Upload
others
View
28
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
N E R V N O T K I V O Doc. dr Nela Puškaš
Institut za histologiju i embriologiju „Aleksandar Đ. Kostić”
Medicinski fakultet Univerziteta u Beogradu
Istorija neurohistologijeNobelova nagrada za fiziologiju i medicinu 1906. godine “za
njihov rad na prepoznavanju struktura nervnog sistema”
Camillo Golgi (1843-1926) Santiago Ramón y Cajal (1852-1934)
Nervno tkivo
• celularno tkivo
• strukturne komponente
– nervne delije, neuroni (100 milijardi, 1011)
– glija delije, neuroglija 10x brojnije
• poreklo
– ektodermalno
(neuroektodermalno)
http://sosembriologiahumana.blogspot.com
ektoderm
notohorda
nervni nabori
nervni nabori
nervna cev
nervna cev
N E U R U L A C I J A
Nervno tkivo (kora velikog mozga)
neuropil
- U cerebralnom korteksu 85% neuropila, a 15% okupiraju produžeci glija delija- Kod osoba obolelih od šizofrenije primeden je redukovan neuropil- U CNS-u, intercelularni prostor zauzima do oko 15% od ukupnog volumena parenhima, a čine ga prostori širine 20-30 nm, koji sadrže ekstracelularne proteine (npr. laminin) i (ne)sulfatisanemukopolisaharide, ali ne i kolagena vlakna
Osobine nervnog tkiva
• Nadražljivost - svojstvo neurona da reaguje na mehaničke, termičke, hemijske i svetlosne stimuluse
• Sprovodljivost – sposobnost neurona da primljeni nadražaj u vidu električnog signala (nervnog impulsa, akcionog potencijala) prenese i prosledi drugim delijama
Neuron
• Po Hisovoj teoriji (Wilhelm His, oktobar 1886), nervni sistemje ne-sincicijalna mreža formirana od nezavisnih jedinica –nervnih delija
• Nemački lekar, profesor anatomije i patologije HeinrichWilliam Waldeyer (1836-1921), prvi je upotrebio termin„neuron”, 1881. godine.
• Međutim, prvi naučnik koji je sagledao jedan neuron, gotovou celini, bio je legendarni neuro-istrażivač Karl Dajters (KarlDeiters, 1834-1863).Dajters je uspeo da mikrodisekcionimtehnikama izdvoji iz nervnog tkiva pojedinačne, velikeneurone sa njihovim dendritima i glavnim aksonskim stablom(Dajtersova knjiga sa originalnim nalazima objavljena jepostuhumno 1865. godine)
dendriti
jedro
telo, soma, perikarion
akson (sprovodni deo)
aksonski terminali
mijelinski omotač
Ranvijeovinodusi, suženja
terminalna arborizacija(telodendron)
**
** aksonski brežuljakDajtersova kupa
*
* inicijalni segment(nemijelinizovan)
Neuron (siva vs. bela masa)
http://learn.genetics.utah.edu
4. Prenosi informaciju na target ćeliju (neuron, mišić, žlezda)
1. Prima i integriše stimuluse
2. Generiše nervni impuls (akcioni potencijal)
3. Sprovodi akcioni potencijal
dendriti, telo, aksonski brežuljak
inicijalni segment
akson, grane, terminalna arborizacija
aksonski (nervni) terminali
Četiri funkcionalna segmenta neurona
Građa neurona
• Telo, soma, perikarion – metabolički centar delije
– Veličina:
• 4-5 µm, zrnasti neuroni kore malog mozga (parvocelularni)
• 80 µm, Purkinjeovi neuroni
• 150 µm, kortikalni piramidalni neuroni (magnocelularni)
Telo neurona
• Jedro:
– Jedno, uglavnom centralno postavljeno
– krupno, ovalno,
– euhromatično,
– ponekad „vezikularno”
– izraženo jedarce
(nukleolus)
http://www.bristol.ac.uk
Telo neurona
• Organele:– Nislova (Nissl) supstanca
(poliribozomi i granulisani ER)
hromatoliza
– Goldži kompleks
– mitohondrije
– sekretorne granule
– glatkiER
– centriol (retko se srede kod adultnih neurona)
