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MÉDULA ESPINAL

 Capas neuroepitelial, del manto y marginal

La pared del tubo neural recién cerrado está constituida por células

neuroepiteliales. Estas células se distribuyen en todo el espesor de la pared y

forman un epitelio seudoestratificado grueso (Fig. 18-6). Se conectan por medio

de complejos de unión en el lumen. Durante la etapa de surco neural y de

inmediato tras el cierre del tubo se dividen con rapidez y producen cada vez más

células neuroepiteliales. De manera colectiva constituyen la capa neuroepitelial

o neuroepitelio.


Una vez que el tubo neural se cierra las células neuroepiteliales comienzan a

transformarse en otro tipo de células que se caracteriza por su núcleo redondo

grande con nucleoplasma pálido y un nucleolo con tinción oscura. Se trata de las

células nerviosas primitivas o neuroblastos (Fig. 18-7). Forman la capa del

manto, una zona en torno a la capa neuroepitelial (Fig. 18-8). La capa del manto

forma más tarde la sustancia gris de la médula espinal.


La capa más externa de la médula espinal, la capa marginal, contiene fibras

nerviosas que emergen de los neuroblastos de la capa del manto. Como

consecuencia de la mielinización de las fibras nerviosas, esta capa adquiere una

tonalidad blanca y por ende se denomina sustancia blanca de la médula

espinal (Fig. 18-8).


Placas basal, alar, del techo y del piso

Como consecuencia de la adición continua de neuroblastos a la capa del manto,

cada uno de los lados del tubo neural muestra un engrosamiento ventral y uno

dorsal. Los engrosamientos ventrales, las placas basales, que contienen a las

células motoras del asta anterior, constituyen las áreas motoras de la médula

espinal; los engrosamientos dorsales, las placas alares, forman las áreas

sensitivas (Fig. 18-8 A). Una hendidura longitudinal, el surco limitante, marca

el límite entre ambas. Las porciones dorsal y ventral de la línea media del tubo

neural, conocidas como placas del techo y del piso, respectivamente, carecen de

neuroblastos; fungen ante todo como las vías para el cruce de las fibras

nerviosas de un lado a otro.


Además del asta anterior motora y del asta posterior sensitiva, un grupo de

neuronas se acumula entre las dos áreas y da origen a un asta intermedia

pequeña (Fig. 18-8 B). Esta asta, que contiene neuronas de la división simpática

del sistema nervioso autónomo (SNA), solo se identifica en los niveles torácico

(T1 a T12) y lumbar superior (L2 a L3) de la médula espinal.


Diferenciación histológica

Células neurales

Los neuroblastos, o células nerviosas primitivas, se forman de manera exclusiva

por la división de las células neuroepiteliales. Al inicio tienen un proceso central

que se extiende hacia el lumen (dendrita transitoria), pero cuando migran

hacia la capa del manto, este proceso desaparece y los neuroblastos durante

algún periodo son redondos y apolares (Fig. 18-9 A). Al avanzar la

diferenciación, aparecen dos procesos citoplásmicos nuevos a lados opuestos del

cuerpo celular y se forma un neuroblasto bipolar (Fig. 18-9 B). El proceso en

uno de los extremos de las células se elonga con rapidez para constituir el axón

primitivo, en tanto el del otro extremo desarrolla una serie de arborizaciones

citoplásmicas, las dendritas primitivas (Fig. 18-9 C). Esta célula entonces se

conoce como neuroblasto multipolar y durante el desarrollo posterior se

convierte en una célula nerviosa adulta o neurona. Una vez que se forman, los

neuroblastos pierden su capacidad para dividirse. Los axones de las neuronas de

la placa basal atraviesan la zona marginal y pueden observarse en el aspecto

ventral de la médula espinal. Conocidos de manera conjunta como raíz ventral

motora del nervio espinal, conducen impulsos motores desde la médula espinal

hasta los músculos (Fig. 18-10).


Los axones de las neuronas del asta dorsal sensitiva (placa alar) se

comportan de manera distinta a los del asta ventral. Penetran a la capa marginal

de la médula, por la que se dirigen ya sea hacia niveles más altos o más bajos,

para convertirse en neuronas de asociación.


Células de la glía

La mayor parte de las células de sostén primitivas, los glioblastos, se forman a

partir de células neuroepiteliales una vez que cesa la producción de neuroblastos.

Los glioblastos migran desde la capa neuroepitelial hasta las capas del manto y

la marginal. En la capa del manto se diferencian en astrocitos protoplásmicos y

astrocitos fibrilares (Fig. 18-11). Estas células se alojan entre los vasos

sanguíneos y las neuronas, donde dan soporte y desempeñan funciones

metabólicas.


