Histologie Système Nerveux Central
Deuxième partie1) 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
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
Rappel J18
ECT
MSB
ENT
Pédicule embryonnaire
Cavite amniotique
DORSAL
VÉSICULE VITELLINE
Lame amniotique
VENTRAL
Lame choriale
Lame vitelline
CAUDAL
CEPHALIQUE
Pédicule embryonnaire
Vue dorsale
Induction plaque neurale
Plaque neurale
ECTOBLASTE
MESOBLASTE
ENTOBLASTE
Plaque préchordale
Notochorde
DORSAL
VENTRAL
CEPHALIQUE
CAUDAL
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J19
PLAQUE NEURALE
Coupe sagittaleCoupe transversale
DORSAL
DORSAL
VENTRAL
VENTRAL
Cavité amniotique
Vésicule vitelline
CEPHAL.
CAUDAL
Induction plaque neurale
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J19
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
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
Croissance plaque neuraleMise en place sillon neural
Sillon neural
Pédiculeembryonnaire
J20
Vue dorsale
ECTOBLASTE
MESOBLASTE
ENTOBLASTE
DORSAL
VENTRAL
CEPHALIQUE
CAUDAL
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
Plaque neurale
développée ++
Limitée par sillon
neural
Agrandissement sillon, incurvation
ectoblaste: gouttière neurale
Bourrelets neuraux
sillon neural
DORSAL
VENTRAL
DORSAL
VENTRAL
gouttière neurale
Coupe transversale
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J20
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
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
Fermeture gouttière :
soudure bourrelets neuraux
Tube neural
Soudure bourrelets neuraux
DORSAL
VENTRAL
DORSAL
VENTRAL
crêtes neurales
Coupe transversale
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J22
Fermeture région cervicaleouverture extrémités « neuropores »
Neuroporecaudal
Neuroporecranial
Coupe sagittale
DORSAL
VENTRAL
Cavité amniotique
Vésicule vitelline
CEPHALIQUE
CAUDAL
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J22
Neurectoblaste
• Neurectoblaste: J27
Ensemble tube neural fermé + crêtes neurales
• J28: Mise en place vésicules cérébrales primaires:
Prosencéphale, mésencéphale et rhombencéphale
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
Ectoblaste
Tube neural
Tube neural + crêtes neurales:« Neurectoblaste »
DORSAL
VENTRAL
Cavité amniotique
Vésicule vitelline
CEPHALIQUE
CAUDAL
Crêtes neurales
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J27
Fin 4ème semaine: Vésicules cérébrales primaires
Prosencéphale
Mésencéphale
Rhombencéphale
Ectoblaste
Tube neuralDORSAL
VENTRAL
Cavité amniotique
CEPHALIQUE
CAUDAL
Crêtes neurales
Segmentation
J7 J14 J21 J28J1
Pré- gastrulation Gastrulation Délimitation + Ebauches
J28
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
• Tube neural fermé
• Indentation:
vésicules cérébrales I, II
ensemble structures SNCProsencéphale
Mésencéphale
Rhombencéphale
28ème jour
VESICULES PRIMAIRES4 SG
D’après Larsen
VESICULES SECONDAIRES 5SG
Télencéphale
Diencéphale
Mésencéphale
Métencéphale
Myélencéphale
CAVITES VENTRICULAIRES
Dilatation partie centrale chaque segmentTélencéphale (ventricules latéraux), Diencéphale (3ème v)
Mésencéphale (aqu. de Sylvius), Pont (4ème v)
D’après Larsen
•Hémi sphères cérébraux, commissures,
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)
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
• 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
• Couche limitante externe
Cellules Cajal
Prolongements Glie radiaire
Externe
Interne
Cerveau Premières vagues migration
Neurones pyramidauxMigration verticaleselon glie
radiaire(leurs rails)Premières cellules,
couches profondes
Neurones granulaires (les plus petits et les plus nombreux)
Migration tangentielleIndépendante glie
radiaire mais dépendante MEC et cytosquelette.
