FORMACION DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

PERIFÉRICO

FORMACION DE VESÍCULAS CEREBRALES

Introducción

Los procesos de inducción, migración y diferenciación celular que se llevan a cabo durante la formación del tejido nervioso generan un sistema altamente organizado capaz de proporcionar al nuevo ser una eficiente red de comunicación con gran respuesta adaptativa y con la peculiaridad de responder autónomamente a estímulos físicos y químicos originados tanto en

El medio interno como en el externo. De esta manera, el sistema nervioso central (SNC) permite integrar y controlar las diferentes funciones del organismo. Si se observa la evolución de las especies, la centralización de la información es uno de los principios básicos de la organización de los seres vivos, y es el SNC el encargado de asumir tales funciones. Un conocimiento básico de la embriología ayuda a comprender de mejor manera las intrincadas interrelaciones de los distintos componentes del SNC.

Formación del Sistema   Nervioso central y vesículas cerebrales

El cerebro es un tejido. Un tejido complicado, de urdimbre intrincada, que no se parece a nada de lo que conocemos, pero esta compuesto de células, como lo está cualquier

tejido. Se trata desde luego de células muy especializadas, pero funcionan siguiendo las leyes que rigen a todas las demás células. Sus señales eléctricas y químicas, pueden detectarse, registrarse e interpretarse, y sus sustancias químicas identificarse, las conexiones que constituyen la urdimbre de fieltro del cerebro pueden cartografiarse. No obstante, la investigación del cerebro se encuentra sólo en sus inicios. La increible complejidad del cerebro es, además de una frase hecha, un hecho cierto.

Los estudios sobre el desarrollo del cerebro son potencialmente importantes no sólo por que esclarecen el modo de operar del cerebro, sino también por que muchas enfermedades neurológicas son, o parecen ser, de desarrollo en su origen. El cerebro tiene una escepcional demanda de energía generada por el metabolismo oxidativo. Durante su período de crecimiento y maduración, la cantidad de sustratos usados para la generación de energía con mucho excede a aquellos requeridos para propósitos de síntesis. Esta alta demanda metabólica puede encontrarse en todas las edades y depende de un adecuado suplemento de sustratos disponibles que son extraidos rápidamente por el cerebro de la sangre. Sin embargo, lo movimientos moléculas solubles dentro del cerebro han mostrado ser mucho menores que en otros tejidos. Figura Nature Reviews Neuroscience 3; 311-313 (2002)

Muchas rutas bioquímicas interrelacionan sustratos que pueden ser usados para generar energía por el proceso oxidativo. El metabolito intermediario común a todas estas rutas es el acetil-CoA, el cúal es continuamente tomado por el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Pueden contribuir a la producción de acetil-CoA el glucógeno, la glucosa, los ácidos grasos libres, el lactato y los cuerpos cetónicos. La posibilidad de que el cerebro tenga que utilizar sustratos alternativos a la glucosa es mayor durante el período perinatal, que en el

estado adulto, donde solamente en condiciones extremas, el cerebro no recibe un suplemento adecuado de glucosa.Durante un corto pero importante período de tiempo, el neonato carece de sustancias metabólicas suficientes para mantener el ineludible e irreversible desarrollo del sistema nervioso central. El descubrimiento de que los cuerpos cetónicos juegan un papel importante como sustratos metabólicos de la ontogénia cerebral, puso de manifiesto que la glucosa es un sustrato esencial, aunque no exclusivo. Ya ha sido planteado y confirmado por numerosos investigadores, el significado fisiológico del

lactato como sustrato energético neonatal, ya que se consume por vía oxidativa a través del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y no se emplea como precursor en la gluconeogénesis. Asimismo, la lipogénesis de novoa partir de lactato es también muy alta en estas circunstancias. Gracias al lactato el cerebro puede desarrollarse en una situación tan crítica como es el ayuno postnatal, llegandose a constituir en el sustrato más importante durante la prelactancia.En los ultimos años se ha hecho evidente que los cultivos primarios son excelentes sistemas modelo para estudiar el desarrollo cerebral. Mediante el uso selectivo de neuronas, astrocitos y líneas de células inmortalizadas, se intenta dilucidar el papel de cada población celular en la utilización, metabolismo y compartimentación de los nutrientes cerebrales. De esta manera estudiando los componentes del cerebro, se intentara después, averiguar como funcionan en conjunto.El empleo de sustancias que intervienen en el metabolismo y en el transporte, especialmente de algunos de los intermediarios de la glucólisis y el ciclo de los ácidos tricarboxílicos en neuronas, astrocitos y glioma C6 en cultivo primario, nos dirigen a tratar de relacionar el desarrollo de un sistema metabólico complicado simultaneamente con una compartimentación complicada en el cerebro.

Los

sistemas de transporte como las lanzaderas mitocondrial/citosólicas son importantes para las funciones integrativas del cerebro en desarrollo. Para facilitar su estudio y conocer el papel que estos sistemas de transporte puedan tener en células cerebrales, hemos empleado en cultivos primarios, trasadores radiactivos e inhibidores de estas lanzaderas.

2. Desarrollo del sistema nervioso.

2.1. Desarrollo neuronal del sistema nervioso central (SNC).

En un período temprano de la organogénesis tiene lugar la división y migración celular dentro del tejido nervioso. El desarrollo morfológico e histológico del cerebro ha sido estudiado extensamente, incluyendose regiones específicas, tales como la corteza cerebral y el cerebelo. En resumen, los cambios más importantes pueden agruparse en varias fases:

Fase I: Inducción de la placa neural. Proliferación neuronal. Organogénesis embrionaria del sistema nervioso central (SNC) desde la concepción. Multiplicación y posterior proliferación de neuroblastos.

