Histología del sistema nervioso Central

Resumen.

La intención de este artículo es ayudar a los patólogos inexpertos en el examen de las secciones del sistema nervioso central (CNS) para reconocer los tipos de células normales y anormales, así como algunos artefactos comunes. Las neuronas oscuras son el artefacto histológico más común, pero con experiencia, fácilmente pueden ser distinguidas de la degeneración de las neuronas (eosinófilas). Las manchas de la degeneración de la neurona pueden ser útiles en bajar el umbral para la detección de la degeneración neuronal así como en cuanto a revelar degeneración dentro de las poblaciones de neuronas que son demasiado pequeñas para mostrar la alteración citoplasmática eosinófila asociada dentro de H y E secciones manchadas. Degeneración neuronal también puede identificarse por la presencia de reacciones microglial y macroglial asociado. Conocimiento de la distribución de procesos citoplasmáticos Astrocito es útil para determinar que ciertos patrones de vacuolización neuropil relacionadas con el tratamiento (así como algunos artefactos) representan hinchazón de estos procesos. Por otro lado, las vacuolas con patrones de distribución diferentes pueden representar las alteraciones de la vaina de mielina. Porque normalmente es submuestreada cerebro para evaluación microscópica, muchos patólogos están familiarizados con los órganos circumventricuar (voluntarias) que representan las estructuras normales del cerebro, pero a menudo se confunden con las lesiones. Por lo tanto, los seis voluntarias encontramos el cerebro también se ilustran en este artículo.

Introducción.

Este artículo representa un mini atlas que muestra el normal y alterado las características morfológicas de las neuronas, macroglía y microglia dentro del CNS, así como patrones clásicos de la degeneración celular y artefacto. También se incluyen imágenes de los órganos Programmable porque este autor ha encontrado algunas de estas estructuras normales a ser malinterpretada como lesiones.

El CNS se compone de cientos de diversas regiones neuroanatomic (muchos se refiere como "núcleos") y con frecuencia es submuestreado microscópico. Es importante que los patólogos apreciar esta diversidad, se familiarice con hitos neuroanatomic rudimentarias y tener una apreciación de las sensibilidades diferenciales de estas regiones cerebrales diferentes a excitotoxicidad así como insulto físico o químico. Algunos conocimientos de Neuroquímica, así como de las conexiones aferentes y eferentes de los núcleos cerebrales individuales, es útil. Por lo menos, deben identificarse las lesiones que se detectan en cuanto a ubicación neuroanatomica específico y regiones reciben

aferentes de la región afectada (o proyectar a él) también deben ser examinadas microscópicamente. Para interpretar las alteraciones citológicas, es importante que el patólogo reconocer las variaciones normales y patológicas en los aspectos de las células que residen dentro del CNS. El patólogo también debe tener conocimiento de artefactos histologic que son comunes dentro de las secciones del SNC, porque estos artefactos pueden ser mal interpretados como lesiones o potencialmente pueden enmascarar los procesos neuropatológico subyacentes. Con experiencia, reconocimiento de artefactos no debería presentar un problema para el patólogo incluso si no son manejados óptima de los tejidos.

Porque la información presentada en este artículo es relativamente sencillo, sólo referencias seleccionadas están incluidas. Hay muchos textos de Neuropatología excelente presente mayor detalle (y muchas más imágenes), y estos títulos se encuentran en la extensa bibliografía presentada por Bolon et al (2011).

Las células del sistema nervioso central se dividen típicamente en las siguientes dos categorías principales:

Células de origen neuroectodérmico. Neuronas. Astrocitos. Oligodendrocitos. Ependimocitos. Células de origen mesenquimal. Meninges. Vasos sanguíneos. Tejido adiposo. Microglia.

Las imágenes y discusión en este artículo se limitan a las neuronas, astrocitos, oligodendrocitos y microglía. las imágenes de las regiones circunventriculares órganos también están incluidos.

Neuronas.

Como una medida de la complejidad del cerebro, generalmente se afirma que existen aproximadamente 100 billones neuronas en el cerebro humano y mayor número de células gliales. Las neuronas se caracterizan por amplias variaciones en tamaño, así como la forma (especialmente cuando se utilizan tinciones especiales para revelar sus procesos citoplasmáticos). Las neuronas pueden clasificarse en términos generales como "pequeñas neuronas" o "neuronas grandes", pero existen subtipos anatómicos de cada una de estas categorías. Las neuronas también pueden ser clasificadas según los neurotransmisores que liberan (por ejemplo, colinérgico, glutamatérgica, GABAérgico). La mayoría de las neuronas tienen múltiples dendritas derivadas de sus cuerpos celulares. Sin embargo, con raras excepciones, cada neurona tiene sólo un único axón (aunque este axón puede bifurcar en puntos distales a su cuerpo de la célula). Los axones son especializados para el transporte, para la conducción de las ondas de despolarización y para la transmisión sináptica. La sustancia de Nissl, que las manchas muy prominente en las neuronas de gran tamaño pero generalmente no es evidente en las neuronas pequeñas a

nivel microscópico ligero, representa el retículo endoplásmico rugoso (RER) (mejor visto en la Figura 1a). El RER está confinada principalmente al soma neuronal pero puede penetrar ligeramente en la Loma axonal. El axón contiene grandes cantidades de neurofilamentos y microtúbulos. Estos elementos son importantes para mantener la integridad celular así como en cuanto a transporte axonal. Los productos químicos que afectan el transporte axonal pueden resultar en edema axonal y degeneración que es visible en el nivel microscópico de luz.

Figura 1. Los paneles en esta figura se seleccionaron para demostrar que las poblaciones neuronales en el cerebro son heterogéneas. En 1a (formación reticular), mezclas de mediano a gran tamaño de las neuronas con prominentes de Nissl están presentes. En contraste, el cerebelo (1b) y el bulbo olfatorio (1c) constan de una sola capa de neuronas de proyección de gran

tamaño (neuronas de Purkinje del cerebelo y las células mitrales [flechas] para el bulbo olfatorio) y gran número de interneuronas pequeñas que en términos generales se clasifican como "células del gránulo". En contraste, el núcleo coclear (1D) contiene principalmente neuronas mediano a gran tamaño junto con un "tope" de las células del gránulo. Algunas regiones cerebrales como la amígdala (1e) están constituidos por una población relativamente monomorfa de neuronas medianas, mientras que el cuerpo estriado (caudado-putamen), se muestra en 1f, está compuesto principalmente por neuronas medianas junto con interneuronas colinérgicas de gran tamaño dispersas (flecha).

