Fisiopatología Neurológica Diapositivas proyectadas en clases (1ra parte) Bioingeniería - UNER Cátedra de Fisiopatología Prof. Dr. Armando Pacher Dr. Roberto Lombardo Dra. Anabel Merlini 2013

Fisiopatología Neurológica Aspectos generales Alteraciones neuronales Etiología y etiopatogenia Síndromes motores Síndromes sensitivos Alteraciones de coordinación y automatismo Hipertensión endocraneana Coma Trastornos circulatorios Neuropatías

Barreras mecánicas e inmunológicas S.Nervioso S.Endocrino S.Respiratorio S.Digestivo S.Cardiovasc. S.Renal TEJIDOS S.O.M.A. S.Reproductor Barreras mecánicas e inmunológicas Modif. de Introducción a la Bioingeniería, Ed. Marcombo, Barcelona, 1988.

Complejo hipotálamo-hipofisario S.Nervioso S.Endocrino Complejo hipotálamo-hipofisario Hipotálamo: centro de regulación neuroendocrina, autónoma y homeostática Hipófisis anterior (adenohipófisis) y las glándulas relacionadas Hipófisis posterior (neurohipófisis)

sentidos ENTRADAS SALIDAS (otputs) (inputs) S.Cardiovasc. órg. de los eferentes sentidos Centros directas superiores Interconexiones raíces Centros raíces aferentes eferentes sensitivas inferiores motoras

Tejido nervioso Neuronas Neuroglia Meninges Tejido conectivo De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962 De www.lab.anhb.uwa.edu.au http://www.biology.eku.edu/ritchiso/301syl.htm Neuronas Neuroglia Meninges Tejido conectivo Nervios periféricos

Neuronas www.bcm.edu www2.cbm.uam.es

Neuronas SNP SNC Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Neuronas SNP Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Sinapsis Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Neuronas: migración y sinapsis Robert S Neuronas: migración y sinapsis Robert S. McNeil Baylor College of Medicine

Neuronas: migración y sinapsis Frank B. Gertler & Lorene Lanier Massachusetts Institute of Technology Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, & Walter Essential Cell Biology, 3rd Edition

Neuronas: mitosis Robert S. McNeil Baylor College of Medicine

Neuronas: mitosis Essential Cell Biology, 3rd Edition Alberts, Bray, Hopkin, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, & Walter ISBN: 978-0-8153-4129-1

Mapa del cerebro Brain Activity Map Project: Objetivo: Reconstruir el registro completo de la actividad cerebral a través de circuitos neuronales. Presupuesto: U$S 300.000.000 anuales durante diez años. The Brain Activity Map Project and the Challenge of Functional Connectomics http://arep.med.harvard.edu/pdf/Alivisatos_BAM_12.pdf journal.pbio.0060159.g003

Barrera hematoencefálica Separación estructural y funcional entre sangre y SNC Endotelio capilar con uniones firmes, sin fenestración. Protege al SNC de sustancias extrañas y mantiene constante su medio ambiente. Puede ser afectada: durante el desarrollo; por isquemia; por traumatismos; por radiaciones; por hipertensión arterial; por hiperosmolaridad; por infecciones; etc.

Nervios periféricos www.nlm.nih.gov Netter FH: Atlas of Clinical Anatomy www.nlm.nih.gov

Funciones de la neuroglia producción de mielina mantenimiento de la mielina fagocitosis relleno por pérdida de sustancia nutrición neuronal sostén físico neuronal

Funciones de la neuroglia medsch.wisc.edu

Alteraciones neuronales alteraciones del cuerpo neuronal alteraciones del axón Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987 Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Alteraciones del cuerpo neuronal www.lab.anhb.uwa.edu.au atrofia: disminución del tamaño por disminución de componentes y arborización dendrítica necrosis cromatolisis por alteración axonal alteraciones citoplasmáticas (ovillos neurofibrilares) acumulación de pigmentos (lipofucsina) otros http://iibce.edu.uy Jeffrey et al. BMC Veterinary Research 2008 4:38