Fase II: Migración neuronal. Migración y diferenciación de neuroblastos con crecimiento de los axones y dendritas.

Fase III: Agregación neuronal. Formación de conexiones interneuronales con sinapsis y síntesis de neurotransmisores.

Fase IV: Diferenciación celular. Formación de glioblastos seguida de diferenciación de astroglía y oligodendroglía. Recubrimiento de los axones por mielina.

Fase V: Sinaptogénesis. Estado adulto, maduro.

Fase VI: Muerte neuronal. Eliminación de algunas conexiones formadas inicialmente y el mantenimiento de otras.

En cuanto a la evolución temporal del cerebro humano se piensa que sucede la siguiente manera: inducción neuronal (3-4 semanas de gestación); proliferación de neuroblastos (8-25 semanas de gestación); migración neuronal y agregación selectiva neuronal (8-34 semanas de gestación); diferenciación neuronal, formación de vías específicas de conexión (5 semanas de gestación-4 años de vida); muerte neuronal en corteza y eliminación de sinapsis selectivas en corteza (2-16 años) y mielinización (25 semanas de gestación-20 años). Considerando que el cerebro humano contiene del orden de cien mil millones de neuronas y que prácticamente no se añaden neuronas después del nacimiento, puede calcularse que las neuronas deben generarse en el cerebro a un ritmo promedio de más de 250.000/min.

.1.1. Fase I: Proliferación neuroblástica. Organogénesis embrionaria del sistema nervioso central desde la concepción.El primer evento que tiene lugar en la organogénesis del tejido nervioso es la formación de una lámina plana de células en la superficie dorsal del embrión en desarrollo (la placa neural). Este tejido se pliega luego formando una estructura alargada y hueca, el tubo neural. A partir de él y por proliferación de las células epiteliales de su zona terminal, aparecen varios tipos de poblaciones celulares diferenciadas que forman el sistema nervioso y evolucionan de la siguiente forma:El acontecimiento crítico de esta fase es el proceso por el cual, durante la fase de gastrulación del embrión, el mesodermo induce la capa superior (el ectodermo), para transformarlo en un tejido neural, llamado placa neural.

Todo el ectodermo es capaz de recibir desde el mesodermo esta señal inductora. Parece que la interacción entre ambos tejidos se debe a la difusión de proteínas de bajo peso molecular y cAMP desde el mesodermo hasta el ectodermo. Posteriormente, la placa neural se pliega para formar el tubo neural, que se compone de una capa de células llamada neuroepitelio. Durante la formación del tubo neural, el neuroepitelio es mitóticamente activo, de modo que empiezan a formarse neuroblastos, que se acumulan en las zonas ventriculares y subventriculares a lo largo de su perímetro. A partir de esta capa de células se originarán las neuronas, astrocitos,

oligodendrocitos y células ependimiales que forman el SNC de los mamíferos. Ciertas proteínas parecen ser importantes en la división del neuroectodermo en diferentes grupos de células.

El

ciclo celular de los neuroblastos se acompaña de una serie de cambios morfológicos. Así, durante la fase de síntesis de DNA, las células tienen forma alargada con el nucleo en el extremo subventricular del tubo neural. Cuando el ciclo celular entra en la fase G2, la célula adquiere una forma esférica y se sitúa a nivel de la superficie ventricular donde tiene lugar la mitosis.

A pesar de que no se conocen bien los factores que regulan la proliferación de los neuroblastos, existe la posibilidad de que neurotransmisores, tales como la serotonina, noradrenalina, acetilcolina, -aminobutirato (GABA) y dopamina actúen como señales reguladoras de la neurogénesis. Recientes estudios demuestran que el péptido intestinal vasoactivo podría intervenir en la regulación de la mitosis de los neuroblastos. Por otra parte se ha sugerido que el potencial de membrana podría jugar un papel importante en la mitogénesis celular.La insulina y las hormonas tiroideas podrían actuar en la fase de desarrollo neuronal. Recientemente se ha descrito que la máxima expresión de los receptores de insulina y del factor de crecimiento insulínico (IGF) durante el desarrollo del cerebro de rata, coinciden con el período de proliferación neuronal. Sin embargo, los niveles de dichos receptores permanecen relativamente altos durante posteriores fases del desarrollo neuronal. Asimismo, en fases embrionarias del cerebro de pollo, se han encontrado receptores de insulina y del factor de crecimiento insulínico. También, se ha descrito la presencia de receptores de hormonas tiroideas, en concreto de 3,3′,5-triiodotironina, en fases tempranas del desarrollo cerebral. No obstante, la importancia de las hormonas tiroideas es mucho mayor durante fases posteriores y, sobre todo, durante la mielinización.

2.1.2. Fase II: Migración neuronal. Migración y diferenciación de neuroblastos con crecimiento de los axones y dendritas.