Cuando se ve por microscopia ligera, las neuronas grandes se caracterizan por cuerpos celulares relativamente grandes, por núcleos con solos nucleolos prominentes y de Nissl (figuras 1a-f). Sin embargo, en pequeñas interneuronas y neuronas como las células del gránulo que son abundantes en la corteza cerebelosa, así como en algunas otras regiones cerebrales, tales como los bulbos olfativos y núcleos cocleares, estas características pueden no estar aparente (figuras 1b-c). Interneuronas (es decir, las neuronas con axones que permanecen dentro de un determinado locus neuroanatomic) son generalmente más pequeños que las neuronas de proyección que conectan con otras regiones cerebrales. El cuerpo estriado (caudado y putamen) es una excepción a esta regla, con las interneuronas colinérgicas ser más grande que las neuronas de proyección espinosas medianas (Figura 1f). Mientras que la amplia variación de tamaño y aspecto de las neuronas puede ser problemática para el patólogo inexperto, es este amplio espectro de morfología de la neurona que también ayuda en el reconocimiento microscópico de numerosas regiones neuroanatomic. Reconociendo estos patrones regionales ayudará al patólogo en la identificación de los núcleos cerebrales específicas (es decir, agregados de las neuronas que realizan una función específica o representan componentes de un particular vías neurales). Reconociendo ciertas regiones neuroanatomic y, a su vez, aprendiendo las conexiones aferentes y eferentes de estas regiones mejorarán la comprensión del patólogo de mecanismos patofisiológicos dentro del CNS y también hará que el estudio de la neuropatología más agradable. Por ejemplo, si se encuentra la degeneración neuronal en el hipocampo, el patólogo debe comprobar para ver si la degeneración también está presente en la corteza entorrinal (que proporciona la entrada principal al hipocampo) y además debe comprobar esas regiones neuroanatomic recibir entrada de hipocampo (por ejemplo, el subiculum, Corteza entorrinal, corteza prefrontal, área septal lateral, cuerpo mamilares y amígdala).

Existe una amplia variedad de marcadores inmunohistoquímicos para las neuronas. Algunos de estos marcadores incluyen proteína sinaptofisina, NeuN, neurofilamentos, enolasa neuronal específica (NSE) (que no es totalmente específico para las neuronas) y proteína asociada a microtúbulos 2 (MAP2). Las manchas de proteínas de unión a calcio (por ejemplo, calbindin parvalbúmina y

calretinin) son útiles en la identificación de algunos subtipos neuronales. Secciones del CNS son particularmente propensas a histologic artefactos que pueden ser mal interpretadas como lesiones o pueden ocultar procesos neuropatológico subyacentes. Investigadores inexpertos en neuropatología con frecuencia han publicado artículos en el cual las fotomicrografías muestran artifactual neuronas oscuras que son reclamadas para representar las neuronas muertas o incluso "apoptosis". (Tenga en cuenta que la apoptosis no es un término que debe asignarse al mecanismo de muerte celular en el sistema nervioso, basado en el examen a nivel microscópico ligero con manchas de rutina. Uso el término "apoptosis" sugiere que el patólogo entiende las vías bioquímicas que conducen a la muerte de la célula, y las características morfológicas de la muerte celular apoptótica y nonapoptotic pueden ser similares). Las neuronas oscuras representan el artefacto más comunes encontrado dentro de los tejidos CNS y se encuentran con mayor frecuencia en el cerebro que se han manejado antes de la fijación (incluyendo poco después de la fijación de la perfusión). Aunque bien descrito por Cammermyer en los años 60 (por ejemplo, Cammermyer 1961), el significado del artefacto oscuro neurona parece que han sido olvidados, lo que provocó una revisión reciente por Jortner (2006). A veces se denomina "basófilas neuronas", estas neuronas oscuras son en realidad anfófilo en carácter de tinción. Las neuronas de gran tamaño más frecuentemente muestran la alteración de la neurona oscuro, pero puede ser cualquier población de neuronas afectadas (figuras 2a y 2b). Sin embargo, hay una predilección para ciertas poblaciones neurona para mostrar con más frecuencia este artefacto. efrontal corteza, área septal lateral, cuerpo mamilares y amígdala). Los ejemplos incluyen la capa piramidal del hipocampo (figuras 2a y 2C) así como algunos de los núcleos principales del vástago de cerebro (Figura 2b). Las neuronas oscuras parecen estar en un estado encogido o contratado, y es posible que esto puede ser el resultado de la contracción de proteínas citoesqueléticas como actina. Recientemente se ha demostrado que podía prevenirse formación neurona oscuro (en las biopsias de la corteza cerebral) mediante el bloqueo de los receptores de glutamato (Kherani y Auer 2008). Las neuronas oscuras serán encontrarse también en las secciones manchadas de violeta de cresilo (Figura 2C). Sin embargo, puesto que violeta de cresilo es una mancha para cuerpos de Nissl (esencialmente el RER), debe recordarse que la disociación de los ribosomas del RER se produce en las primeras etapas de la degeneración celular. Como resultado, la degeneración de las neuronas realmente manchan muy mal (más oscuro) con violeta de cresilo,

