COMPONENTELE SISTEMULUI NERVOS CENTRAL

COMPONENTELE SISTEMULUI NERVOS CENTRAL

Sistemul nervos central, cunoscut si sub denumirea de nevrax, este constituit din maduva spinarii, localizata in canalul rahidian si din creier/encefal, situat in cutia craniana. Din punct de vedere anatomic, creierul este alcatuit din trunchi cerebral, cerebel, diencefal si emisferele cerebrale, fiecare avand o histoarhitectonica specifica.

Trebuie subliniat faptul ca, spre deosebire de sistemul nervos periferic, elementele de tesut conjunctiv sunt absente, motiv pentru care consistenta acestor structuri este scazuta, fiind comparata clasic cu un gel semidur.

Tesutul nervos prezinta aici o histoarhitectonica speciala, distributia corpurilor neuronale si a prelungirilor lor conducand la identificarea a doua zone distincte: substanta alba si substanta cenusie, a caror distributie difera intre maduva spinarii si creier.

Substanta alba contine fibre nervoase (prelungiri axonale), dispuse in fascicule sau tracturi cu directie ascendenta sau descendenta, la care se adauga celule gliale. Fibrele nervoase sunt majoritar de tip mielinizat, fapt ce confera culoarea deschisa a acestei zone; exista insa si putine fibre de tip amielinizat.

Substanta cenusie contine corpuri neuronale, prelungiri dendritice, segmente de prelungiri axonale de tip amielinizat, alaturi de celule gliale. Aceasta organizare, in care se remarca faptul ca tecile de mielina lipsesc, confera culoarea inchisa. Asocierea prelungirilor dendritice, axonale (nude), gliale si a spatiilor existente intre ele formeaza o retea densa numita neuropil, evidentiabila in microscopia optica prin tehnici de impregnare argentica.

MADUVA SPINARII

Maduva spinarii are, in sectiune transversala, o forma ovalara, cu axul mare transversal, pe mijlocul careia exista doua santuri: santul median anterior (mai profund) si santul median posterior (putin adanc/scurt). Din punct de vedere anatomic, se individualizeaza 31 de segmente medulare (8 cervicale, 12 toracale, 5 lombare,
5 sacrate si unul coccigian), fiecarui segment corespunzandu-i o pereche de nervi spinali.

Pe partile laterale ale maduvei spinarii se observa alte patru santuri, cate doua pe fiecare parte: antero-lateral, prin care ies radacinile anterioare ale nervilor spinali si postero-lateral, prin care intra radacinile posterioare ale acelorasi nervi.

Deoarece lungimea coloanei vertebrale este mai mare decat lungimea maduvei spinarii (ca o consecinta a ratei diferite de crestere), incepand din regiunea toracala segmentele medulare sunt situate superior orificiilor intervertebrale corespunzatoare prin care ies trunchiurile nervilor spinali. Din regiunea toracala spre regiunea sacrata/coccigiana, orientarea radacinilor nervilor spinali in spatiul subarahnoidian devine progresiv oblica, sub un unghi din ce in ce mai ascutit. Astfel, in segmentele medulare lombare inferioare si sacrate, aceste radacini au un traiect aproximativ paralel cu maduva spinarii.

Histoarhitectonic (fig. IV.1), substanta alba este situata periferic, iar substanta cenusie - central, avand forma literei H sau a unui fluture; rezulta un aspect aproximativ simetric, jumatatea dreapta fiind "in oglinda" cu jumatatea stanga. Santul median anterior nu ajunge la substanta cenusie; la capatul sau, substanta alba din cele doua jumatati ale maduvei este in continuitate printr-o zona numita comisura alba. Santul median posterior este prelungit pana la substanta cenusie de un sept median, care separa cordoanele posterioare ale substantei albe. Aceasta organizare este constanta de-a lungul maduvei spinarii, prezentand insa si elemente care individualizeaza fiecare regiune medulara in parte.