Cuando ha finalizado la proliferación celular, las neuronas postmitóticas migran desde la zona ventricular del tubo neural hasta los lugares donde van a residir finalmente. Sólo excepcionalmente las neuronas continúan proliferando, a la vez que migran de la zona ventricular. La posición final que las neuronas van a ocupar en el neurocórtex puede estar determinada por su posición en la zona generativa, así como el momento en que la célula se hace postmitótica. Las células que se generan tempranamente ocuparán capas corticales más profundas, mientras que las células formadas tardiamente ocuparán posiciones superficiales.Ciertas células glíales, dispuestas radialmente, sirven como soporte para los movimientos migratorios ameboides de las neuronas. Se ha descrito que moléculas de naturaleza sialoglicoprotéica, conocidas como moléculas de adhesión celular nerviosa (N-CAM), favorecen las interacciones entre las neuronas y las células de la glía. Al final de la gestación, estas células glíales radiales se transforman en astrocitos fibrosos. El mecanismo molecular de la migración neuronal no esta totalmente aclarado. Algunos factores, como las N-CAM junto con las N-caderinas pueden participar en el reconocimiento entre neuronas y células glíales.

Se han realizado experimentos en cultivos celulares que muestran el fenómeno de migración de las neuronas a lo largo de las células Bergman (glíales) en el cerebelo, indicando que, entre neuronas y glía se establecen puntos de contacto (punctua adherencia). Por otro lado, existen moléculas de naturaleza glicoprotéica que parecen regular el proceso de migración neuronal.

En el desarrollo del cerebelo, la proliferación y diferenciación de neuroblastos sucede en la etapa postnatal, excepto para las células de Purkinje. Sin embargo, el cerebro se desarrolla antes del nacimiento. Por lo tanto, la sincronización de acontecimientos entre las Fases I y II varía en las distintas zonas del cerebro, pero siempre se produce una evolución progresiva y gradual entre ambos estados. Por ejemplo, la gliogénesis en la zona ventricular de la corteza cerebral de rata se inicia en el día 18 de la gestación, momento en que la neurogénesis en la corteza es contínua.

2.1.3. Fase III: Agregación neuronal. Formación de conexiones interneuronales con

sinapsis y síntesis de neurotransmisores.

Cuando las neuronas llegan a su localización definitiva, tienden a agregarse formando las diferentes capas de la corteza cerebral, o bien, grupos nucleares. Moléculas de naturaleza glucoproteica y glucolipídica intervienen en las interacciones entre neuronas. Un grupo de glicoproteínas de la superficie celular que han sido aisladas de la retina nerviosa de pollo, son las moléculas de adhesión celular nerviosa (N-CAM). Estas moléculas parecen funcionar como un ligando en la identificación y adhesión entre las células. Las N-CAM sufren cambios sustanciales relativos a su cantidad en las superficies celulares durante el desarrollo y la migración celular. Durante el desarrollo aparecen diversas subclases de N-CAM, que difieren en su contenido de ácido siálico y algunas de ellas poseen mayores capacidades para la interacción (Bradford, 1988).Empleando cultivos celulares, se ha puesto de manifiesto que las superficies glíales pueden favorecer el proceso de agregación neuronal y que sustancias como la poli-L-lisina, también favorecen dicha agregación.

2.1.4. Fase IV: Diferenciación celular. Formación de los conos de crecimiento. Fasciculación.

La diferenciación neuronal se lleva a cabo mediante el crecimiento del cuerpo celular, la elaboración de axones y dendritas, y la adquisición de la propiedad de propagar potenciales de acción. En la neurona existen unas zonas llamadas por Ramón y Cajal conos de crecimiento, de donde se originan las dendritas y los axones. Los conos de crecimiento presentan filopodios, que avanzan y se retraen en función de las características del medio. La regulación de los fenómenos que tienen lugar durante la diferenciación celular no es del todo conocida, aunque, neuropéptidos como la somatostina, colecistoquinina, sustancia P ó el polipéptido intestinal vasoactivo parecen estar estar estrechamente relacionados con los fenómenos de elongación axónica e interconexión celular. Por otro lado, componentes de la matriz extracelular como laminina, fibronectina y colágeno, factores tróficos como el NCF, neurotransmisores como serotonina, dopamina o acetilcolina, así como interacciones

con células glíales, parecen estar implicados en este proceso.

La fasciculación de los axones está favorecida por la presencia de las N-CAM. La neurona elonga sus axones para formar conexiones aferentes o eferentes. A continuación existe una eliminación selectiva de axones, de manera que aproximadamente en el adulto existen la mitad de las terminaciones axónicas que en el recién nacido.Durante la diferenciación neuronal se activan los procesos de síntesis de RNA y

proteínas, aumenta la actividad de enzimas como la acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7), Na+-K+-ATPasa (EC 3.6.1.3), tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.3.a), GABA -cetoglutarato aminotransferasa (EC 2.6.1.19), etc. Asimismo, aumenta la actividad de enzimas de la glucolisis, del ciclo de los ácidos tricarboxílicos y de la síntesis de lípidos.El proceso de diferenciación neuronal está favorecido por la insulina y los factores de crecimiento insulínico (IGF-1 e IGF-2). La insulina estimula la síntesis de proteínas, activa ciertas actividades enzimáticas en cultivos de neuronas, favorece la producción de neuritas y la adquisición de la capacidad de neurotransmisión. Se ha comprobado que in vitro, algunos neurotransmisores como la serotonina, favorecen el crecimiento de neuritas y el mantenimiento de las neuronas en cultivo.El factor de crecimiento nervioso (NGF) es otra sustancia que posee acciones peculiares sobre el crecimiento y desarrollo nervioso. En forma de dímero activo, es decir, NGF-, esta sustancia tiene una potente acción neurotrófica sobre aquellas neuronas que contienen catecolaminas. Así, el NGF incrementa el número de neuroblastos si se aplica en un estadio precoz del desarrollo; incrementa el tamaño neuronal y el crecimiento de los axones del sistema simpático periférico y de los ganglios sensoriales, tanto in vivo como in vitro; incrementa el tamaño neuronal y la producción de neurotrasmisores en ganglios cuando se aplica después de constituidas las sinapsis y de que hayan dejado de alargarse las prolongaciones.