Otro tipo de célula de sostén que quizá derive de los glioblastos es el

oligodendrocito. Esta célula, que se identifica ante todo en la capa marginal,

forma vainas de mielina en torno a los axones ascendentes y descendentes de la

capa marginal.


Durante la segunda mitad del proceso de desarrollo aparece en el SNC un

tercer tipo de célula de sostén, la célula de la microglía. Este tipo de célula con

gran capacidad fagocítica se forma a partir del mesénquima vascular cuando los

vasos sanguíneos crecen hacia el interior del sistema nervioso (Fig. 18-11). Una

vez que las células neuroepiteliales dejan de producir neuroblastos y glioblastos

se diferencian en células ependimarias que revisten el canal central de la médula

espinal.


Células de la cresta neural

Durante la elevación de la placa neural aparece un grupo de células a lo largo de 

cada borde (cresta) de los pliegues neurales (Fig. 18-2). Estas células de la

cresta neural son de origen ectodérmico y se distribuyen a todo lo largo del

tubo neural. Las células de la cresta migran en dirección lateral y dan origen a

los ganglios sensitivos (ganglios de la raíz dorsal) de los nervios espinales y a

otros tipos de células (Fig. 18-2).


En una fase posterior del desarrollo los neuroblastos de los ganglios

sensitivos forman dos procesos (Fig. 18-10 A). Los procesos de crecimiento

central penetran por la región dorsal del tubo neural. En la médula espinal

pueden terminar en el asta dorsal o ascender por la capa marginal hasta alguno

de los centros cerebrales superiores. Estos procesos se conocen de manera

colectiva como raíz dorsal sensitiva del nervio espinal (Fig. 18-10 B). Los

procesos que crecen hacia la periferia se unen a fibras de las raíces ventrales

motoras y participan así en la formación del tronco del nervio espinal. De

manera eventual, estos procesos terminan en los órganos receptores sensitivos.

Así, los neuroblastos de los ganglios sensitivos que derivan de las células de la

cresta neural dan origen a las neuronas de la raíz dorsal.


Además de formar ganglios sensitivos, las células de la cresta neural se

diferencian en neuroblastos autónomos, células de Schwann, células

pigmentadas, odontoblastos, meninges y mesénquima de los arcos faríngeos (v.

Cuadro 6-1, p. 78).


Nervios espinales

Las fibras nerviosas motoras comienzan a aparecer durante la cuarta semana,

generándose a partir de los cuerpos de las células nerviosas en las placas

basales (astas ventrales) de la médula espinal. Estas fibras se unen en haces

conocidos como raíces nerviosas ventrales (Fig. 18-10). Las raíces nerviosas

dorsales que contienen fibras sensitivas se originan a partir de los cuerpos de

las células nerviosas ubicadas fuera de la médula espinal, en los ganglios de la

raíz dorsal (ganglios espinales), formados por las células de la cresta neural.

Los procesos derivados de estos ganglios integran haces que crecen hacia las

astas dorsales de la médula espinal. Los procesos distales se unen a las raíces

nerviosas ventrales para formar un nervio espinal (Fig. 18-10). De este modo,

las fibras de la raíz dorsal proveen inervación sensitiva, en tanto las fibras de la

raíz ventral aportan la inervación motora y, por ende, los nervios espinales

contienen tanto fibras sensitivas como motoras. Casi de inmediato los nervios

espinales se dividen en ramas primarias dorsal y ventral, que contienen

fibras tanto motoras como sensitivas. Las ramas primarias dorsales inervan la

musculatura axial dorsal, las articulaciones vertebrales y la piel de la espalda.

Las ramas primarias ventrales inervan las extremidades y la pared anterior del

cuerpo, y forman los plexos nerviosos principales (plexo braquial y plexo

lumbosacro).


Mielinización

Las células de Schwann mielinizan los nervios periféricos, y cada una de ellas

se encarga del proceso en un solo axón. Estas células se originan a partir de la

cresta neural, migran hacia la periferia y se enrollan en torno a los axones para

formar la vaina del neurilema (Fig. 18-12). Al inicio del cuarto mes de vida

fetal muchas fibras nerviosas adquieren un aspecto blanquecino como

consecuencia del depósito de mielina, formada por los giros numerosos de la

membrana de la célula de Schwann en torno a sus axones (Fig. 18-12 C).


La vaina de mielina que circunda a las fibras nerviosas en la médula espinal

tiene un origen del todo distinto, las células de la oligodendroglía (Fig. 18-12

B, C). A diferencia de las células de Schwann, un solo oligodendrocito puede

mielinizar hasta 50 axones. Si bien la mielinización de las fibras nerviosas en la

médula espinal inicia alrededor del cuarto mes de la vida intrauterina, algunas de

las fibras motoras que descienden desde los centros cerebrales superiores hasta

la médula espinal no desarrollan mielinización sino hasta el primer año de la

vida posnatal. Los tractos del sistema nervioso desarrollan mielinización casi al

mismo tiempo que comienzan a funcionar.