Figura 2. Estos paneles contrastan artefacto neurona con degeneración neuronal. 2A muestra el patrón clásico de monomórfico de neuronas oscuros dentro de la capa piramidal del hipocampo. 2B muestra neuronas oscuras bilateral en dos núcleos principales del mesencéfalo en un cerebro de la rata (flecha blanca = núcleo oculomotor; flecha negra = núcleo rojo). 2C es una sección de teñido de violeta de cresilo mostrando las neuronas oscuras en tres capas adyacentes de las neuronas del hipocampo — las hojas superiores e inferiores de la convolución del cerebro (izquierdo y derecho lados de esta micrografía, respectivamente) y la capa de neuronas piramidales CA4 interviniente, sugiriendo que presión ejercida sobre la superficie del cerebro pudo haber causado este cambio en las tres capas. 2D muestra la apariencia clásica de neuronas de Purkinje (degeneración) eosinófilas con núcleos condensados y citoplasma eosinófilo brillante. Además, hay vacuolación dentro de la capa molecular sobrepuesta sugiriendo inflamación concurrente,

degeneración de las dendritas de neuronas de Purkinje. La sección de 2e se caracteriza también por vacuolización neuropilo. Entre las dos flechas son cuatro neuronas en degeneración. Las dos neuronas centrales tienen citoplasma eosinófilo prominente, mientras que los otros dos se caracterizan principalmente por picnosis nuclear. Es este aspecto heterogéneo que tipifica hueso fide la degeneración neuronal. 2F del mismo modo se caracteriza por un patrón heterogéneo, incluyendo neuronas encogidas eosinófilas con núcleos picnóticos o karyorrhectic (flecha), hinchazón de la neurona y vacuolización (flecha larga) y una célula microglial activo-aparición (flecha corta).

El aspecto clásico de degeneración neuronal es que se observa en el proceso conocido como "degeneración neuronal eosinófila aguda." Las neuronas en degeneración (a veces denominadas "neuronas muertas rojas") se caracterizan a nivel microscópico ligero por la contracción del cuerpo de la célula, la pérdida de sustancia de Nissl, intensamente teñida citoplasma eosinófilo, y una pequeño/encogida manchado oscuro núcleo (picnótico) que eventualmente puede fragmentar (someterse a karyorrhexis) (figuras 2d-2f). La característica más importante de la degeneración neuronal (salvo sobreaguda en la naturaleza) es que es heterogéneo en apariencia, mientras que el artefacto oscuro neurona es siempre monomórfico. Por ejemplo, el neuropil adyacente a las neuronas en degeneración puede ser finamente vacuolated como resultado de la hinchazón de procesos neuronales (figuras 2d y 2e), o alteración vacuolar puede verse dentro del citoplasma de las neuronas (figura 2f). Además, degeneración de las neuronas normalmente se encuentran en diferentes etapas de la degeneración (por ejemplo, algunos con núcleos de apariencia normal pero citoplasma eosinófilo, mientras que otros tienen picnótico o núcleos fragmentados) (figuras 2d-2f). Salvo sobreaguda en la naturaleza, una respuesta secundaria microglial es generalmente también están presentes (figura 2f).

Las manchas especiales para la degeneración de las neuronas se dividen en dos categorías básicas: degeneración manchas como las de la técnica de plata cúprico amino de plata (de Olmos, Beltramino y de Olmos de Lorenzo 1994) y las manchas de Fluoro-Jade (B y C) (Schmued y Hopkins, 2000; Schmued et al. 2005). Estas manchas son muy útiles para detectar y enumeración de degeneración de las neuronas y son muy recomendables para procesos degenerativos agudos, particularmente si las secciones son de perfusión-fijo cerebros (figuras 3a-3f). (Uso de estas manchas en las secciones del cerebro CRVO puede ser problemático puesto que los glóbulos rojos se resaltará con ambas técnicas). Las manchas de la degeneración no sólo ayudar al patólogo en fácilmente detectar neuronas en degeneración mediano a gran tamaño en aumentos de potencia más bajos pero también revelan degeneración en interneuronas pequeñas que tienen una cantidad insuficiente de citoplasma para demostrar la alteración citoplasmática eosinófila típicamente presente dentro de las secciones manchadas de H y E. Estas manchas también son

útiles para distinguir las neuronas oscuras de degeneración de las neuronas dentro de procesos degenerativos sobreaguda en el cual la alteración citoplasmática eosinófila no ha tenido tiempo para desarrollarse (figuras 3e y 3f).

Figura 3. Uso de las manchas especiales para mejorar la detección de la degeneración de las neuronas. 3A es de una sección H y hematoxilina-eosina mostrando eosinófilas (degeneración) neuronas dentro de la capa piramidal del hipocampo de rata. Las flechas apuntan a dos de estas neuronas en degeneración, pero aproximadamente nueve pueden ser visualizados en este campo. 3B es una sección adyacente manchada de Fluoro-Jade B. Muchas neuronas más degenerativas son evidentes, y los procesos neuronales en el estrato radiatum también están manchados. 3C y 3d son imágenes de la corteza retrosplenial de rata tratada con MK-801. La izquierda la mitad del cerebro fue procesado en parafina y secciones teñidas con Fluoro-Jade B (3C), mientras que el lado derecho del cerebro era cryosectioned y teñidos con aminoácidos cúprico (3d) de plata. En 3C, un grupo de neuronas (muertos) manchadas de amarillo está presente entre las flechas. En esta figura, principalmente los cuerpos de las células muertas son revelados por el Fluoro-

Jade, aunque manchados procesos celulares pueden verse en mayores aumentos. Tinción de procesos degenerativos neuronales es más fácil detectar a aumentos de baja potencia con la mancha de plata cúprico aminoácida (por ejemplo, los terminales dendríticas en capa 1 a la izquierda y la punta de flecha apuntando a la degeneración de los axones dentro de la materia blanca subyacente). 3e es una Micrografía de baja potencia del hipocampo de un ratón que estaba necropsiados 3 horas después de la aparición del estado epiléptico. (Observe que la hemorragia presente en la corteza parietal en la parte superior derecha era el resultado de una lesión leve conmoción). Muchas neuronas oscuras están evidentes que el aumento de mayor potencia, eran difíciles de distinguir del artefacto oscuro neurona. Sin embargo, una mancha de Fluoro-Jade B (3f) comprobar la naturaleza degenerativa de estas neuronas oscuras. (La flecha apunta a neuronas granulares degenerativa en el giro dentado; las flechas apuntan a degeneración neuronas piramidales en el sector CA1 y CA3). Tenga en cuenta que la señal fluorescente presente a lo largo de la interfaz entre el hipocampo y el tálamo subyacente representa autofluorescence de glóbulos rojos en la zona de congestión y hemorragia que puede ser reconocida en esta región en 3e.