SUBSTANTA CENUSIE

La nivelul substantei cenusii se descriu doua prelungiri anterioare si, respectiv, posterioare, corespunzatoare bratelor literei H sau aripilor fluturelui, denumite coarne anterioare si posterioare. Coarnele anterioare sunt scurte, groase si mai mari comparativ cu coarnele posterioare, lungi si subtiri. In maduva toracala si primele segmente lombare, intre cornul anterior si cel posterior de aceeasi parte se gaseste cornul lateral. Intre acesta si cornul posterior se gaseste substanta reticulata, zona caracterizata prin pierderea delimitarii nete intre substanta cenusie si cea alba.

Bara transversala a literei H sau corpul fluturelui se numeste comisura cenusie. In centrul acesteia este localizat un canal, denumit canalul ependimar (central) (fig. IV.2), delimitat de celule ependimare si continand lichid cefalo-rahidian (vezi sectiunea 6.4). Acesta se mentine din perioada dezvoltarii embrionare a sistemului nervos central, fiind in fapt lumenul tubului neural primitiv. Substanta cenusie adiacenta canalului ependimar, denumita substanta gelatinoasa Stilling, este formata in exclusivitate din fibre nervoase si celule gliale, neuronii fiind absenti.

Din punct de vedere al celularitatii, substanta cenusie este formata din neuroni multipolari, de dimensiuni diferite. In structura substantei cenusii mai exista (dupa cum am mentionat la inceputul acestei sectiuni) fibre nervoase, in principal, amielinizate, si celule gliale, majoritar de tip protoplasmatic.

Corpurile celulare neuronale sunt fie dispuse izolat, fie aglomerat, situatie in care formeaza grupuri intre care se stabilesc, prin fibre, relatii functionale. Aceste grupuri, impreuna cu fibrele asociate si celulele gliale adiacente, realizeaza nucleii nervosi.

In coarnele anterioare se gasesc corpurile celulare ale neuronilor motori mari (fig. IV.3), cu diametru de 75-150 μm (neuroni α), denumiti si neuroni eferenti. Corpurile celulare realizeaza, prin aglomerarea lor, nuclei cu dispozitie in semicerc: anteromedial, anterolateral, posteromedial, posterolateral si retrodorsolateral. Fiecare nucleu controleaza anumite grupe musculare.

Pe corpurile celulare ale neuronilor din nucleii cornului anterior fac sinapsa axoni ai neuronilor din ganglionul spinal (inchizand in acest fel arcuri reflexe somatice) si axoni ai celulelor piramidale din ariile motorii ale scoartei cerebrale (realizand astfel legatura dintre neuronul motor central si neuronul periferic). Prelungirile axonale ale neuronilor motori ies din cornul anterior, traverseaza zona de substanta alba adiacenta si parasesc maduva spinarii ca radacina anterioara a nervilor spinali; apoi intra in trunchiul nervilor spinali si in ramurile acestora, si se distribuie fibrelor musculare scheletice.

Pe langa neuronii motori mari, nucleii din coarnele anterioare contin si neuroni motori de dimensiuni mai mici (neuroni γ), cu prelungiri axonale mult mai delicate, responsabili de inervatia fusurilor neuro-musculare. De asemenea, in coarnele anterioare sunt prezenti si neuroni de asociatie (i) cu prelungiri axonale lungi (Golgi I), care parasesc substanta cenusie, patrund in substanta alba si reintra in substanta cenusie de la un alt nivel medular, sau (ii) cu prelungiri axonale scurte (Golgi II), care nu parasesc substanta cenusie. In cazul prelungirilor axonale lungi, acestea formeaza in substanta alba adiacenta coarnelor anterioare un fascicul numit fasciculul fundamental anterior.

In coarnele posterioare se gasesc corpurile celulare ale neuronilor senzitivi si neuroni de asociatie.