– lizozomi
– rezidualna tela, lipofuscin (sadrži dosta lipida, pa se boji lipofilnim bojama kao i mijelin), lipofuscinoza
Franz Nissl (1860-1919)
Telo neurona
http://www.vetmed.vt.edu
Distribucija Nislove supstance
akson
dendriti
Dendriti
• broj dendrita izrazito varira
• kradi od aksona
• razgranati produžeci (3 – 6 generacija)
• sa napredovanjem grananja smanjuje se dijametar
• sastav citoplazme sličan perikarionu, ali je gustinaorganela manja u odnosu na perikarion
• nema Goldži kompleksa, ni lipofuscina
• mnogi dendriti prekriveni su spinama koje povedavaju postsinaptičku (receptivnu) površinu
Spine
• kratki trnoliki produžeci u obliku lizalica ili pečurki
• u centru snop aktinskih filamenata i malo glatkog ER
• na membrani – postsinaptički receptori i jonski kanali
• gustina spina je odraz prosečnog mentalnog kapaciteta
• - plastičnost -
Ramón y Cajal
Cajal vs. tehnologija
Plastičnost
• OSOBINA NERVNOG TKIVA (SISTEMA) DA MODIFIKUJE SVOJU STRUKTURU I FUNKCIJU POD UTICAJEM SPOLJAŠNJIH I UNUTRAŠNJIH ČINIOCA
http://www.gordonpomarescentre.com/brain_plasticity/
Akson
• uvek samo jedan, konstantnog dijametra
• dužina kod čoveka do oko 1m
• delovi:
– aksonski brežuljak (Dajtersova kupa)
– inicijalni segment
– mijelinizovan/amijelinizovan konduktivni (sprovodni) deo
– kolateralne i rekurentne grane
– terminalna arborizacija (telodendron)
– aksonski terminali
Akson
• aksoplazma, aksolema
• nema Nislove supstance, Goldži kompleksa i lizozoma
• poseduje malo glatkog ER i dosta mitohondrija
• sekretorne granule (strukturni i neuropeptidi)
• duž aksona intenzivan transport
– anterogradni (niz)
– retrogradni (uz)
Pojam nervnog vlakna
• U savremenoj literaturi aksoni nervno vlakno su sinonimi, međutim nervna vlakna su i aferentni produžeci pseudounipolarnih neurona(senzorna vlakna), koji imaju morfologiju aksona, ali su u funkcionalnom smislu dendriti (dendraksoni)
Citoskelet nerve ćelije
• Citoskelet – Mikrofilamenti (aktinski)
• difuzno, intenzivnije periferno gde je u kontaktu sa integralnim proteinima membrane; sol-gel
– Neurofilamenti (intermedijerni)• usnopljeni u neurofibrile koje
održavaju oblik delije, a u aksonu održavaju dijametar uz pomod kinaza i fosfataza koje regulišu njihov stepen fosforilacije
– Mikrotubuli• paralelni u aksonima (+ ka
terminalu, - ka perikarionu), antiparalelni u telu i dendritima
Citoskelet nerve ćelije
• Mikrotubuli
– asocirani sa velikim brojem raznih proteina, kao što suMAP-1, MAP-2 i Tau proteini (marekeri citoskeleta neurona), koji indukuju polimerizaciju mikrotubula a koji, zatim, stabilizuju i poprečno povezuju međusobno ili sa drugim citoskeletnim polimerima
– obezbeđuju transport u deliji
Transport kroz akson duž mikrotubula
Anterogradni
• motorni protein KINEZIN
• Brzi (20-70mm/dan)– Mitohodrije, cisterne glatkog
ER, sekretorne granule, supstance male molekulske mase (AK, monosaharidi)
• Spori (0,2-10mm/dan)*
– Subjedinice mikrotubula, enzimi
* Transport pojedinih komponenti može trajati i nekoliko meseci
Retrogradni
• motorni protein DINEIN
• Samo brzi– Istrošene vezikule, signalni
molekuli (npr. faktori rasta), toksini (npr. tetanusa), virusi (virus besnila, herpes simplex)
Deo neurona Komponente
PERIKARION -euhromatski nukleus sa prominentnim nukleolusom-granulirani endoplazmatski retikulum sa slobodnimpoliribozomima (Nisslova supstanca)