Las principales ventajas de las manchas de Fluoro-Jade incluyen su facilidad de funcionamiento y que pueden utilizarse para teñir las secciones de tejidos parafina. Las manchas de degeneración plata, en la otra mano, son más difíciles de realizar y se limitan a las secciones de tejidos no procesados a parafina (típicamente cryosectioned material). (En algunos estudios de evaluación de seguridad, esto podría significar que se necesitarían dos conjuntos de cerebros — uno para inclusión en parafina y el otro para cryosectioning.) Por otro lado, es probable que las manchas de plata degeneración se utilizarían sólo para la fase aguda de un estudio y que los tejidos parafina se utilizaría para las evaluaciones en momentos posteriores. Varias ventajas de las manchas de plata degeneración son que las secciones pueden ser vistas con microscopio de campo luminoso, las secciones son más fácilmente archivos y procesos degenerativos celulares se reconocen más fácilmente. Una comparación visual de las diferencias en la coloración de procesos degenerativos neuronales con estas dos técnicas, figuras 3C y 3d representan dos caras del misma cerebro de la rata, el lado izquierdo procesa a parafina (y teñidos con Fluoro-Jade B) y la derecha lado cryosectioned (y teñidas con aminoácidos plata cúprico). Es importante señalar que algunos grados de dendríticas y degeneración terminal del axón también se revelará con el Fluoro-Jade manchas aunque no muy bien ilustrado en las imágenes de relativamente baja potencia que constituyen la figura 3. La línea de fondo es que no hay ninguna sola "mancha mejor" para detectar degeneración de las células, y la mancha seleccionada (así como el mejor momento para la detección de un proceso neurodegenerativo) dependerá de la dinámica del prueba artículo o el protocolo experimental. En algunos modelos de lesión de la

célula excitatorio, el momento óptimo de muestreo para detectar la degeneración del cuerpo de la célula a menudo será relativamente aguda (dentro de unos días de dosificación en el caso de los neurotóxicos), aunque de mayor tamaño de las neuronas como las neuronas células piramidales del hipocampo pueden mostrar cambios degenerativos durante al menos dos semanas (datos no publicados). En la experiencia de este autor, también se pueden detectar lesiones axonal (con Fluoro-Jade y plata degeneración manchas) durante un largo período de postinjury de tiempo. Por ejemplo, los axones dañados se destacará con la mancha de plata cúprico amino durante al menos dos semanas después de lesiones traumáticas del cerebro (Garman, datos no publicados). Además, este autor encontró que tanto las manchas de plata degeneración y las manchas de Fluoro-Jade destacan el tracto óptico de ratas que tienen "atrofia unilateral del nervio óptico" (una condición degenerativa del nervio óptico y tracto óptico que se considera generalmente ser crónica en la naturaleza; Shibuya, Tajima y Yamate 1993).

Además de las manchas de la degeneración acabamos de discutir, una serie de manchas immunohistochemical de proteínas son importantes para detectar y distinguir una variedad de enfermedades neurodegenerativas (e.g., beta amiloide en la enfermedad de Alzheimer), alfa-sinucleína en la enfermedad de Parkinson, la proteína tau en un número de enfermedades neurodegenerativas y proteínas priónicas en las encefalopatías espongiformes transmisibles. La acumulación de proteínas intraneuronal en una variedad de enfermedades neurodegenerativas crónica puede ser el resultado de mayor fosforilación o proteólisis debido a la afluencia de calcio en las células estresadas. Las proteínas que son designadas por la célula para la destrucción se conjugan con una proteína de estrés llamada ubiquitina, para lo cual también está disponible una tinción inmunohistoquímica. Mayor detalle sobre el uso de estas manchas especiales está fuera del alcance de esta discusión.

Astrocitos.

Los astrocitos tienen múltiples funciones dentro del CNS, incluyendo el mantenimiento de la integridad de la barrera blood - brain, absorción y reciclaje de glutamato y el GABA, mantenimiento del medio iónico extracelular (a través de la absorción de iones K liberado durante la actividad neuronal) y el apoyo metabólico neuronal. Los astrocitos radiales son los astrocitos especializados que proporcionan las vías para la migración neuronal durante el desarrollo del cerebro. Dentro del cerebelo, algunos glía radial se transforma en el "Bergmann astrocitos" (o "glia Bergmann"), los cuerpos celulares de los cuales residen en la capa de neuronas de Purkinje. Proliferación de astrocitos Bergmann — denominado "Gliosis de Bergmann" — puede ser visto como consecuencia de efectos tóxicos químicos que producen una pérdida de neuronas de Purkinje. Corpora amylacea, común en el cerebro de los mamíferos (especialmente los seres humanos pero rara en el SNC de

roedores), envejecimiento representan polímeros de glucosa ("cuerpos polyglucosan") que residen dentro del citoplasma de los astrocitos. Corpora amylacea presentan más frecuentemente en ubicaciones perivascular y subpial, por lo tanto corresponde a la localización de procesos citoplasmáticos astrocíticos.

Los astrocitos — como las neuronas — tienen una variedad de receptores neurotransmisores dentro de sus membranas celulares, y los astrocitos también participan en el procesamiento de la información. Estimulación de los astrocitos por neurotransmisores induce la señalización celular (a través de uniones comunicantes y elevaciones que intervengan en el calcio intracelular) con otros astrocitos distancias relativamente largas (Agulhon et al. 2008). El importante papel de los astrocitos en el apoyo a la función neuronal es subrayada por el gran número de estas células presentes en el cerebro. Los astrocitos son el tipo de célula glial predominante y constituyen aproximadamente la mitad del volumen del cerebro mamífero adulto (Agulhon et al. 2008). En la mayoría de las áreas del cerebro (y dependiendo de la especie), hay una proporción de aproximadamente 1 a 1 entre los números de los astrocitos y el número de neuronas, aunque la proporción es mayor en algunas regiones del cerebro y también es mayor en los cerebros de aquellas especies que poseen mayor capacidad cognitiva. Para una visión más completa de la biología celular astrocíticos, el lector se refiere a un artículo publicado en este tema (Sidoryk-Wegrzynowicz et al., 2011), así como una revisión reciente de Sofroniew y Vinters (2010).

