Histologie du système nerveux central
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Histologie du système nerveux central (2) Histologie Système Nerveux Central Deuxième partie 1) Rappel embryologie premier mois: • Induction plaque neurale • fermeture tube neural 2) Histogenèse: • 4 à 20 SA: premiere partie de gestation: migration neuroblastes • 20 à 40 SA: maturation, différentiation 3) Principales anomalies 1- Rappel embryologie Premier mois • • • • Apparition neurectoblaste Gouttière neurale Dérivés crêtes neurales Fermeture tube neural Mise en place ébauche SN: Neurulation • Au niveau tissulaire: débute 19ème jour - épaississement superficiel ectoblaste - en avant Nœud Hensen: « Plaque neurale» • Au niveau cellulaire - interactions processus notochordal et plaque pré chordale - différentiation neuro épithéliale, neurectodermique de l’ectoblaste J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Lame choriale Rappel J18 Lame amniotique DORSAL CEPHALIQUE Cavite amniotique ECT MSB ENT VÉSICULE VITELLINE CAUDAL Pédicule embryonnaire VENTRAL Lame vitelline Induction plaque neurale J19 CEPHALIQUE DORSAL Vue dorsale ECTOBLASTE MESOBLASTE Plaque neurale ENTOBLASTE Plaque préchordale Notochorde CAUDAL VENTRAL Pédicule embryonnaire J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Induction plaque neurale J19 Coupe sagittale DORSAL Coupe transversale PLAQUE NEURALE Cavité amniotique DORSAL CEPHAL. Vésicule vitelline CAUDAL VENTRAL J1 VENTRAL Segmentation J14 J7 Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Evolution plaque neurale • Croissance plaque neurale: 20ème jour Croissance en longueur Croissance en largeur céphalique > caudal • Sillon médian, étroit élargissement: « gouttière neurale » incurvation sous ectoblaste bords gouttière: bourrelets neuraux J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Croissance plaque neurale Mise en place sillon neural J20 DORSAL Vue dorsale Sillon neural CEPHALIQUE Pédicule embryonnaire ECTOBLASTE MESOBLASTE ENTOBLASTE Plaque neurale développée ++ Limitée par sillon neural J1 Segmentation VENTRAL CAUDAL J14 J7 Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Agrandissement sillon, incurvation ectoblaste: gouttière neurale J20 Coupe transversale DORSAL DORSAL sillon neural gouttière neurale Bourrelets neuraux VENTRAL VENTRAL J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Fermeture gouttière neurale: TUBE NEURAL • débute J 22: région cervicale par soudure bourrelets ouverture dans CA des 2 extrémités (neuropores) • J24: Fermeture extrémité céphalique (neuropore antérieur) • J27: Fermeture extrémité caudale (neuropore postérieur) • Mise en place « crêtes neurales » bandelettes tissulaires latérales, bourrelets neuraux J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Fermeture gouttière : soudure bourrelets neuraux Coupe transversale J22 DORSAL DORSAL Tube neural Soudure bourrelets neuraux crêtes neurales VENTRAL VENTRAL J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Fermeture région cervicale ouverture extrémités « neuropores » J22 DORSAL Coupe sagittale Neuropore cranial Cavité amniotique Neuropore caudal CEPHALIQUE Vésicule vitelline J1 J7 Segmentation VENTRAL Pré- gastrulation J14 CAUDAL J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Neurectoblaste • Neurectoblaste: J27 Ensemble tube neural fermé + crêtes neurales • J28: Mise en place vésicules cérébrales primaires: Prosencéphale, mésencéphale et rhombencéphale J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Tube neural + crêtes neurales: « Neurectoblaste » J27 DORSAL Ectoblaste Cavité amniotique CEPHALIQUE Tube neural Crêtes neurales Vésicule vitelline CAUDAL VENTRAL J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches Fin 4ème semaine: Vésicules cérébrales primaires DORSAL Tube neural J28 Ectoblaste Crêtes neurales Cavité amniotique CEPHALIQUE Rhombencéphale Mésencéphale CAUDAL Prosencéphale VENTRAL J1 J14 J7 Segmentation Pré- gastrulation J21 Gastrulation J28 Délimitation + Ebauches 28ème jour: Crêtes