Corpurile celulare ale neuronilor senzitivi, cu dimensiuni diferite (mari si mici), sunt organizate in trei grupuri distincte, cu functionalitate diferita. Zona centrala a bazei cornului posterior primeste informatii legate de sensibilitatea interoceptiva
(de la receptorii viscerali si tisulari). Zona periferica a bazei cornului posterior, denumita nucleu Clarke, este axata pe informatiile legate de sensibilitatea proprioceptiva (de la receptorii specializati ai aparatului locomotor). Teritoriul periferic posterior al cornului posterior prezinta doua zone distincte, Rolando si Waldayer, destinate informatiilor legate de sensibilitatea exteroceptiva (de la receptorii pentru simtul tactil, termic si dureros).

Aici ajung prelungirile axonale (centrale) ale neuronilor senzitivi de ordin unu (protoneuronii) din ganglionii radacinii dorsale a nervilor spinali. Acesti neuroni emit colaterale care se indreapta spre coarnele laterale, unde sinapseaza cu neuronii nucleilor autonomi.

Prelungirile axonale ale neuronilor senzitivi din cornul posterior (deutoneuroni) se organizeaza in fascicule cu traiect ascendent, prin substanta alba, spre creier, transmitand informatii legate de diferitele tipuri de sensibilitate.

Ca si in coarnele anterioare, neuronii de asociatie au prelungiri axonale lungi (Golgi I) sau scurte (Golgi II). Similar, si aici prelungirile axonale lungi formeaza in substanta alba adiacenta coarnelor posterioare un fascicul numit fasciculul fundamental posterior.

Coarnele laterale contin corpurile celulare ale neuronilor autonomi, numiti si neuroni eferenti simpatici preganglionari (vezi sectiunea 9.2.1). Aici ajung colaterale ale axonilor neuronilor senzitivi interoceptori din ganglionul spinal.

Prelungirile axonale patrund in coarnele anterioare si se alatura prelungirilor axonale ale neuronilor motori, intrand in componenta radacinilor anterioare ale nervilor spinali. Traiectoria lor, dupa iesirea din trunchiul nervului spinal, este detaliata in sectiunea 9.2 dedicata sistemului nervos autonom.

SUBSTANTA ALBA

La nivelul substantei albe (fig. IV.1) se descriu coloane (cordoane) longitudinale: anterior (intre santul median anterior si cornul anterior), lateral (intre cornul anterior si cornul posterior) si posterior (intre cornul posterior si septul median dorsal). In afara de aceste cordoane, intre zona cea mai externa a cornului posterior si pia mater, substanta alba formeaza zona marginala Lissauer.

Substanta alba, formata predominant din axoni mielinizati (fig. IV.4), contine insa si axoni amielinizati. La periferia substantei albe exista un teritoriu constituit dintr-o bordura de celule gliale. Axonii provin fie de la neuronii localizati in maduva (origine endogena), fie de la neuroni senzitivi periferici sau de la neuroni localizati in etajele nervoase superioare (origine exogena). Axonii care au functionalitate, origine si terminatie comuna sunt organizati sub forma de fascicule sau tracturi nervoase, care fac legatura intre diferitele zone ale maduvei spinarii sau intre maduva si etajele superioare. In primul caz, ele se numesc fascicule fundamentale si sunt constituite exclusiv din fibre endogene. In al doilea caz, tracturile, alcatuite din fibre exogene si endogene, pot avea traiect ascendent (tracturi senzitive) si descendent (tracturi motorii).

Astfel, in coloanele posterioare sunt localizate tracturile ascendente spino-bulbare Goll si Burdach, care conduc informatii legate de simtul tactil fin. Ele sunt formate din axoni ai neuronilor senzitivi din ganglionii spinali, care patrund direct in cordonul posterior, fara a face sinapsa in cornul posterior.

Acesti axoni fac sinapsa in bulb, cu neuronii senzitivi de ordin II din nucleul gracillis (Goll) si nucleul cuneatus (Burdach).