Para cumplir sus diversas funciones vitales, los astrocitos tienen extensiones citoplásmicas que tocan en las superficies de las principales regiones de la anatomía de la neurona (es decir, cuerpos celulares, axones, dendritas y sinapsis) y también se extienden a la superficie pial del cerebro para formar la glia INCURVATA4 (membrana glial limitante). La glia INCURVATA4 sella la superficie del cerebro y también se sumerge en el tejido cerebral a lo largo de los espacios perivasculares (Virchow-Robin). Astrocito pie procesos también rodean los capilares del cerebro y, durante el desarrollo, inducen a las células endoteliales que forman a uniones estrechas.

El "Astrocito" de término medio "estrellas de la célula," refiriéndose a las múltiples radialmente dispuestas procesos citoplasmáticos que se pueden apreciar solamente con tinciones especiales. Sin embargo, mientras que los astrocitos tienen extensiones citoplásmicas largo que llegan desde las neuronas a la superficie pial o capilares, estos procesos no se consideran dentro de las secciones manchadas de H y E. De hecho, los astrocitos no reactivos se caracterizan dentro de las secciones manchadas de H y E por "núcleos desnudos" y poco citoplasma observable (Figura 4a). Los astrocitos a menudo en términos generales se clasifican en tipos fibrosos y protoplásmico, con el anterior se encuentra dentro de las regiones de la materia blanca y el

último que reside dentro de la materia gris. Esto es una sobre simplificación, sin embargo, con nuevas pruebas que indiquen que Astrocito poblaciones son heterogéneas de región de un cerebro a otro (Yeh et al. 2009; Hewett, 2009).

Figura 4. Variaciones en la morfología Astrocito. 4A es una Micrografía de corteza cerebral de rata. La flecha apunta a un Oligodendrocito to-neuronal (referido a menudo como una "célula satélite"), considerando que la flecha completa apunta a dos astrocitos aparentemente normal. (Astrocitos a veces se encuentran en pares). Comparado con los oligodendrocitos, los astrocitos tienen grandes núcleos con patrones de cromatina vesicular pálido. Los astrocitos tienen nucleolos muy pequeños o nonprominent. 4B proviene de la corteza cerebral de un perro con Hiperamonemia inducida experimentalmente. Los astrocitos (flechas) haber agrandado, relativamente "claro" de núcleos. Estas células se conocen como astrocitos Alzheimer tipo II y se ven típicamente en la encefalopatía hepática. (Obsérvese que esta imagen representa una

copia de una transparencia película prestado, y no fue intentado alterar el tinte de color). 4C es un ejemplo extremo de hipertrofia Astrocito (corteza visual primaria de un mono macaco con intoxicación crónica metil mercurio). En este campo, las células de citoplasma rico grandes representan "gemistocítico astrocitos." 4D representa una proteína ácida fibrilar glial (GFAP)-sección immunolabeled del hipocampo de rata después de la pérdida de un gran número de neuronas en la capa piramidal CA1. Los astrocitos pueden identificarse como ser reactiva/hipertrofiadas basado en sus procesos del citoesqueleto gruesas (flechas). 4e es una Micrografía de una corteza cerebelosa de mono macaco en el cual las vacuolas eran evidentes en las secciones manchadas de H y E. Dentro de esta sección GFAP-immunolabeled, bordes finos de la proteína ácida fibrilar glial podían ser identificados en el perímetro de muchas vacuolas, proporcionando evidencia presuntiva que estas vacuolas estaban dentro de los astrocitos. 4F es una micrografía del globus pallidus de una rata caracterizada por vacuolización extensa. Aunque las ubicaciones específicas de estas vacuolas no pueden determinarse en el nivel microscópico de luz, hay una tendencia para las vacuolas adyacentes a los vasos (flecha roja) y neuronas (flecha negra) sino para no estar dentro de las neuronas. Este patrón sugiere que las vacuolas están dentro de los procesos astrocíticos celular.

En las regiones de materia gris del SNC, núcleos celulares astrocíticos a menudo se encuentran en las proximidades de las neuronas (Figura 4a) pero pueden encontrarse en cualquier lugar dentro del neuropilo. Núcleos Astrocito suelen tienen patrones de cromatina finamente granular, pálido y relativamente pequeños o indistintos nucleolos. Una de las muchas funciones de los astrositos es eliminar y desintoxicar amoníaco; y en Estados de Hiperamonemia, "Alzheimer tipo astrocitos II" con la hinchada, "agua clara" núcleos puede verse en las secciones de inmersión fijo (pero no la perfusión-fijo) cerebros (Norenberg et al., 2007) (Figura 4b).

En astrocytosis reactivo, el citoplasma de los astrocitos se convierte más clara. Los astrocitos reactivos también tienen grandes (es decir, más activo-apareciendo) núcleos que son típicamente excéntrico en posición y estas células son ocasionalmente binucleados. Tales astrocitos reactivos se refieren a menudo como "gemistocítico astrocitos" o "gemistocytes" (que significa literalmente "células de rellenas") (Figura 4c). El immunostain más frecuentemente realizada para demostrar los astrocitos detecta la proteína citoesquelética fibriloso la proteína ácida glial (GFAP). Grados de GFAP tinción variará dependiendo de la especie, la región neuroanatomic, el método de fijación y el anticuerpo y procedimiento utilizado de tinción. En secciones de tejido cerebral normal GFAP-manchadas, típicamente los astrocitos fibrosos de la materia blanca manchan más prominente que hacer los astrocitos protoplásmico. La escasez de GFAP tinción en algunas regiones neuroanatomic (especialmente en formol vs tejido congelado) sugiere que algunos astrocitos

pueden tener concentraciones menores o diferentes epítopes de GFAP o que grados de expresión de GFAP han sido alterados por el proceso de fijación. Sin embargo, las manchas GFAP son muy útiles para la identificación de los astrocitos reactivos. En las secciones manchadas de GFAP, astrocitos reactivos son identificados por sus procesos espesados del citoesqueleto (Figura 4 d). "Gliosis" se refiere a una proliferación de astrocitos dentro de las regiones dañadas del CNS. Sin embargo, un diagnóstico de gliosis debe utilizarse con precaución si los números crecientes de los astrocitos se encuentran dentro de las secciones manchadas de H y E en ausencia de cualquier proceso histopatológico subyacente como pérdida neuronal, vacuolización neuropil y así sucesivamente. Si astrocitos reactivos tales como gemistocytes están presentes o hay prominentes de coloración con GFAP, utilizan el término "gliosis" es apropiado. Sin embargo, neoplasias de células gliales temprana pueden ser diagnosticados como gliosis. El término "mielinización gliosis" se utiliza para describir la proliferación normal de las células gliales (principalmente los oligodendrocitos) dentro del cerebro en desarrollo justo antes de mielinización.