neurales • Destinations multiples: - Structures ostéo cartilagineuses face - chaines sympathiques latéro vertébrales - cellules mélaniques peau - cellules médullo surrénale - Cellules calcitonine thyroïde - Cellules ganglionnaires, innervation autonomes tube digestif Coupe transversale tube neural 28ème jour • Tube neural fermé • Indentation: vésicules cérébrales I, II ensemble structures SNC VESICULES PRIMAIRES 4 SG D’après Larsen Prosencéphale Mésencéphale Rhombencéphale VESICULES SECONDAIRES 5SG •Hémi sphères cérébraux, commissures, Télencéphale Diencéphale Mésencéphale Métencéphale Myélencéphale Rhinencéphale •Noyaux gris, thalamus, hypothalamus Hypophyse •Subst. Blanche relais, noyaux (III, IV, V) •Protubérance Fibres longues (relai cerveau, cervelet, m.ép) + noyaux relais (cerveau, cervelet) et Cervelet • Bulbe rachidien (noyaux olivaires) D’après Larsen CAVITES VENTRICULAIRES Dilatation partie centrale chaque segment Télencéphale (ventricules latéraux), Diencéphale (3ème v) Mésencéphale (aqu. de Sylvius), Pont (4ème v) Le prosencéphale va donner le telencéphale et le diencéphale. Le rhombencéphale va donner le métencéphale et le myélencéphale. 2- Histogenèse SNC: 4ème semaine 3 grandes phases: • 2 phases avant naissance (succint): 1) 4 à 20 SA: Migration neuroblastes 2) 20 à 40 SA: Maturation, différentiation des neuroblastes • 3 ème phase après naissance: Croissance et remodelage des structures jusqu’à la maturité physique de l’individu, âge adulte 28 ème jour: au niveau cellulaire COUPE TRANSVERSALE TUBE NEURAL: Face interne: Neuro-épithélium « Assise germinative » Cellules souches progénitrices: divisions +++ -symétriques: progéniteurs -asymétriques: neuroblastes, glioblastes (astrocytes, oligodendrocytes)… NDLR: face interne en pointillé. Cellules de l’ependyme qui borde la face interne du tube neural. Origine commune de toutes les cellules à partir des neuroblastes. 1re phase: 4 à 20 SA Individualisation neuroblastes • Cellules post mitotiques • Migration par vagues( les premieres cellules qui migre: vont aller dans les couches profondes et de plus en plus superficiellement ) • Mise en place des cellules de la substance grise: moëlle, cervelet, cerveau • Chronologie bien définie • Déroulement :coordination événements, contrôle génétique Externe Cerveau Premières vagues migration • Cellules de Cajal (arrete la migration des neurones pour qu’ils n’aille pas dans les meninges. Cellule aplatie en fuseau Premières vagues migration Surface, horizontales • Glie radiaire (en jaune) Individualisation précoce formation rails guidage migration Interne • Couche limitante externe Cellules Cajal Prolongements Glie radiaire Externe I II III Vagues successive de migration IV V VI Interne Neurones pyramidaux Migration verticale selon glie radiaire(leurs rails) Premières cellules, couches profondes Neurones granulaires (les plus petits et les plus nombreux) Migration tangentielle Indépendante glie radiaire mais dépendante MEC et cytosquelette. Guidage, mécanismes découverte récente Contrôle génétique migration neurones • Travaux recherche malformations cérébrales rares: « Lissencéphalies » cerveau lisse, absence de sillons cortex cérébral anormal (peu cellulaire) neurones granulaires substance blanche Provoque une absence de GABA dans le cortex cérébral Non migration des neurones du à mutation gènes codant: - Constituants matrice extra cellulaire - Constituants associés cytosquelette neurones « Micro tubules » . Polymériserisation/dé-polymérisation . Mouvements noyaux cellulaires 1re phase: 18 SA En macroscopie Avant 20 SA: Cerveau lisse « Lissencéphalie physiologique » 1re phase: Microscopie Assise germinative Cortex: plaque corticale immature 1re phase: Glie radiaire (GFAP) Immunomarquage Cellule en forme de flammèche 20 SA En Microscopie Coloration standard - substance grise en place - cellules en migration Substance blanche en violet foncé. Les rapports vont peu à peu s’inverser 2nde phase: 20 à 40 SA Maturation plaque corticale • Long • multi étapes, • multiples