-Goldžijev kompleks-mitohondrije-lizozomi-lipofuscinske granule (pigment starenja)-komponente citoskeleta
-mikrotubuli-mikrofilamenti (aktinski filamenti)-neurofilamenti (vrsta intermedijernih filamenata)
- neurosekretorne granule
DENDRITI u bazi sastav sličan perikarionu, ali nema Goldžijevog aparata, nema lipofuscina
AKSON Nema:-Nisslovu supstancu-Goldžijev kompleks-lizozome, lipofuscin
Ima:- mitohondrije- malo glatkog ER-mikrotubule, mikrofilamente, neurofilamentie-neurosekretorne granule
AKSONSKI TERMINALI slični aksonu, ali pored mitohondrija imaju i endozome
Sinapse
PODELA SINAPSI (u odnosu na način prenošenja nadražaja)
1. hemijska sinapsa
2. električna sinapsa- neksusi (komunikantni spoj)
3. mešovita sinapsa- hemijska i električna
(Mauthnerovi neuroni)
reč „sinapsa” potiče od „ sinaptein” – kovanice koju je Ser Čarls Skot Šerington napravio od reči „ sin ”(zajedno) и „ haptein ” (da se zakopča)1932 dobio i Nobelovu nagradu "za rad o funkciji neurona, uključujudi činjenicu da snažniji stimulusirezultuju višom frekvencijom nervnih impulsa"
• oko 1014
• presinaptički elementi– presinaptička membrana – citomatriks aktivne zone– sinaptičke vezikule– mitohondrije – endozomi
• sinaptička pukotina (20 –40 nm)
• postsinaptički elementi – postsinaptička membrana– postsinaptičko zadebljanje– receptori za transmitere
• jonotropni• metabotropni
Hemijska sinapsa
Hemijska sinapsa
• Depolarizacija presinaptičke membrane
• Brzo otvaranje Ca++ kanala • Ulazak jona Ca++ dovodi do
fuzije sinaptičkih vezikula sa presinaptičkom membranom
• Oslobađanjeneurotransmitera
• Difuzija neurotransmitera• Vezivanje neurotransmitera za
receptore na postsinaptičkoj membrani
• Depolarizacija postsinaptičke membrane
Aktivna zona
• Akivna zona – region u presinaptičkom terminalu aksona kojise sastoji od presinaptičke membrane i guste kolekcije proteina koja se naziva citomatriks aktivne zone
• Funkcija aktivne zone je da posredujeu otpuštanju neurotransmitera izsinaptičkih vezikula. Ona privezujesinaptičke vezikule za presinaptičkumembranu i posreduje u sinaptičkojfuziji vezikula, pa tako omogudavaotpuštanje neurotransmitera
Postsinaptičko zadebljanje
• proteini postsinaptičkog zadebljanja (ima ih na stotine) uključeni su u pričvršdivanje (usidrava-nje) irazmeštanje receptora, kao i u modulaciju njihoveaktivnosti
• najvažniji proteini su: PSD95 (postsynaptic density95), neuroligin (delijski adhezioni protein),kalcijum/kalmodulin-zavisna protein-kinaza II i dr.signalni molekuli i adhezioni proteini
• prisutni i na spinama
Vrste hemijskih sinapsi
Akso-aksonska
Akso-somatska
Akso-somatska
Akso-dendritska
Akso-dendritska
Električne sinapse
Električne sinapse
• brže su od hemijskih sinapsi, ali signal u postsinaptičkim neuronu nije pojačan, ved je isti ili oslabljen u odnosu na presinaptički neuron
• nalaze se u delovima nervnog sistema od kojih se zahteva najbrži mogudi odgovor, npr. kod odbrambenih refleksa
• ove sinapse su uglavnom dvosmerne, ali je mogud i jednosmerni tok
• električne sinapse koegzistiraju sa hemijskim sinapsama
• najbrojnije su u mrežnjači, moždanoj kori kičmenjaka, nc. reticularis thalami i hipokampusu i najčešde između malih lokalnih inhibitornih neurona
Odnos aksona i glije u PNS-u
http://virtual.yosemite.cc.ca.us
Mijelinska vlakna Amijelinska vlakna
Odnos aksona i glije u PNS-u
Mijelinska vlakna Amijelinska vlakna