Los patólogos examinar secciones CNS de especímenes de la inmersión-fijo son conscientes de los típicos "a contracción o fijación de artefactos" que más frecuentemente se manifiestan como espacios perivasculares "retracción" y formación de hendidura o vacuolación dentro de la zona de la célula de Purkinje o a lo largo de las cuchillas del giro dentado del hipocampo. Estas son las regiones que también tendrás los procesos astrocíticos abundante de la célula. Además, la examinación cuidadosa de estos artefactos generalmente revela que estos espacios no son realmente "fisuras" pero representan agregados de vacuolas (Garman próximamente). Este autor ha visto por lo menos varios tratamientos farmacéuticos que realzó este patrón de artefacto que, basados en localización (perivascular y paraneuronal con una predilección por sitios como la capa de células de Purkinje) y tinción con GFAP sugirieron que el proceso era una hinchazón de los procesos celulares Astrocito inmediatamente después de la muerte (figuras 4e y 4f). En el caso de uno de estos fármacos, secciones criostato de congelado rápido cerebros no tenían vacuolas, pero las vacuolas eran prominentes dentro de las secciones de parafina de igual manera los animales tratados. De gran interés para este patólogo fue también la distribución heterogénea de las vacuolas considerada estos artículos de prueba. Por ejemplo, en el caso de la alteración vacuolar se muestra en la figura 4f, el globus pallidus fue afectado, pero no el caudado-putamen, indicando una vez más la heterogeneidad en las poblaciones Astrocito (o por lo menos alterados los niveles de actividad Astrocito dentro de las regiones afectadas).

Oligodendrocitos.

Los oligodendrocitos son responsables de la formación y el mantenimiento de las vainas de mielina del SNC. Aunque las células de Schwann servir este papel en el sistema nervioso periférico, se encontrarán los oligodendrocitos para sobresalir del cerebro para cierta distancia en los segmentos proximales de los nervios craneales (así como a lo largo del totalidad del nervio óptico). Dentro de estos nervios craneales, sharp se verá las demarcaciones entre las zonas de mielinización central y periférico (Figura 5a). Los oligodendrocitos — en contraste con las células de Schwann — ensheath varios axones, considerando que una sola célula de Schwann forma la vaina de mielina para solamente un entrenudo axonal. Dentro de tractos de sustancia blanca, oligodendrocitos normalmente están dispuestos en filas lineales entre las fibras del nervio (Figura 5a). Para una revisión reciente de la biología y patología de los oligodendrocitos, el lector se refiere a Bradl y Lassmann (2010).

Figura 5. morfología de los oligodendrocitos y patrones seleccionados de mielina vacuolaton. 5A es un nervio trigémino y muestra la diferencia entre el

patrón normal de la mielinización del SNC (a la derecha) y PNS (a la izquierda). Oligodendrocitos en los tractos de la materia blanca del CNS se alinean a menudo (flecha). 5B muestra los oligodendrocitos normales con halos perinucleares prominente, produciendo la apariencia típica de "huevo frito" de estas células en inmersión-fijo material (micrografía de un cerebro de perro inmersión-fijo). Estos halos no son vistos en perfusión-fijo material. En 5c (corteza cerebral de una rata), las flechas apuntan hacia los 5 oligodendrocitos. Estas células tienen pequeño, redondo, núcleos relativamente oscuros y, dentro de la gris importa regiones del cerebro, son a menudo en proximidad cercana a las neuronas (así se denomina "células satélites"). 5D muestra vacuolación mielina amplia dentro de la materia blanca cerebelosa de una rata (debido a la toxicidad trietílico). Sin embargo, los núcleos Oligodendrocito son microscópico normales. Estas hendiduras vacuolares son típicamente vacías y representan el patrón clásico de "división de vaina de mielina". Aunque las vacuolas en 5e (presente en uno de los núcleos cerebelosos profundos de una rata) difieren en la morfología de las hendiduras de la mielina que se muestra en la 5D, evaluaciones ultraestructurales revelaron que estas vacuolas representaron también partiendo de la vaina de mielina. Tenga en cuenta que algunas de estas vacuolas contienen pequeñas cantidades de mal teñido material. Las vacuolas en 5e deben diferenciarse de artefacto de mielina del tipo indicado en 5f. Estas "vacuolas" también contienen un material mal teñido y a menudo demuestran birrefringencia parcial cuando se ve con luz polarizada. Estos artefactos se observan con más frecuencia en el cerebro de manejar demasiado pronto después de la fijación de la perfusión con preparaciones de formol que contienen alcohol y se refieren a veces como cuerpos Buscaino o mucocytes. Tenga en cuenta que estos "vacuolas" (en realidad depósitos) son menos regulares en configuración que en 5e.

La aparición de "huevo frito" clásico de los oligodendrocitos en el tejido del sistema nervioso CRVO representa artefacto citoplasmática (Figura 5b) y no se verá en las secciones del cerebro perfusión-fija (figura 5C). Dentro de la materia gris, los oligodendrocitos se encuentran con frecuencia inmediatamente adyacentes a los cuerpos celulares de la neurona, donde ellos se refieren a menudo como "células satélites" (figura 5C). (Tenga en cuenta que las células satélite dentro de los ganglios sensoriales del sistema nervioso periférico están presentes en grandes cantidades pero representan las células de Schwann). El término "satellitosis" se refiere a los números crecientes de células que rodean las neuronas. Sin embargo, como "gliosis", este término debe utilizarse con precaución ya que el número de células satélite asociada a la neurona variarán de una región del cerebro a otra. Satellitosis neoplásicas (más frecuentemente observado en asociación con los tumores astrocíticos malignos) es mucho más común que reactiva satellitosis excepto en procesos de degeneración neuronal, dentro del cual las células satélite representan microglia. Inmunológicas manchas por antiglicoproteína asociada a mielina

(MAG) y la proteína básica de mielina (MBP) se han utilizado para manchar oligodendroglia con éxito variable, pero los resultados no siempre son confiables o reproducibles.