facteurs (40) régions architectonique « Carte de Brodmann » 20 à 40 SA Mise en place des circonvolutions • Expansion cortex 50 g (20 SA) à 400 gr (40 SA) • Installation sillons calendrier précis, marqueur âge gestationnel Age gestation Sillons Vallée sylvienne 20, 22 SA Début Rolando ouverte 24 SA Début T1 Fermée arrière 28 SA Fin T1 ½ fermée 30 SA Fin Rolando Fermée avant 32 SA Sillons 2nd 4ème mois: 2O SA •Ouverture sillon vallée sylvienne « fosse latérale du cerveau » •Croissance antérieure partie inférieure du cerveau (lobe temporal ) Sillon sylvien Formation Lobe temporal Lobe pariétal 22 SA: Début sillon central Rolando 22 SA Sillon Rolando central - lobe frontal - lobe pariétal Lobe frontal 2nde phase: 25 SA Début premier Sillon temporal T1 6ème mois: sillon temporal complet, fermeture mi chemin vallée sylvienne Sillon occipital Sillon sylvien À moitié fermé 28 SA Sillon temporal (T1) achevé 8, 9ème mois Fermeture complète vallée sylvienne Mise en place sillons secondaires 35, 36 SA 2nde phase: 20 à 40 SA Microscopie • Différenciation neurones croissance dendrites, axones • Synaptogenèse régulation nombre après la naissance +++ apoptose 2nde phase: 25 à 40 SA Myélinisation fibres axonales Oligodendrocytes gaine myéline axones »: lipides, protéines gradient caudo céphalique • Début fœtus (4ème mois): 20, 22SA: moëlle épinière 26, 27 SA: fibres tronc cérébral 30, 33 SA: fibres capsule interne • Achèvement maturité physique 1 seule cellule: myélinisation de + 50 axones 1 seul axone: myélinisation par plusieurs cellules 2nde phase Microscopie • Cortex: Architecture bien visible • Substance blanche: Myélinisation apparente Capsule interne Myélinisation Capsule interne Histogenèse cervelet J 33, terme • Epaississement 1er Rhombomère Lèvres rhombiques (LR) ébauche unique, recouvre V4 • Prolifération cellulaire LR ½ sphères cérébelleux latéraux Vermis, médian LEVRES RHOMBIQUES Histogenèse cervelet • Au niveau cellulaire Lèvres Rhombiques: Neurones granulaires Neuro épithélium du V4: Neurones de Purkinje LEVRES RHOMBIQUES Ndlr: scéma en bas: va gagner la couche 2 du cortex (voir fleches) NEURO EPITHELIUM ‘4ème Ventricule En résumé Histogenèse cerveau 3 grandes phases dont 2 avant la naissance • 1re phase: 4 à 20 SA . Prolifération progéniteurs (/16 SA) rat: 250 000 n/min-1 . Migration neuroblastes (/25 SA) - neurones pyramidaux: trajet vertical « Glie radiaire »(28SA) - neurones granulaires: trajet tangentiel, protéines matrice extra cellulaire, intégrité cytosquelette (micro tubules) • 2nde phase: 25 à 40 SA - Maturation corticale - différentiation neurones (dendrites, axones) - myélinisation (4ème mois/ maturité physique) Découvertes récentes • Cerveau adulte: 100 Milliards neurones différenciés • Mise en évidence de cellules progénitrices neurales: - régions péri ventriculaires - hippocampe • Rôle? On le connaît pas à l’heure actuelle. Pour regenerer les neurones, elles auront besoin de la glie radiaire qui n’est plus présente depuis la 28eme semaine. 3- Anomalies histogenèse cérébrale Groupe hétérogène!! • Primitives: anomalie intrinsèque du processus du développement, cause génétique connue ou non • Secondaires: liées à des facteurs exogènes ou endogènes qui interfèrent avec un processus du développement intrinsèquement normal Anomalies histogenèse cérébrale Dynamique du cerveau au cours du développement: - un même facteur: lésions morphologiques différentes période Affections: maladies et handicaps graves petit enfant - Dépistage anté natal (échographie, IRM) - Interruptions thérapeutiques grossesse Quelques exemples de pathologie Anomalies histogenèse • Anomalies neurulation: fermeture tube neural • Anomalies vésiculation: holoprosencéphalie • Anomalie migration crêtes neurales • Anomalies de la migration des neurones Anomalies fermeture tube neural • Expression Anencéphalie / Spina bifida occulta formes ouvertes, fermées • 1 à 2/1000 naissances vivantes • Etiologies Chromosomiques (Tri 13, 18, triploidie) Maladies génétiques et syndrômes (cause connue ou