2.1.5. Fase V: Sinaptogénesis. Estado adulto, maduro.

Después de conseguir su destino final, las neuronas comienzan a generar prolongaciones dendríticas axónicas que las capacitan para recibir contactos de otras células. Habitualmente se generan más contactos de los que serán precisos para la neurona adulta, madura y diferenciada. Las prolongaciones axónicas se ven guiadas, en su trayecto, por factores mecánicos y químicos. Los axones en crecimiento contienen orgánulos subcelulares como neurotúbulos, neurofilamentos, mitocondrias, vesículas recubiertas y lisas, retículo endoplásmico y algunos cúmulos de ribosomas.

Los microtúbulos parecen ser necesarios para formar la armazón estructural que mantiene la estabilidad de las fibras alargadas.

La mayoría de las sinapsis consisten en una región especializada en el saco axónico presinaptico, una región receptora en una dendrita postsináptica y una estrecha hendidura entre ambas regiones. La cuestión principal es cómo un axón en crecimiento identifica el lugar en que se formará una sinapsis. Existen dos explicaciones alternativas, aunque no excluyentes entre sí, sobre la forma en que las neuronas alcanzan sus dianas y operan sus conexiones precisas durante las fases del desarrollo: la hipótesis de la afinidad química o reconocimiento molécular y la hipótesis de la actividad neuronal.La hipótesis de reconocimiento molecular sugiere que cada neurona tiene especificada una identidad molecular que le permite ser reconocida por otras neuronas que entran en conexión con ella (Yuste, 1994). A este respecto se ha propuesto que las macromoléculas de la superficie axónica ofrecen lugares de identificación complementarios con respecto a las situadas en la membrana postsinaptica. La sinaptogénesis es un proceso tardío de la diferenciación neuronal, si bien algunas sinapsis aparecen durante fases más tempranas. 

La hipótesis de la actividad neuronal, destaca la importancia de la actividad neuronal durante el desarrollo, indíca que el patrón de actividad neuronal generado por los estímulos externos podía cambiar las conexiones talamo-corticales, en virtud de la regla según la cual las conexiones que se utilizan quedan asentadas, en tanto que desaparecen las conexiones menos utilizadas.Se ha encontrado que la serotonina puede estimular la sinaptogénesis, aumentando el desarrollo de neuropilos y de la sinapsis en neuronas en cultivo. También conviene señalar que durante el establecimiento de la sinapsis, se produce un incremento en el metabolismo oxidativo cerebral y aumenta la síntesis de fosfolípidos y colesterol.

Se cree que en la sinapsis existe una importante transferencia bidireccional de sustancias esenciales para la supervivencia y normal funcionamiento de las células presinápticas y postsinápticas, como por ejemplo, el factor de crecimiento nervioso (NGF).Recientemente se ha demostrado la existencia de grupos coactivos de neuronas que ocupan territorios discretos en cortes de cerebro, estos grupos han recibido el nombre de dominios neuronales. La co-activación de un dominio puede ser mediado por un tipo de conexiones entre dendritas de neuronas llamadas uniones comunicantes o de hendidura (gap junctions). Tales uniones son complejos proteínicos que forman un túnel entre dos células cercanas, permitiendo el paso de iones y pequeños metabolitos. Se ha demostrado que las neuronas acopladas eléctricamente entre sí por uniones de hendidura pueden activarse con idéntica eficacia, si no mayor, que las neuronas conectadas por sinapsis. No obstante, se ha podido comprobar que el acoplamiento entre neuronas desaparece al madurar la corteza, coincidiendo esta desaparición con el final del período crítico del desarrollo. En base a estas observaciones, se ha planteado la hipótesis según la cual los dominios neuronales unen entre sí a las células que posteriormente estaran comunicadas con sinapsis habituales. Según este modelo, las uniones de hendidura desaparecen durante el desarrollo y son remplazadas en su función por conexiones sinapticas.

2.1.6. Fase VI: Muerte neuronal.

No se sabe cómo viene determinada la especificidad en la supervivencia de las conexiones sinápticas. Posiblemente, una formación excesiva inicial de conexiones viene seguida por una degeneración de todas, excepto las correctas.Está es la denominada hipótesis de la muerte celular.