Mielina vacuolización o división de mielina puede o no puede ser el resultado de la función comprometida de los oligodendrocitos. Estaño trietílico, por ejemplo, produce el patrón clásico de intramyelinic edema sin alterar la morfología de los núcleos Oligodendrocito (aunque se ha reportado una hinchazón astrocítico celular) (Krinke 2000) (Figura 5D). El edema Intramyelinic también puede caracterizarse por las vacuolas ronda que no están restringidas a la materia blanca extensiones (Gibson et al., 1990) (figura 5e). Mielina artifactual vacuolación es común, y es importante que el patólogo pueda distinguir este artefacto de vacuolas debido a la alteración premortem de las vainas de mielina. Figuras 5e y 5f proporcionan esa comparación. Las vacuolas en figuras 5e y 5f son un poco similares en que ambos tipos contienen pequeñas cantidades de material mal teñida. Sin embargo, son más de forma irregular las vacuolas en Figura 5f (que representan el artefacto). Las vacuolas se muestra en la Figura 5f — a veces se denomina Buscaino cuerpos, mucocytes o cuerpos metacromáticas — desarrollar como resultado de la manipulación del cerebro o la médula espinal demasiado pronto después de la exposición a fijadores de formaldehído y, en la experiencia del autor, tienden a ser más prominente en los tejidos fijados con preparaciones de formol que contienen alcohol. Buscaino cuerpos se cree para ser causado por solubilización y precipitación posterior (de fijación) de algún componente de la mielina (Ibrahim y Levine 1967). Estas estructuras son típicamente pálidas pero puede ser ligeramente basófilo o gris en color, así como metacromático o ácido periódico de Schiff (PAS)-positivo (Vinters y Kleinschmidt-DeMasters 2008). En la experiencia del autor, Buscaino cuerpos también son a menudo (pero no siempre) polarizado de refractile cuando se ve con luz.

Microglia.

Microglia comprenden el sistema reticuloendotelial del SNC y constituyen el 5-20% de la población de células gliales del cerebro. Como sucede con las neuronas y la macroglía, microglia son funcionalmente heterogéneos. Para una descripción concisa de los conceptos actuales en biología de la célula microglial, el lector está dirigido para el artículo de revisión en este tema (Kofler y Wiley 2011), así como una revisión reciente por Graeber y Streit (2010).

En las secciones H y E-manchadas de regiones cerebrales normales, solamente una pequeña cantidad de microglia típicamente se reconoce. Los núcleos de microglia en reposo son alargados o "con forma de cigarro" y se componen principalmente de la heterocromatina (es decir, están manchadas oscuro y, por tanto, no están activos en apariencia) (figura 6a). De hecho, estos núcleos se

confunden a veces con los núcleos de célula endotelial — o los núcleos de célula endotelial pueden confundir microglia cuando cortes tangenciales de paredes capilares son vistos en secciones del cerebro perfusión-fijo. (Como un ejemplo de ello, comparar la morfología de las células microgliales indicada por la flecha en la figura 6a con las células endoteliales que se encuentran adyacentes a los espacios vasculares vacíos dentro de este mismo campo). El citoplasma de microglia no reactivo se visualiza mal con manchas de rutina. Sin embargo, con los procedimientos de tinción especiales, tales como molécula de adaptador de unión a calcio ionizado 1 (Iba1), los procesos dendríticos extensos de microglia pueden ser visualizado (figura 6b). Marcadores inmunohistoquímicos más frecuentemente usados para las células microgliales incluyen Iba1 y lectinas (Griffonia simplicifolia; GS-IB4), con el CD68 (ED1) mancha siendo útil para revelar los macrófagos. Un número de otros immunostains se han utilizado con éxito para demostrar la microglía pero no será discutido aquí.

Figura 6. Morfología de la célula microglial. Dentro del neuropilo normal (6a), se observan núcleos de células microgliales en cantidades relativamente pequeñas (flecha). Estos núcleos en forma de bastoncillos y a menudo irregular contorneados. En las secciones teñidas con la molécula de adaptador de unión a calcio ionizado 1 (Iba1) (6b), muchos más microglia es visualizada, como sus complejos patrones dendríticos citoplásmicos. En focos inflamatorios en el SNC, a menudo se encontrarán típico bastoncillos microglia (flechas en 6C) junto con otras células mononucleares como histiocitos (representando posiblemente microglía activada/transformado). Bien circunscritos focos de inflamación mononuclear juntada con infiltrados linfoides pueden llevar a una morfología "granulomatosa" (6D). Microglía puede encontrarse en asociación con las neuronas eosinófilas. Sin embargo, en las infecciones virales del CNS, microglia puede encontrarse alrededor de las neuronas relativamente normal-aparición (6e, flecha). Como las neuronas degeneran, residual "nódulos microgliales" puede ser todo lo que queda del proceso degenerativo (6f, puntas de flecha apuntando a dos células de la microglía)...

En lesiones caracterizadas por la degeneración neuronal, microglia individual típicamente se verá en proximidad cercana a las neuronas en degeneración (figura 2f). Mayor insultos al CNS pueden resultar en más denso infiltra de microglia, algunos de los cuales asumirá una morfología de la célula histiocytic (6C) o incluso forma granuloma inflamatorio patrones (figura 6D). Bajo las condiciones apropiadas, microglia pueden transformar en los macrófagos y, en este estado, se refieren a veces como "células gitter". En las lesiones más "neurotóxicas", la degeneración neuronal será evidente por la microglia tiempo agregado en la escena. Sin embargo, esto no es siempre el caso. Figura 6e muestra microglia rodean una neurona de apariencia relativamente normal. Aunque esta imagen es de una infección experimental lentivirus, este autor ha visto un patrón similar (es decir, de microglia rodean las neuronas aparentemente normal) en algunas lesiones tóxicas (tales como en ciertas etapas de la intoxicación de mercurio metílico). (Aparece la microglia sabe mucho más sobre el estado de salud de las neuronas que hacemos con nuestros microscopios patólogos.) Después de que las neuronas dañadas han sido retiradas por la microglia activada, nódulos microgliales residual pueden permanecer (figura 6f).