Alteraciones del axón alteraciones de la mielina degeneración por sección degeneración secundaria a lesión del cuerpo neuronal Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Alteraciones de la mielina www.brams.org.uk Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Degeneración por sección: degeneración walleriana sección cercana al cuerpo sección lejana al cuerpo Modif. de Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Degeneración walleriana: degeneración por sección Sección lejana al cuerpo degeneran axón mielina fagocit. por cél. de Schwann distal a la sección degenera el axón hasta el nódulo de Ranvier más cercano proximal a la sección Modif. de Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Degeneración walleriana: degeneración por sección Sección cercana al cuerpo Degeneran tanto el cuerpo neuronal como el axón fagocit. por cél. de Schwann Modif. de Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Degeneración walleriana: degeneración por sección Regeneración: se generan en el axón brotes distales que avanzan a 1 mm/día. exitosa: alcanzan el resto del tronco nervioso inútil: al no poder progresar por lejanía, hematoma o cicatriz se forman neuromas de amputación.

Robert S. McNeil. Baylor College of Medicine axón placa neuromuscular músculo estriado Robert S. McNeil. Baylor College of Medicine

Degeneración walleriana: degeneración por sección sección cercana sección lejana Modif. de Smith Thier, Fisiopatología, EM Panamericana, 1987

Sección lejana al cuerpo neural Prótesis controlada mentalmente Prótesis que interpreta las órdenes corticales al “miembro fantasma”, sensando las señales que llegan a los muñones distales de los axones. www.ottobock.com

Sección lejana al cuerpo neural Prótesis controlada mentalmente www.ottobock.com

Factores etiológicos alteraciones del desarrollo traumatismos neoplasias trastornos hipóxicos y vasculares infecciosos inflamatorios degenerativos tóxicos mixtos

Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Institute of Forensic Medicine, Univ. of Bern, Switzerland

Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Netter F.: Nervous System Ciba Collection. 1962

Malignidad histológica y malignidad biológica De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962 Malignidad histológica y malignidad biológica Malignidad histológica

Malignidad histológica y malignidad biológica www.biologyreference.com

Malignidad histológica y malignidad biológica De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Malignidad histológica y malignidad biológica De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Factores tóxicos Originan trastornos físicos, psicológicos y sociales Etiología: Hábito (toxicomanía por drogas psicoactivas) Envenenamiento Iatrogenia (por agentes terapéuticos) Drogas psicoactivas: opiáceos (morfina, heroína, etc.) depresoras (alcohol, hipnóticos, etc.) estimulantes (anfetaminas, cocaína, éxtasis, etc.) psicodélicas (ácido lisérgico {LSD}, mezcalina, etc.) inhalantes (solventes, pegamentos, etc.) marihuana

Fisiopatología neurológica Síndromes motores Síndromes sensitivos Alteraciones de coordinación y automatismo Hipertensión endocraneana Coma Trastornos circulatorios Neuropatías Alteraciones: en la motricidad en la sensibilidad en la conducta

Síntomas y signos Trastornos en la motricidad Trastornos en la sensibilidad Trastornos en la conducta

Sistema motor Neuronas Haces centrales Haces periféricos Efectores: placa neuromuscular músculo estriado

Sistema motor 1ra y 2da neuronas Primera: corteza cerebral Segunda: asta anterior medular núcleos de origen de pares craneales

Sistema motor: haces Haces centrales: Piramidal: al asta anterior medular Geniculado: al origen de los pares craneales Extrapiramidales: vías eferentes para: asociación y automatismo tono muscular ajustes posturales integración motriz Haces periféricos: Pares craneales Nervios periféricos *

Desde la corteza hasta el asta anterior medular Haz Piramidal Desde la corteza hasta el asta anterior medular De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962 De Bevilacqua F. y col. Ed. El Ateneo, 1985