jedro Švanove delije (periferno)
bazalna lamina
interdigitacije Švanovih delija
jedro Švanove delije (u centru)
aksoniakson (vlakno)
Vajsmanovi intertnodusni segment
(odgovara jednoj Švanovoj deliji) 0,2-1,5 m
Mijelinski omotač u CNS-u
oligodendrocit
Mijelinizacija
Centralno
Periferno
Mijelinizacija
neurilema
1. nezreli mijelinski omotač formira tanak sloj citoplazmekoji se obavija oko aksona →
2. kompakcija citoplazme(formiranje glavne guste linije) →
3. zreli mijelinski omotač čini duplikatura delijske membrane itanak kompaktni sloj citoplazmeunutar te duplikature
* mezakson*
*
Mijelinizacija
Tamna pruga
Svetla pruga
Tamna pruga
Mijelinizacija
Svetla pruga
Tamna pruga majornagusta linja
intraperiodna minorna gusta linija
Tamna pruga majornagusta linja
Ranvijeov nodus
Šmit-Lantermanove pukotine, mijelinske incizure
Ranvijeov nodus
perinodalna citoplazma Švanove delije
neurilema
Mijelinski omotač
‚akson
mijelin
jedro Švanove ćelije
Mijelinski omotač
Ranvijeovo suženje
Mijelinski omotač
• 1. heterotipski okludentni spojevi u paranodalnoj regiji
• 2. autotipski okludentni spojevi između segmenata membrane oko Šmit –Lantermanovih pukotina i između interdigitacija susednih Švanovih delija
• 3. komunikantni spojevi u paranodalnom regionu između membrana susednih Šmit –Lantermanovih pukotina
Mijelinski omotač
Ranvijeov nodus
Citoplazmatski procesusi susednih oligo-dendrocita se ne preplidu. Prostor izmeđunjih ispunjen je stopalom astrocita.
Citoplazmatski prosecusi susednih Šva-novih delija se preplidu u nivou Ranvijer-ovog nodusa.
produžeci oligodendrocita u kontaktu sa aksolemom
stopaloastrocita
Ranvijeovnodus
mijelin
neuron
MULTIPLA SKLEROZA – patogeneza
Multipla skleroza je bolest demijeliniza-cijekoja se karakteriše povremenim epizodama neurološke disfunkcije, uz-rokovane lezijama u beloj masi mozga. Dve važne patohistološke karakteristike su: 1) infiltracija inflamatornim delijama (T-
limfociti i makrofagi) van i oko plakova;2) plakovi astrocitnih agregata.
CD8+ i CD4+ T-limfociti koji dospe-
vaju u leziju multiple skleroze sekretujucitokine (IL-2, TNF- , interferon- ).
T-limfociti sekretuju Fas- ligand koji
se vezuje za Fas-receptor na oligoden-drocitima i indukuje njihovu apoptozu.TNF- ima sličan proapoptotski efekat.
Makrofagi odstranjuju mijelin sa
aksona.
Blokira se prenos nadražaja duž
demijelinizovanog aksona.
oligodendrocit
Fas receptor
Fas ligand
makrofag
postkapilaerna venula
T-delija
(CD4+ i CD8+)
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika
4. Na osnovu efekta
5. Na osnovu dužine aksona
6. Na osnovu sadržaja transmitera
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije a. senzorni (somatosenzorni i viscerosenzorni)
b. motorni (somatomotorni i visceromotorni)
c. asocijativni (interneuroni, projekcioni, komisuralni, ukupno 99%)
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova (korenova)a. (pseudo)unipolarni
b. bipolarni
c. multipolarni
Klasifikacija neurona
Vrste neurona prema broju nastavaka
(pseudo)unipolarnibipolarni
dendritimultipolarni
Aksonski terminal
Aksonski terminal
Aksonski terminal
Pravac impulsa
ganglijski neuroni retine, kohlearnog gagngliona, Purkinjeovi neuroni
senzorni ganglioni u PNS-uvegetativni ganglioni, ostali neuroni u CNS-u
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika Npr. piramidalni, stelatni, zrnasti...