Durante el desarrollo del SNC se generan un gran número de neuronas que han de ser selectivamente eliminadas.Las neuronas necesitan determinados factores de crecimiento para sobrevivir, puesto que los niveles de estos factores son muy bajos, las neuronas compiten por ellos, de tal manera, que si no pueden conseguirlos, mueren. Este fenómeno se denomina muerte celular natural . Se han descrito tres clases diferentes de factores de crecimiento por los que compiten las neuronas: el factor de crecimiento nervioso (NGF), el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y la neurotrofina-3 (NT-3). Los tres pertenecen a la familia de factores de crecimiento nervioso.La cascada de señales intracelulares implicada en la protección de la muerte apoptótica generada por deprivación de señales de supervivencia.La muerte celular programada (PCP; también denominada apoptosis) ocurre demanera natural durante el desarrollo del sistema nervioso y esta regulada por laactividad de un conjunto de genes. La muerte por apoptosis se caracteriza por laexistencia de condensación de la cromatina, fragmentación del DNA,desorganización del citoesqueleto, etc.Existen evidencias de que la muerte apoptotica ocurre en diversos estados neuropatológicos como ALS, enfermedades de Parkinson y Alzheimer y como consecuencia de procesos de isquemia en el cerebro. El concepto de que la muerte neuronal que se observa en dichas circunstancias puede ser, en una importante proporción, de naturaleza apoptótica, ha llevado a intentar investigar los mecanismos subyacente en la apoptosis neuronal con el fin de poder diseñar estrategias terapéuticas que logren paliar los efectos de dichas patologías. Para ello, y entre otras estrategias, se han utilizado varios modelos de apoptosis en cultivos neuronales

El extremo cefálico del tubo neural se dilata y origina 3 vesículas encefálicas primarias:

Prosencéfalo (cerebro anterior)

Mesencéfalo (cerebro medio )

Rombencéfalo (cerebro posterior)

El tercio caudal del tubo se alarga y su diámetro se acorta para formar la médula espinal.

El neurocele se estrecha y pasa a formar el canal central (del epéndimo) de la médula espinal que se continúa con la cavidad de las vesículas encefálicas. La cavidad del rombencéfalo es el Cuarto ventrículo, la del diencéfalo el Tercer ventrículo y la de los hemisferios cerebrales los ventrículos laterales. Tercer y cuarto ventrículos se comunican por la luz del mesencéfalo que se torna estrecha y origina el Acueducto cerebral (de Silvio).

En la 5ª semana, el prosencéfalo se divide en:

Aquí se desarrollarán todas las estructuras que forman el encéfalo anterior.

(   ) Mielencéfalo(   ) Telencéfalo(   ) Mesencéfalo(   ) Diencéfalo(   ) Telencéfalo

DIENCEFALO

Se desarrolla a partir de la porción media del prosencéfalo y consta de placas del techo y alares pero carece de placas basales y del piso. El mesénquima vascularizado de los ependimocitos de la placa del techo origina el plexo coroideo del tercer ventrículo. La porción caudal de la placa el techo forma un divertículo ubicado anteriormente al mesencéfalo que hacia la séptima semana ya forma un órgano macizo con forma de cono: el cuerpo pineal (epífisis).

El calcio acumulado en la epífisis durante la adultez la hace un importante punto de referencia en imagenología.

Tiene importantes funciones sexuales (secreción de melatonina que estimula la secreción de gonadotropinas) y es posible que forme un nexus entre los ciclos de luz solar y endocrinos (ritmos circadianos) y de la conducta.

En las paredes laterales del Tercer ventrículo (placas alares del diencéfalo) aparecen tres prominencias que posteriormente formarán el hipotálamo tálamo y epitálamo.

El surco hipotalámico divide las placas alares en una porción ventral (hipotálamo) y una dorsal (tálamo). Este surco no es la continuación del surco limitante, como se creía antiguamente, y no divide porciones sensitivas y motoras.

La

notable proliferación ocurrida en el tálamo hace que éste protruya hacia el III ventrículo

de modo que las regiones talámicas derecha e izquierda se fusionan en la línea media formando la adhesión intertalámica (presente en un 70 a 80% de los cerebros).

El hipotálamo (porción inferior de la placa alar) se diferencia en varios grupos nucleares que constituyen centros reguladores de variadas funciones del organismo (temperatura corporal, emociones, hambre, saciedad, sueño, etc.). Uno de estos núcleos, los cuerpos mamilares, sobresalen en la superficie ventral del hipotálamo a cada lado de la línea media.

El techo y la parte dorsal de la pared lateral del diencéfalo formarán el epitálamo.

Desarrollo de la Hipófisis (glándula pituitaria): La hipófisis se origina totalmente del ectodermo (cuarta semana). Se desarrolla a partir de dos porciones: (1) Una evaginación diencefálica hacia caudal (Infundíbulo). (2) Una evaginación ectodérmica del estomodeo (cavidad bucal primitiva) anterior a la membrana bucofaríngea (Bolsa de Rathke).

Este doble origen explica la diferencia de tejidos hipofisiarios. En la tercera semana, la bolsa de Rathke crece dorsalmente hacia el infundíbulo. Al final del segundo mes, pierde contacto con la cavidad bucal y se contacta íntimamente con el infundíbulo. Posteriormente, la multiplicación de las células de la pared anterior de la bolsa de Rathke originan el lóbulo anterior de la hipófisis(Adenohipófisis).

TELENCEFALO

Es la vesícula encefálica más rostral. Consta en 2 evaginaciones laterales (hemisferios cerebrales) y una porción media (lámina terminal). Sus cavidades (ventrículos laterales) comunican con el III ventrículo a través de los agujeros interventriculares.

Los Hemisferios Cerebrales: Entre la 5º y12º semana, las evaginaciones bilaterales de la pared lateral del telencéfalo originan los hemisferios cerebrales. La expansión anterior forma los lóbulos frontales mientras la superolateral origina los lóbulos parietales; finalmente, la expansión posteroinferior forma los lóbulos temporales y occipitales.