In coloanele laterale si anterioare sunt localizate atat tracturi ascendente: tractul spinotalamic lateral (care conduce informatii legate de durere si temperatura), tractul spinotalamic anterior (care conduce informatii legate de simtul tactil grosier), tracturile spino-cerebeloase (care conduc informatii legate de proprioceptie), cat si descendente: tracturile cortico-spinale (care conduc impulsuri motorii voluntare).

TRUNCHIUL CEREBRAL

Trunchiul cerebral este format din bulb, punte si mezencefal. El realizeaza legatura dintre maduva si diencefal, fiind conectat cu cerebelul prin pedunculii cerebelosi.

Din punct de vedere histologic, dispozitia substantei cenusii si, respectiv albe, prezinta o serie de particularitati.

Desi la baza trunchiului cerebral (in jumatatea inferioara a bulbului) aspectul de fluture al substantei cenusii medulare este inca mentinut, din jumatatea superioara a bulbului substanta cenusie si substanta alba nu mai formeaza doua regiuni compacte.

SUBSTANTA CENUSIE

Substanta cenusie a trunchiului cerebral se prezinta sub forma de nuclei motori, senzitivi si autonomi.

Nucleii motori reprezinta locul de origine a nervilor motori cranieni, fiind echivalentul coarnelor anterioare medulare; sunt constituiti din neuroni mari, multipolari, ale caror prelungiri axonale intra in constitutia acestor nervi. Nucleii senzitivi sunt formati din corpurile celulare ale neuronilor care reprezinta deutoneuronii unor cai ascendente medulare (fasiculele Goll si Burdach) sau ai unor cai senzitive apartinand nervilor cranieni; sunt echivalentul coarnelor posterioare medulare; la acest nivel, in jurul neuronilor multipolari, de dimenisuni medii, se distribuie in maniera arborizata axonii celulelor ganglionare senzitive situate in afara axei cerebrospinale. Nucleii autonomi contin corpuri celulare neuronale reprezentand originea fibrelor parasimpatice care intra in alcatuirea unor nervi cranieni si sunt centri ai unor reflexe vegetative; reprezinta corespondentul coarnelor laterale medulare.

In afara nucleilor motori, senzitivi si vegetativi, in substanta cenusie a trunchiului cerebral se descriu o serie de nuclei denumiti "proprii", fara echivalent cu substanta cenusie medulara. Acestia sunt: in bulb, nucleii Goll si Burdach, nucleii olivari, nucleii substantei reticulate - cardiaci si respiratori; in punte, nucleii pontini, respiratori si cardiaci; in mezencefal, substanta neagra, nucleul rosu si coliculii cvadrigemeni.

Particularitati histologice deosebite prezinta nucleul rosu si substanta neagra.

Nucleul rosu

Nucleul rosu isi datoreaza numele culorii rosii evidente pe preparatele proaspete, reflectand vascularizatia abundenta si prezenta de pigment feric in citoplasma celulelor neuronale. El este alcatuit din doua zone, diferite filogenetic si embriologic: zona parvocelulara, rostrala, si zona magnocelulara, caudala.

Histologic, zona parvocelulara prezinta celule neuronale multipolare, de dimensiuni medii, in jurul carora se dispun numeroase celule nevroglice satelite; asociat, in numar mai mic, exista si celule neuronale de dimensiuni mici. Celulele predominante au forma triunghiulara, fiind comprimate datorita densitatii mari a fibrelor adiacente. Citoplasma este palida, continand pigment feric si de lipofuscina. Prelungirile dendritice si axonale sunt mai groase la punctele de emergenta si au un traiect ondulat. Zona magnocelulara este constituita din celule neuronale mari, de forma poligonala, cu prelungiri dendritice multiple si voluminoase. Se estimeaza ca la specia umana numarul acestor neuroni este mai mic de 200. Citoplasma intens colorata, cu corpi Nissl evidenti, contine de asemenea pigment feric si pigment de uzura. Nucleul rosu este traversat si inconjurat de numeroase fibre mielinizate, unele proprii, altele provenind din conexiunile aferente si eferente realizate, fapt ce ii confera un aspect reticular; parte din aceste fibre structureaza o capsula proprie.