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika
4. Na osnovu efektaa. ekscitatorni neuroni
b. inhibitorni neuroni
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika
4. Na osnovu efekta
5. Na osnovu dužine aksona a. projekcioni neuroni, dugoaksonski (Goldži tip I)
b. interneuroni, kratkoaksonski (Goldži tip II)
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika
4. Na osnovu efekta
5. Na osnovu dužine aksona
6. Na osnovu sadržaja transmiteranpr. glutamatergički, GABAergički, holinergički, dopaminergički,.....
Klasifikacija neurona
1. Na osnovu funkcije
2. Na osnovu broja polova
3. Na osnovu oblika
4. Na osnovu efekta
5. Na osnovu dužine aksona
6. Na osnovu sadržaja transmitera
Klasifikacija neurona
Glija ćelije
CNS
• Astrociti
• Oligodendrociti
• Mikroglija
• Ependimne delije
PNS
• Švanove delije
• Satelitske delije
Glija ćelije CNSa
1. Astrociti
2. Mikroglija
3. Oligodendrociti
1920.Del Rio-Hortega's four types of glia. A: Gray matter protoplasmic neuroglia. B: White matter fibrous neuroglia. C: Microglia. D: White matter interfascicular glia(oligodendrocytes) (Somjen 1988, Fig. 4).
Glija ćelije CNSa
1. Astrocitia. potpora
b. metabolička potpora
transport materija i vode
c. obavijanje sinapse i kontrola ekscitabilnosti
d. regulacija jonske homeostaze u ECM
e. fagocitoza (reaktivni astrociti)
f. formiranje ožiljnog tkiva (glioza)
Glija ćelije CNSa
1. Astrocitia. Protoplazmatični (u sivoj masi)
b. Fibrozni (u beloj masi)
Astrociti
• U citoplazmi – glijalni fibrilarni kiseli protein GFAP
Krvno-moždana barijera
• To je selektivna fiziološka barijera koja sprečava ulazak štetnih materija iz krvi u mozak
HISTOLOŠKE KOMPONENTE BARIJERE:
• Okludentne veze između endotelnih delija
• Bazalna lamina kapilara
• Stopalasti produžeci astrocita
Krvno-moždana barijera
Methods Mol Biol. 2012;814:3-7.Astrocytes: multitalented stars of the central nervous system.
Adv Exp Med Biol. 2012;970:307-31.Gliotransmission and the tripartite synapse.
(Araque et al., TINS 22 (1999)
1. Astrociti
2. Mikroglija (oko 10%)Makrofazi nervnog tkiva Sintetišu citokine (npr. IL 1)Poseduju receptore za viruse i druge imunogene važne za imunu reakciju u CNS-u
Vrste glija ćelija
http://missinglink.ucsf.edu
Mikroglija
Mikroglija
1. Astrociti
2. Mikroglija
3. Oligodendrocitivrše mijelinizaciju aksona u CNS-u
Vrste glija ćelija
Ependimalne ćelije
• Oblažu komore, ostatak germinativnog neuroepitela nervne cevi
• Cilindrične ili kockaste delije sa mikrovilima i kinocilijama
• Povezane dezmozomima i komunikantnim vezama
• Bazalna lamina diskontinuirana
• Okludentni spojevi samo u nivou cirkumventrikularnih organa, krvno-likvorna barijera
• Taniciti
tanicit
kapilar
Regeneracija aksona
• preživljavanje neurona nakon aksotomije zavisi od potencijala regeneracije i karaktera neuroglije
• oligodendrociti sprečavaju ponovni rast aksona, a astrociti formiraju ožiljak (gloiza)
• Švanove delije podržavaju i onogudavaju regeneraciju aksona
• aksoni u PNS-u imaju vedi potencijal regeneracije
Regeneracija aksona
• aksotomija →
• anterogradna degeneracija i retrogradna degeneracija (nekoliko segmenata) →
• fragmentacija neurileme Švanovih delija i odvajanje od mijelinskog omotača, ostaje endoneurijumski tubus →
• fagocitoza debrija (monociti-makrofazi i Švanove delije), oko nedelju dana→
• proliferacija Švanovih delija u glijalne trake →
• proksimalni okrajak formira lamelopodiju (konus rasta)sa brojnim filopodijama →
Regeneracija aksona
• proksimalni okrajak formira lamelopodiju (konus rasta) sa brojnim filopodijama →
• premeštanje citoplazme
konusa rasta u filopodije →
• formiranje novog konusa
rasta i novih filopodija →
• ponavljanje procesa do
momenta pronalaženja endoneurijumskog tubusa →
• elongacija →
• reformiranje nervnog terminala →
• remijelinizacija (nekolio meseci)
Hvala na pažnji !