El proceso continúa con un aplanamiento medial de los hemisferios cerebrales.

La zona suprayacente al núcleo lentiforme crece lentamente y queda ocultada entre los lóbulos temporal y occipital (lóbulo de la ínsula). Al final de la vida fetal, la superficie hemisférica crece tan rápido que se forman giros (circunvoluciones) separados por surcos y cisuras. Estos surcos y giros permiten un aumento considerable de la superficie cerebral y, por ende, un aumento de la superficie cortical sin sobrepasar el volumen del cráneo

La Corteza Cerebral: La corteza cerebral se desarrolla a partir del palio, que consta de tres regiones:

(1) Paleopalio, (2)Arquipalio, (3) Neopalio.

Estas originan la paleocorteza, la arquicorteza y la neocorteza respectivamente. En cualquier region de la corteza, las paredes de los hemisferios cerebrales presentan tres zonas: (1) ventricular (2) intermedia (3) marginal, más una que se agrega ulteriormente (zona subventricular). Las neuronas que migran desde la zona intermedia (región subependimaria) hacia la zona marginal originarán la corteza cerebral. De esta manera, la sustancia gris queda ubicada superficialmente y los axones o fibras nerviosas quedan ubicadas en la profundidad del cerebro. La primera masa de neuroblastos que emigra en el neopalio se dirige a una zona inmediatamente debajo de la piamadre para diferenciarse en neuronas maduras. Las siguientes oleadas de neuroblastos van ubicándose entre la piamadre y la capa anteriormente formada. En conclusión, los primeros neuroblastos formados quedan en la porción profunda de la corteza mientras que los formados posteriormente originan las capas superficiales de la corteza. La diferenciación neuronal en las diferentes capas da un aspecto estratificado a la corteza cerebral y origina zonas con una composición celular específica. Por ejemplo, las células piramidales abundan en la corteza motora y las células granulosas se encuentran en gran cantidad en las regiones sensitivas.

EL MESENCÉFALO:

 Permanece como única vesícula que formará el encéfalo medio y contribuirá al desarrollo del cerebelo.constituye la vesícula encefálica inmediatamente cefálica al rombencéfalo que sufre menos modificaciones durante el desarrollo del SNC. La cavidad de la vesícula mesencefálica se reduce considerablemente para formar un conducto que unirá los futuros III y IV ventrículos: el acueducto cerebral (de Silvio).

A cada lado, las placas basales y alares están separadas por el surco limitante. Cada placa basal tiene 2 grupos de motoneuronas:

(1) Eferente somático o medial: origina los nervios craneales III y IV (2) Eferente visceral general: forma el núcleo de Edinger-Westphal.

La capa marginal de las placas basales se expande y origina el pie de los pedúnculos cerebrales por donde descienden fibras desde la corteza cerebral a centros motores inferiores del puente y médula espinal (tractos corticopontinos, corticobulbares y corticoespinales). Las placas alares y del techo forman el tectum. Neuroblastos de las placas alares migran a la capa marginal del tectum y forman agregados estratificados de neuronas sensitivas separadas por un surco transverso: los colículos superiores (anteriores) y los colículos inferiores (posteriores). Estos últimos son centros de relevo para reflejos auditivos, mientras que los colículos anterioresforman centros de correlación y de reflejos para estímulos visuales.

Una banda de sustancia gris adyacente al pedúnculo cerebral forma la sustancia negra (locus niger).

ROMBENCEFALO

Está formado por: (1) Mielencéfalo (2) Metencéfalo

MIELENCEFALO

Es la vesícula encefálica más caudal y se diferencia en el bulbo raquídeo (médula oblonga). Sus paredes laterales sufren cierta eversión tal como se abren las conchas de una almeja, sin embargo, su estructura general es bastante parecida a la médula

espinal. Los neuroblastos de las placas alares migran a la capa marginal en dirección ventrolateral para formar los núcleos olivares.

Ventralmente, las fibras corticospinales que descienden desde la corteza cerebral (giro precentral) forman las denominadas pirámides. El pliegue protuberancial hace que las

paredes bulbares laterales se desplacen lateralmente y que la placa del techo se extienda y adelgace considerablemente. Como consecuencia, la cavidad del mielencéfalo (futuro IV ventrículo) toma forma romboide y los núcleos motores pasan a ubicarse medialmente a los núcleos sensitivos.

Las placas alares y basales están bien definidas. La placa basal contiene 3 grupos de núcleos motores:

(1) Eferente somático o medial (2) Eferente visceral especial o intermedio (3) Eferente visceral general o lateral.

Estos tres grupos originan los núcleos motores de los nervios craneales IX, X, XI y XII que se ubican en el piso del cuarto ventrículo medial al surco limitante.

La placa alar contiene tres grupos nucleares sensitivos:

(1) Aferente somático o lateral. (2) Aferente visceral especial o intermedio. (3) Aferente visceral general o medial.

Estos grupos neuronales forman los núcleos sensitivos de los nervios craneales V, VII, VIII, IX y X y los núcleos gracilis y cuneatus.

METENCEFALO

Incluye la región ubicada entre el pliegue protuberancial y el istmo del rombencéfalo. La porción metencefálica ventral más una contribución celular de la región alar del mielencéfalo originan el Puente (protuberancia), mientras la región posterior conforma el cerebelo. El puente forma una importante vía nerviosa entre la médula espinal y las cortezas cerebral y cerebelosas.