Además de las células microgliales, otras células de origen mesenquimal (que no se discutirá aquí) incluyen aquellos dentro de las meninges (duramadre, piamadre y aracnoides). El tejido adiposo es visto ocasionalmente en el plexo coroideo y filum terminale regiones, y las células grasas dentro del CNS infrecuente forman los lipomas.

Una serie de estructuras especializadas está presente a lo largo de la línea media del sistema ventricular del cerebro. Estos se conocen colectivamente como los "órganos circunventriculares" (órganos circunventriculares cerebrales). Generalmente, se reconocen seis órganos circunventriculares cerebrales en los mamíferos, aunque uno de ellos (el órgano subcomisural) es vestigial en el cerebro humano adulto. Es importante que los patólogos conocer los lugares y las apariciones de estos órganos circunventriculares cerebrales ya que con frecuencia no están presentes dentro de las secciones coronales estándar y, por lo tanto, a menudo confundidos por neoplasias u otras lesiones. Los nombres de los organos circunventriculares cerebrales y sus ubicaciones, junto con el correspondiente número del panel en la figura 7, se enumeran en la tabla 1. Estos organos circunventriculares cerebrales están ubicadas en la línea media. Sin embargo, algunos neurólogos consideran el plexo coroideo (con múltiples localizaciones) para representar un séptimo CVO. Otra región que a veces se incluye en la lista de órganos circunventriculares cerebrales es la Neurohipófisis, que funciona a secretar oxitocina y la vasopresina en la sangre.

Figura 7. órganos circunventriculares (voluntarias). Estas regiones del seis cerebro se caracterizan por incompletas sangre – cerebro barreras y tienen un aspecto heterogéneo en el cerebro de rata. Ellos incluyen el organum vasculoso de la lámina terminalis (7a), órgano subfornical (7b), Eminencia media (7C), órgano subcomisural (7D), pineal (7e) y área postrema (7f). Sólo las voluntarias en 7a, b y f contienen neuronas. El órgano subfornical (7b) en ocasiones se confunde con una lesión (por ejemplo, como un granuloma subependimario). La comisura posterior (flechas en 7D) aparece hypomyelinated, porque esta imagen fue tomada desde el cerebro de un cachorro de rata en día postnatal 21 (una edad cuando la mielinización no es completa). (Todos los paneles de la figura 7 son secciones HY hematoxilina-eosina.

Aunque las ubicaciones de los organos circunventriculares se enumeran en la tabla 1, se recomienda que el lector Compruebe también estándar Atlas de neuroanatomía para la confirmación visual de sus localizaciones

neuroanatomic específicas. Una buena referencia sobre la anatomía comparada y vascularización de las voluntarias es la de Duvernoy y Risold (2007).

Sólo tres de los organos circunventriculares — el organum vasculoso, el órgano subfornical y el área postrema — contienen neuronas. La glándula pineal se compone de glia y pinealocitos pero no contiene ningún verdaderas neuronas. (Pinealocitos sintetizan melatonina de serotonina y también contienen noradrenalina y la hormona liberadora de tirotropina). El órgano subcomisural consiste enteramente en las células ependimarias especializados. La eminencia media es de baja celularidad, que representan el sitio donde se liberan neurohormonas de varios núcleos hipotalámicos en la vasculatura hipotálamo-hipofisario. órganos circunventriculares la función de regular los ritmos biológicos (glándula pineal), presión arterial y balance hídrico (organum vasculoso, órgano subfornical y área postrema), aversiones de alimentos (área postrema) y homeostasis (Eminencia media y glándula pineal). Las funciones del órgano subcomisural están mal entendidas, pero es sabido que este CVO segrega una variedad de glicoproteínas en el líquido cerebroespinal, algunos de los cuales agregados para formar la fibra de la Reissner que se extiende caudalmente a través del acueducto y canal espinal (Vio et al. 2008). La capacidad de los órganos circunventriculares para desempeñar sus funciones se refiere, en parte, al hecho de que sus Capilares fenestrados forros endoteliales (es decir, falta las "uniones estrechas" de la mayoría de los capilares dentro del CNS) y, por lo tanto, carecen de una barrera hemato - encefálica.

La falta de una barrera hematoencefálica dentro de estos órganos circunventriculares indica que potencialmente representan importantes puntos de entrada de los productos químicos en el cerebro. Por lo tanto, cuando se realizan estudios de seguimiento basado en histología (por ejemplo, para mostrar la distribución de productos químicos en el cerebro), es esencial que los organos circunventriculares ser muestreado. Es importante señalar aquí que algunas otras regiones cerebrales, también carecen de sangre – cerebro barreras. Un ejemplo es el núcleo arqueado (que es sólo rostral a la eminencia media y estrechamente vinculado con él); otro es el núcleo del tracto solitario (que es en las proximidades del área postrema). Se ha sugerido que estas últimas regiones son importantes en la regulación de la ingesta de alimentos (Orlando et al. 2005). Se desprende que estas regiones también deben muestreados en la búsqueda de puntos de entrada de los productos químicos en el cerebro.

Observaciones finales.

Se espera que las imágenes de este artículo ayudará a los patólogos a familiarizarse más con los aspectos citológicos de las células del SNC y de los

patrones histologic que caracterizan a las regiones neuroanatomic. El lector se les animado a embarcarse en un viaje de adquiriendo gradualmente mayor conocimiento de la neuroanatomía y de los conceptos actuales de las neurociencias. Al comenzar este viaje, es útil tener a mano un atlas de buen cerebro (para la especie examinada) y para tratar de encontrar una nueva localización anatómica dentro de cada cerebro examinada. El patólogo encuentra que el conocimiento de la neuroanatomía — y posteriormente de Neurofisiología y neuroquímica — hará evaluaciones neuropatológico más emocionante y más gratificante. Como se adquieren conocimientos sobre neuroanatomía y complejidad del cerebro, los patólogos también llegará a entender por qué muestreo más rigurosa del CNS se recomienda para la evaluación microscópica en estudios de evaluación de seguridad (Hale et al 2011 [este tema]).