Cambios de posición de la médula espinal

En el tercer mes del desarrollo la médula espinal se extiende a todo lo largo del

embrión, y los nervios espinales pasan por los forámenes intervertebrales en su

nivel de origen (Fig. 18-13 A). A pesar de esto, con el paso del tiempo la

columna vertebral y la dura madre se elongan con más rapidez que el tubo

neural, y el extremo terminal de la médula espinal de manera gradual se desplaza

hacia un nivel más alto. Al nacer, este extremo se ubica en el nivel de la tercera

vértebra lumbar (Fig. 18-13 C). Como consecuencia de este crecimiento

desproporcional, las raíces dorsales y ventrales de los nervios espinales tienen

orientación oblicua desde su segmento de origen en la médula espinal hasta el

nivel correspondiente de la columna vertebral, en que las raíces correspondientes

se unen para constituir los nervios espinales. La duramadre permanece insertada

en la columna vertebral a nivel coccígeo.


En el adulto la médula espinal termina entre el nivel de L2 y L3, en tanto el

saco dural y el espacio subaracnoideo se extienden hasta S2. En el extremo

inferior de la médula espinal, una extensión formada por piamadre y similar a un

hilo se extiende en dirección caudal, pasa por la duramadre, que le da una

cubierta en S2 y se extiende hasta la primera vértebra coccígea. Esta estructura

se denomina filum terminale, y señala el trayecto de regresión de la médula

espinal, al tiempo que da sostén a esa estructura (la porción cubierta por la

duramadre y que se extiende desde S2 hasta el cóccix, también se denomina

ligamento coccígeo). Las raíces dorsal y ventral de los nervios espinales por

debajo del extremo terminal de la médula en L2-L3 constituyen en conjunto la

cauda equina (cola de caballo). Cuando se hace una extracción de líquido

cefalorraquídeo mediante una punción lumbar, la aguja se inserta en la región

lumbar inferior (L4-L5) para evitar el extremo inferior de la médula espinal.


Regulación molecular de la diferenciación de la médula espinal

Las regiones dorsal (sensitiva) y ventral (motora) de la médula espinal en

desarrollo dependen de gradientes de concentración entre factores de

crecimiento miembros de la familia del factor de crecimiento transformante β

(TGF-β), que secreta la región dorsal del tubo neural, así como de Sonic

hedgehog (SHH), secretada por la notocorda y la placa del piso (Fig. 18-14 A).

Al inicio, las proteínas morfogenéticas óseas (BMP) de los tipos 4 y 7 son

secretadas por el ectodermo suprayacente al tubo neural, y la presencia de estas

proteínas establece un segundo centro de señalización en la placa del techo. A

continuación la BMP4 en la placa del techo desencadena una cascada de

proteínas de la familia del TGF-β, entre ellas BMP5, BMP7, activina y dorsalina

en la placa del techo y la región circundante. Esta cascada está organizada de tal

modo en tiempo y espacio que establece un gradiente de concentración de estos

factores. Como resultado, las células cercanas a la placa del techo se exponen a

las concentraciones más altas, en tanto aquéllas en posición más ventral reciben

una cantidad cada vez menor de estos factores.


Eventos similares ocurren en la región ventral del tubo neural, excepto

porque la molécula de señalización es SHH. Este factor se expresa en primer

lugar en la notocorda, y le sigue el establecimiento de un segundo centro de

señalización en la placa del piso (Fig. 18-14 A). El resultado es una

concentración decreciente de SHH entre la región ventral y la dorsal del tubo

neural.


De este modo, se superponen dos gradientes de concentración de miembros

de la familia del TGF-β y SHH. Estos gradientes activan a continuación a

factores de transcripción que regulan la diferenciación de las neuronas sensitivas

y motoras. Por ejemplo, una concentración alta de factores TGF-β y niveles muy

bajos de SHH en el tubo dorsal neural activan a PAX3 y PAX7, que controlan la

diferenciación de las neuronas sensitivas (Fig. 18-14 B). De igual modo,

concentraciones altas de SHH y muy bajas de moléculas TGF-β en la región

ventral extrema dan origen a la activación de NKX2.2 y NKX6.1, y la formación

de neuronas ventrales. Justo por detrás de esta región, donde existen

concentraciones un poco más bajas de SHH y más altas de moléculas de TGF-β,

se induce la expresión de NKX6.1 y PAX6, y estos factores de transcripción

desencadenan la diferenciación de las células del asta ventral motora. Estas

interacciones siguen produciendo todos los distintos tipos de neuronas de la

médula espinal.







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