Haces Extrapiramidales De Netter F.: Nervous System. Ciba Collection. 1962

Blancos Primera neurona o neurona central Segunda neurona o neurona periférica Vías motoras: haces: piramidal geniculado extrapiramidales Interconexiones Placa motora neuromuscular Músculo esquelético Sensibilidad *

Síndrome motor Parálisis Paresia Movimientos involuntarios Ataxia

Parálisis Concepto: falta total de motilidad voluntaria de un sector Hemiplejía: de una mitad del cuerpo Monoplejía: de un miembro Paraplejía: de dos miembros simétricos Tetraplejía (cuadriplejía): de los cuatro miembros

Síndromes de parálisis Por lesión de la primera neurona motora Por lesión de la segunda neurona motora Por alteraciones de la placa neuromuscular Por miopatías

Síndromes de parálisis: 1ra neurona Cesa la integración corteza cerebral-músculo esquelético: parálisis Cesa la acción frenadora sobre la 2da neurona: hiperreflexia espasticidad Se mantiene la acción trófica sobre el músculo: escasa atrofia muscular Ejemplo de marcha en hemiplejía derecha:

Síndromes de parálisis: 2da neurona Cesa la integración corteza cerebral-músculo esquelético: parálisis Denervación: Cesa la integración 2da. neurona-músculo esquelético: flaccidez desaparición de reflejos aumento de receptores de acetilcolina: fasciculaciones y fibrilación muscular Cesa la acción trófica sobre el músculo: atrofia rápida y severa Ejemplo de atrofia y marcha:

Síndromes de parálisis: 2da neurona Asistencia respiratoria http://embryology.med.unsw.edu.au www.cbc.ca

Síndromes de parálisis 1ra neurona: parálisis espástica 2da neurona: parálisis fláccida

2da neurona: parálisis fláccida www.ottobock.com.de

2da neurona: parálisis fláccida 2da neurona: parálisis fláccida www.eksobionics.com

2da neurona: parálisis fláccida www.eksobionics.com

1ra neurona: parálisis espástica El cerebro como joystick Hochberg L et al. Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm. Nature 485, 372–375 May 16, 2012)

Reinervación muscular www.dislife.ru Kuiken T A et al. PNAS 2007;104:20061-20066

Reinervación muscular www.armdynamics.com

Reinervación muscular www.armdynamics.com

Reinervación muscular www.ric.org

Reinervación muscular www.ric.org

Reinervación cutánea The reinnervated chest skin of patient BSD showing sensations referred to the missing limb elicited by indentation of the skin by a cotton-tipped probe (300 gAF). Referred sensations localized to either the palm side (red) or the back side (green) of the missing limb. Circled points at the corners serve as registers to orient the diagram. Kuiken T A et al. PNAS 2007;104:20061-20066

Esclerosis lateral amiotrófica Esclerosis múltiple

Esclerosis lateral amiotrófica Concepto: enfermedad degenerativa con necrosis de 1ras y 2das neuronas motoras. Etiología: desconocida. Epidemiología: 1 de cada 100.000 personas Clínica: parálisis mixta por compromiso progresivo de las neuronas motoras. * R. Fontanarrosa S. Hawking

Esclerosis múltiple Concepto: enfermedad degenerativa autoinmune del SNC nervioso central por desmielinización. Epidemiología: 1 de cada 1.000 personas Etiología: desconocida. Etiopatogenia: ataque autoinmunitario a la mielina en el SNC:

Esclerosis múltiple Concepto: enfermedad degenerativa autoinmune del SNC nervioso central por desmielinización. Epidemiología: 1 de cada 1.000 personas Etiología: desconocida. Etiopatogenia: ataque autoinmunitario a la mielina en el SNC. Anatomía patológica: http://path.upmc.edu http://hvelink-saintluke.healthsystem.org

Esclerosis múltiple Fisiopatología: disminución de la velocidad de transmisión. Howard Florey Institute Clínica: alteraciones motoras y sensitivas. Evolución crónica y progresiva.

Continúa en la 2da parte