Por otra parte, el cerebelo es un centro de coordinación de postura y movimientos. La cavidad del metencéfalo forma la parte superior del futuro IV ventrículo.

La formación del pliegue protuberancial produce el distanciamiento de las paredes laterales del puente y la extensión de la sustancia gris del piso del IV ventrículo.

Los neuroblastos de las placas basales constituyen tres columnas de núcleos motores:

(1) Eferente somático medial (2) Eferente visceral especial (3) Eferente visceral general.

Ellos originan los núcleos motores de los pares V, VI y VII. La capa marginal de las placas basales se expande y sirve de puente a fibras que conectan la médula espinal con las cortezas cerebral y cerebelosas; esto explica el nombre de "puente".

Las placas alares poseen 2 grupos sensitivos: (1) Aferente somático lateral (2) Aferente visceral general. Ellos constituyen el núcleo sensitivo principal del n.trigémino, el núcleo espinal del V par y los núcleos vestibulares del VIII par. Los núcleos pontinos se originan en lasplacas alares del metencéfalo.

Cerebelo: Cada placa alar se curva en su región dorso lateral en dirección medial para formar los labios rómbicos. Estos labios aumentan de tamaño, se proyectan caudalmente sobre la placa del techo del IV ventrículo y se fusionan en la línea media. En la zona inferior del metencéfalo están muy separados. La compresión cefalocaudal de los labios producto de la exageración del pliegue protuberancial forma la placa cerebelosa que se superpone al puente y al bulbo raquídeo. En el embrión de 12 semanas se observa una parte media (vermis) y dos laterales (hemisferios). Inicialmente, la placa cerebelosa consta de las capas neuroepitelial, del manto y marginal, pero luego algunas células neuroepiteliales emigran a la superficie cerebelosa a formar la capa granulosa externa que consta de una zona proliferativa superficial. Al sexto mes, la capa granulosa externa ya ha producido células

granulosas, células en cesto y células estrelladas que contactan con células de Purkinje aún indiferenciadas.

DESARROLLO DE LA CRESTA NEURAL: FORMACIÓN DEL SNP

Las células del SNP, se agrupan formando ganglios periféricos. Las neuronas y las células de soporte de estos ganglios (espinales, craneales y autónomos), así como las células de Schwann, que recubren de mielina los nervios periféricos, se originan en la cresta neural.

Se originan parte de las células que forman las meninges y las células cromafines de las glándulas suprarrenales.

Formación de los ganglios espinales y en su relación con la segmentación de la médula espinal.

* En la 4ª semana del desarrollo, las células de la cresta neural se sitúan a ambos lados del tubo neural en interacción con el mesodermo subyacente.

El mesodermo que bordea el tubo neural está segmentado en bloques llamados somitas unidades precursoras de la musculatura axial y del esqueleto.

* A partir de la 4ª/5ª semana del desarrollo, las células de la cresta neural, agrupadas junto a los somitas a ambos lados de la región caudal del tubo neural, formarán los ganglios espinales.

Esta organización segmentada, establece la organización de la médula espinal.

* Hacia la 6ª semana del desarrollo, se producirá la unión entre estos ganglios periféricos y la médula espinal.

Las células de los ganglios espinales, empiezan a extender dos prolongaciones, una hacia la periferia (centrífuga) y otra central (centrípeta) que se dirige hacia el asta dorsal de la médula espinal.

Estas prolongaciones forman las raíces dorsales de los nervios espinales.

Las prolongaciones centrífugas se unen a los axones.

La formación de los ganglios del sistema nervioso autónomo y de los ganglios craneales sigue procesos similares a la segmentación.

Células de Schwann la mielinización de los nervios periféricosse produce gradualmente a partir del 4º mes de vida fetal.

*Fases del Desarrollo

Estas fases son secuenciales para cada célula. Estas son: proliferación, migración, diferenciación neuronal, formación de las vías de conexión, establecimiento de conexiones y muerte neuronal

PROLIFERACIÓN CELULAR

Fase en la que se originan o nacen las células (neuronas y células gliales) que componen el SN.

Durante la mitosis las células madre se sitúan en la zona ventricular, mientras que en el periodo intermiótico ocupan la zona marginal. Esta distribución aporta al neuroepitelio una apariencia pseudoestrastificada.

Hay otras zonas proliferativas:

* En el neuroepitelio del telencéfalo zona subventricular: en ellas nacen neuronas inmaduras de pequeño y mediano tamaño y la gran mayoría de las células gliales.

* En el cerebelo:

* La primera: en la que proliferan las neuronas inmaduras que se diferenciarán en las células de Purkinje, células de Golgi y células de los núcleos profundos.

* La segunda: en ella proliferan las neuronas inmadurasque se diferenciarán en células granularesy en las demás interneuronas del cerebelo(células estrelladas y en cesto).

Neurogénesis nacimiento de las neuronas; no ocurre simultáneamente en las distintas zonas del tubo neural; nacen antes las neuronas de proyección que las interneuronas.

Gliogénesis nacimiento de las células gliales. Las cuales nacen secuencialmente a lo largo de la vida para cubrir necesidades.

Fecha de nacimiento de las neuronas última división de las células progenitoras.

Los glioblastos, conservan su capacidad proliferativa durante toda la vida.

MIGRACIÓN CELULAR

Periodo durante el cual las células nerviosas se desplazan desde la zona en la que han nacido hasta su zona de destino.