non) Médicaments (aminoptérine, thalidomide, dépakine) Multifactoriel… +++ Carence en Folates Anencéphalie •1/3 malformations SNC découvertes échographie 1/1000 naissances risque récurrence 1% (spina bifida) F>G •Diagnostic précoce 13 SA absence de voûte crânienne, hydramnios hypermotilité (mouvements saccadés, brusques) mobilité assurée moëlle épinière •Associations autres malformations (30%) Spina Bifida •Défaut de fermeture tube neural AVEC Hernie t.nerveux paraplégie de mauvais pronostic •Localisations Lombo-sacrée (50-60%), dorsale basse (30%) •Association Malformation Base crane: Arnold-Chiari Spina Bifida Poche partie postérieure thorax • Méningocèle: hernie isolée des méninges • Myéloméningocèle: hernie méninges, tissus nerveux et paraplégie plus ou moins étendue L’echo représente un tibia. Le talon pied beau : talon en forme de piolet. Signe de la maladie 1. Holoprosencéphalie: anomalie du developpement du prosencephale: une seule vésicule prosencéphalique An. massif facial An. ligne médiane = 1 seule vésicule prosencéphalique • Aprosencéphalie • Semi lobaire • Lobaire • majeures: Cyclocéph (cyclope de l’antiquité: pas de la mythologie) • mineures: hypotélorisme, fente labiale, colobome(=fente). Etiologies Hypertrophie d’un seul ventricule à l’echo: holoprosencephalie • Aberrations chromosomiques trisomies 13 +++, 18, triploidie • Syndrômes Meckel, Vélo cardio facial Pallister Hall, Aicardi (agénésie corps calleux).. • Infections rubéole, CMV, toxoplasmose • Exogènes Diabète, alcool, Dihydan (antiépileptique), Ac rétinoïque, cortisone irradiation Holoprosencéphalie Anomalies massif facial agénésie prémaxillaire Trompe: amartome: exces de tissu conjonctif) Holoprosencéphalie Pas de scissure inter hémisphérique fusion noyaux gris: non fonctionnel Un seul massif cerebral 1 seule cavité ventriculaire Continuité du cortex Fusion noyaux gris Anomalie migration crêtes neurales Maladie de Hirschsprung: Anomalie congénitale péristaltisme - absence de neurones parasympathiques, - Selon un segment rectal (colique) de longueur variable • Innervation autonome parasympathique: Neurones (cellules ganglionnaires) dans la musculeuse Migration crêtes neurales (5ème et 8ème SA) • Rôle: péristaltisme, mouvements intestinaux, propulsion bol alimentaire Anomalie migration crêtes neurales Maladie de Hirschsprung Affection congénitale, symptômes liés à une absence de neurones parasympathiques, segment intestinal longueur variable L’absence de neurones: anomalie de migration des cellules des crêtes neurales (5SA) anomalie de la matrice extra cellulaire Anomalie migration crêtes neurales Maladie de Hirschsprung • Clinique: naissance, retard élimination méconium Constipation++ Occlusion et péritonite néo natale • Radiographie: Lavement intestinal (radio opaque) Sténose ++ segment atteint • Confirmation: histologie Biopsie sous muqueuse rectale: absence de neurones sympathiques Maladie de Hirschsprung Radiographie: Sténose du segment atteint Maladie de Hirschsprung Normal: Paroi intestin Neurones cellules ganglionnaires Groupées en amas « plexus » Pathologique: Filets nerveux isolés Pas de neurones visibles Anomalies migration neurones • Groupe de pathologies peu fréquentes « Lissencéphalies »: cerveau lisse absence partielle ou totale sillons surface cerveau • Premières descriptions (1950) examen histologique cerveau (avant imagerie cérébrale) • Progrès récents (imagerie cérébrale, biologie moléculaire) meilleur identification connaissance mécanismes Anomalies migration neurones • Clinique: début rapide, 1re année vie retard apprentissage +++ épilepsie réfractaire au traitement formes isolées, formes associées autres malformations formes familiales (étude ADN) • Diagnostic: anté natal, pas toujours aisé tardif (apparition sillons 22, 24 SA) Normal Méninges Basal membrane I II III Cortex IV V Neurones granulaires Hétérotopiques Substance blanche VI Substance blanche Assise germinative c c v c 35 SA IRM: absence sillons Superposable macroscopie cerveau Cortex Substance blanche c