Guidage, mécanismes découverte récente
Externe
Interne
III
III
IV
V
VI
Vagues successive de migration
Contrôle génétique migration neurones
• Travaux recherche malformations cérébrales rares:
« Lissencéphalies » cerveau lisse, absence de sillons
cortex cérébral anormal (peu cellulaire)
neurones granulaires substance blanche
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
Provoque
une
absence
de GABA
dans le
cortex
cérébral
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
• Long
• multi étapes,• multiples facteurs
(40) régions architectonique
« Carte de Brodmann »
Maturation plaque corticale
20 à 40 SA
• Expansion cortex 50 g (20 SA) à 400 gr (40 SA)
• Installation sillons
calendrier précis, marqueur âge gestationnel
Mise en place des circonvolutions
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:
•Ouverture sillon vallée sylvienne
« fosse latérale du cerveau »
•Croissance antérieure partie
inférieure du cerveau (lobe
temporal )
Sillon sylvien
FormationLobe temporal
2O SA
22 SA:
Sillon Rolando
central
- lobe frontal
- lobe pariétal
Début sillon centralRolando
Lobe frontal
Lobe pariétal
22 SA
6ème mois: sillon temporal complet, fermeture mi chemin vallée sylvienne
Sillon temporal (T1) achevé
Sillon occipital
Sillon sylvienÀ moitié fermé
28 SA
Microscopie
• Différenciation neurones
croissance dendrites,
axones
• Synaptogenèse
régulation nombre
après la naissance +++
apoptose
2nde phase: 20 à 40 SA
2nde phase: 25 à 40 SA
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
Myélinisation fibres axonales
MyélinisationCapsule interne
Microscopie
• Cortex:
Architecture bien visible
• Substance blanche:
Myélinisation apparente
Capsule interne
2nde phase
Histogenèse cervelet
• Epaississement 1er Rhombomère
Lèvres rhombiques (LR)
ébauche unique, recouvre V4
• Prolifération cellulaire LR
½ sphères cérébelleux latéraux
Vermis, médian
J 33, terme
LEVRES RHOMBIQUES
Histogenèse cervelet
• Au niveau cellulaireLèvres Rhombiques:
Neurones granulaires
Neuro épithélium du V4:
Neurones de Purkinje
Ndlr: scéma en bas: va gagner la couche 2 du cortex (voir fleches)
LEVRES RHOMBIQUES
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
• ExpressionAnencéphalie / Spina bifida occultaformes ouvertes, fermées
• 1 à 2/1000 naissances vivantes
• EtiologiesChromosomiques (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
échographie1/1000 naissances
risque récurrence 1% (spina bifida)
F>G
•Diagnostic précoce 13 SAabsence de voûte crânienne, hydramnioshypermotilité (mouvements saccadés, brusques)
mobilité assurée moëlle épinière
•Associationsautres 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. ligne
médiane
= 1 seule vésicule
prosencéphalique
• Aprosencéphalie
• Semi lobaire
• Lobaire
An. massif facial
• majeures:
Cyclocéph (cyclope
de l’antiquité: pas
de la mythologie)
• mineures:
hypotélorisme,
fente labiale,
colobome(=fente).
Etiologies
• 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
Hypertrophie d’un seul ventricule à l’echo: holoprosencephalie
Holoprosencéphalie
Anomalies massif facial agénésie
prémaxillaire
Trompe: amartome: exces de tissu
conjonctif)
Holoprosencéphalie
1 seule cavité ventriculaire
fusion noyaux gris:
non fonctionnelPas de scissure inter hémisphérique
Un seul massif
cerebral
Anomalie migration crêtes neurales
• Innervation autonome parasympathique:
Neurones (cellules ganglionnaires) dans la musculeuse
Migration crêtes neurales (5ème et 8ème SA)
• Rôle: péristaltisme, mouvements intestinaux, propulsion bol alimentaire
Maladie de Hirschsprung:
Anomalie congénitale péristaltisme- absence de neurones parasympathiques,- Selon un segment rectal (colique) de longueur variable
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: histologieBiopsie sous muqueuse rectale: absence de neurones sympathiques
Maladie de Hirschsprung
Normal:Paroi intestinNeurones cellules ganglionnairesGroupées en amas « plexus »
Pathologique:Filets nerveux isolésPas 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)
Méninges
Cortex
Substance blanche
Assise germinative
I
II
III
IV
V
VI
vcc
Normal
c
Basal membrane
Neurones granulairesHétérotopiquesSubstance blanche