Al iniciar esta fase, las neuronas se sitúan entre la zona ventricular y la zona marginal y forman la zona intermedia o capa del manto.

Mecanismos de migración:

En el TUBO NEURAL, la mayoría de las neuronas inmaduras migran guiadas por un tipo especial de células gliales Glía radial

Las células de esta glía radial son glioblastos; sirven de soporte mecánico a las neuronas inmaduras para su desplazamiento a través del neuroepitelio.

La glía radial mantiene su cuerpo en la zona ventricular y extiende una larga prolongación que atraviesa radialmente el neuroepitelio.

Este mecanismo de migración esta controlado por moléculas de la membrana celular.

En la fase de migración intervienen diversas glucoproteínas. Las llamadas moléculas de cohesión celular neuro-glía son las que realizan el reconocimiento de las prolongaciones de la glía radial para iniciar la migración y controlan la adhesividad de las neuronas migratorias a las mismas.

Una vez terminada la migración, las células de la glía radial adquieren otras funciones o se degeneran.

Las células granulares del cerebelo siguen una secuencia inversa.

Las células de la CRESTA NEURAL llegan a su zona de destino ayudadas por moléculas de la matriz extracelular.

El inicio de la migración lo determina la maduración de la matriz extracelular que la bordea. Estas células migran guiadas por las vías que establecen las moléculas de esta matriz, y su destino depende totalmente de la ruta que esta les marca.

Se han descrito dos tipos de migración:

* Las de la región craneal del embrión migran a través de una vía lateral bajo la superficie del ectodermo (vía dorsolateral) y lamatriz extracelular que las guía determina que se diferencien en células no neurales.

* Las células de la cresta neural de la región del tronco: lo hacen poruna vía ventral (vía ventromedial), que discurre entre el tubo neural y los somitas, y la matriz extracelular que las guía determina que se diferencien las células del SNP y las célulasde la médula suprarrenal.

En la superficie de las membranas celulares existen recetores para distintas moléculas.

Las moléculas de adhesión celular (MAC) están inactivadas en las células de la cresta neural que están migrando y se activan cuando se agregan para formar los ganglios.

ESTABLECIMIENTO DE CONEXIONES Y MUERTE NEURONAL

Cuando los axones en crecimiento llegan a sus blancos establecen comunicación con las neuronas de los mismos. Entre los axones aferentes y las neuronas de destino se forman unas estructuras especializadas en la transmisión de señales neurales, denominadas sinapsis.

El periodo en el que se forman dichas sinapsis, se denomina sinaptogénesis

La sinaptogénesis se lleva a cabo en dos fases:

Las motoneuronas que no podían realizar la sinapsis porque se eliminaban sus células-blanco antes de que sinaptaran sobre ellas, morirán.

Si el área blanco de los axones aumentaba, se reduciría la muerte neuronal.

La proliferación, migración, diferenciación inicial y crecimiento de los axones, ocurrían de un modo predeterminado y no se afectaban si los blancos de conexión se eliminaban.

La supervivencia de las neuronas dependía del establecimiento de conexiones con sus blancos.

Hipótesis neurotrófica según la cual, las células blanco liberan el FCN que actúan al nivel de las sinapsis promoviendo el mantenimiento y supervivencia de las neuronas.

Se ha propuesto que las sinapsis compiten por los factores tróficos liberados por las células blanco, de modo que todas las neuronas envían sus axones hacia su blanco, pero sólo sobreviven las que consiguen realizar las sinapsis adecuadas con el mismo.

CONCLUCIONES:

PRIMERA.- El sistema nervioso es de suma importancia, ya que en este se regulan y conduce el funcionamiento de todos los órganos del cuerpo,en el ser humana y animales.

SEGUNDA.- Si bien, las células nerviosas dañadas no se recuperan, sí pueden recuperarse algunas funciones, debido a que la concurrencia de diversos centros para una misma función lo hace posible cuando las alteraciones son limitadas.

TERCERA.- El sistema nervioso del cuerpo humano es el encargado de enviar, recibir y procesar los impulsos nerviosos y como también el funcionamiento de todos los músculos y órganos de nuestro cuerpo depende de estos impulsos. Tres sistemas trabajan conjuntamente para llevar a cabo esta misión: el Sistema Nervioso Central, el Sistema Nervioso Periférico y el Sistema Nervioso Autónomo.

CUARTA.- La diferencia existente entre hombre y animal, se basa en el poder que tiene el hombre para abstraer, inventar símbolos y tener un lenguaje articulado.

WEB GRAFIA:

www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/.../Desarrolloneuron.htm

html.rincondelvago.com/sistema-nervioso_15.html

www.slideshare.net/JoseMoi/embrilogia-del-sistema-nervioso-11568268

www.ucm.es/info/otri/cult.../sistema_nervioso_clave_evolucion.pdf

www.guiasdeneuro.com/desarrollo-del-snc

www.sld.cu/.../etapas_e_indices_de_desarrollo_en_el_sistema_nervioso.

es.wikipedia.org/wiki/Microanatomía_del_sistema_nervioso

es.slideshare.net/.../desarrollo-del-sistema-nervioso-en-el-embrin-humanA

www.slideshare.net/dediego/embriologa-uph-teora08

Bibliografia:

Diccionario Biología general

«Vida: la ciencia de la biología» - Autor: David Sadava/Craig Heller - Editorial: Panamericana.