibra nerviosa: Está formada por el axón y las cubiertas (vainas) celulares provenientes de la oligodendroglia en el SNC, y de las células de Schwann en el SNP. Las fibras nerviosas pueden o no tener vaina de melina lo que permite clasificarlas en mielínicas y amielínicas; estas últimas normalmente tienen menor calibre. En el SNP la célula de Schwann se ubica en la superficie externa de la mielina, con su eje mayor paralelo al axón. En la fibra nerviosa mielínica periférica las células de Schwann envuelven a un sólo axón periférico desde su origen hasta su terminación a manera de un collar de cuentas, donde cada una de ellas corresponde a una célula de Schwann. La vaina de mielina se encuentra interrumpida a intervalos regulares por estrangulaciones conocidas como nodos de Ranvier, correspondientes con los límites de células de Schwann sucesivas. El segmento internodal está ocupado por una célula de Schwann, que se ubica entre dos nodos de Ranvier sucesivos. La mielina está constituida en un 40% por proteínas y 60% lípidos, entre los cuales hay algunos específicos para esta sustancia como los esfingolipidos. Ultraestructuralmente se ha observado que la mielina corresponde a la membrana plasmática de la célula de Schwann enrollada en espiral alrededor del axón. La mielina actúa como aislante, impidiendo el intercambio de iones necesario para generar un potencial de acción en el segmento internodal, de modo que el potencial se regenera en cada nodo de Ranvier; éste fenómeno se conoce como conducción saltatoria y es mucho más rápida (10-100 veces) que en las fibras amielínicas. La velocidad de conducción varía en relación directa con el diámetro del axón y el número de capas de mielina. En las fibras nerviosas centrales mielínicas y amielínicas, a diferencia del SNP, un oligodendrocito envuelve varios axones a la vez. • Organización histológica del tejido nervioso en el SNC En el SNC se distinguen la sustancia gris y la sustancia blanca. La primera se ubica en la porción central de la médula espinal, en la corteza de los hemisferios cerebrales y cerebelosos, y en núcleos bajo las cortezas cerebral y cerebelosa; la sustancia blanca se distribuye en la periferia de la médula espinal y porción profunda de los hemisferios cerebrales y cerebelosos. La sustancia gris está constituida por los somas neuronales entre los que se encuentran los terminales axónicos, dendritas, células gliales y vasos sanguíneos. Las fibras nerviosas carecen de mielina, lo que le da el color grisáceo al tejido. La sustancia blanca está en gran parte desprovista de cuerpos neuronales y se compone fundamentalmente de axones mielínicos que le dan el color blanquecino característico. Ejemplos de la compleja estructura de la sustancia gris es la corteza cerebral, la cual alberga numerosos tipos de neuronas distribuidas en capas, las cuales varían en número y composición de acuerdo a la situación anatómica y a las características funcionales de la misma. • Organización histológica del tejido nervioso en el SNP En el SNP las fibras nerviosas están organizadas en nervios. Un nervio corresponde a un conjunto de fibras nerviosas (mielínicas y/o amielínicas) ubicadas fuera del SNC, envueltas y organizadas por capas de tejido conjuntivo. La presencia de tejido conjuntivo es una característica exclusiva del SNP. Cada fibra nerviosa se encuentra rodeada de una delgada capa de tejido conectivo llamada endoneuro. Cada grupo de fibras nerviosas con sus respectivos endoneuros están rodeadas a su vez por el perineuro, constituyendo un fascículo nervioso. Finalmente todos los fascículos están rodeados por una capa más externa de tejido conjuntivo denso irregular, denominada epineuro, formándose el nervio. El tejido conjuntivo contiene vasos sanguíneos y linfáticos aportando los requerimientos metabólicos de la fibra nerviosa. Las fibras colágenas y elásticas le confieren firmeza y flexibilidad. Los nervios son las vías de comunicación entre los centros cerebrales y medulares y el resto del cuerpo. Pueden ser sensitivos (aferentes), motores (eferentes) o mixtos. Los ganglios nerviosos periféricos son agrupaciones de somas neuronales, células gliales y elementos del tejido conjuntivo que se localizan fuera del SNC. Existen dos tipos; los sensitivos, que alojan los somas de neuronas homónimas y los autónomos, que alojan somas de neuronas del SN autónomo.