Substanta neagra

Substanta neagra, denumita astfel datorita culorii inchise, conferita de abundenta pigmentului melanic in unii dintre neuroni, este organizata in doua zone, diferite morfologic si functional: pars compacta (situata dorsal) si pars reticulata (situata ventral).

Pars compacta prezinta neuroni multipolari de dimensiuni medii, in citoplasma carora exista zone bogate in pigment negru de melanina. Prelungirile dendritice, multiple si groase, au punctele de origine opuse zonei pigmentate, pe cand prelungirile axonale emerg din apropierea acesteia. Imunohistochimic, in neuronii de la acest nivel a fost identificata dopamina, motiv pentru care sunt considerati neuroni dopaminergici. Astfel, pars compacta este principala sursa de proiectii dopaminergice pentru corpul striat. Pars reticulata prezinta, comparativ cu pars compacta, mai putini neuroni, grupati in gramezi. Neuronii au dimensiuni mari, citoplasma lor continand cantitati reduse de pigment melanic, sau acesta fiind absent; uneori, in citoplasma se poate acumula pigment feric. Prelungirile dendritice prezinta extrem de putine ramificatii. Imunohistochimic, in acesti neuroni a fost evidentiat, pe langa dopamina, GABA (neuroni GABA-ergici). Pars reticulata este considerata in continuitate cu globus pallidus, cu care are similitudini structurale.

Fibrele nervoase, reprezentate de aferente (extrem de abundente, in pars reticulata) si eferente (mai putin abundente, in pars compacta), formeaza o retea densa.

SUBSTANTA ALBA

Substanta alba este constituita din fascicule nervoase care vin de la maduva spinarii si fie se opresc in trunchi, fie ascensioneaza catre etajele superioare, precum si din fascicule nervoase care se indreapta catre maduva spinarii, avand origine fie in trunchi, fie in etajele superioare. Ele sunt localizate intre nucleii de substanta cenusie, astfel incat dispozitia lor, comparativ cu maduva spinarii, este complet diferita.

Fasciculele ascendente, senzitive, sunt:

spino-bulbare Goll si Burdach (pentru sensibilitatea tactila fina si proprioceptiva constienta);

spino-cerebeloase direct Flechsig si incrucisat Gowers (pentru sensibilitatea proprioceptiva inconstienta);

spino-talamice anterior (pentru sensibilitatea tactila grosiera) si lateral (pentru sensibilitatea termica si dureroasa).

Fasciculele descendente, motorii, formeaza doua grupuri mari.

Din primul grup fac parte fasciculele piramidale direct si incrucisat, cu origine in neuronii piramidali din cortexul cerebral, responsabile de transmiterea impulsurilor motorii voluntare.

Ele sunt situate in partea anterioara a trunchiului cerebral, formand o masa relativ compacta in punte si structuri piramidale in bulb. La nivelul trunchiului cerebral, fasciculelor piramidale li se adauga fibre cu origine in diversi nuclei, rezultand fasciculele mai mici: tecto-spinal, rubro-spinal, reticulo-spinal, vestibulo-spinal si olivo-spinal. Aceste fascicule mai mici alcatuiesc, in ansamblu, caile extrapiramidale, cu rol in coordonarea motilitatii involuntare.

In al doilea grup sunt incluse fascicule cu origine la diverse nivele superioare si care au traiect numai pana in trunchiul cerebral, dupa cum urmeaza:

fasciculul geniculat, format din axonii neuronilor piramidali din cortexul cerebral
(ca si fasciculele piramidale), care se termina in nuclei motori din trunchiul cerebral;

fasciculul Meynert, cu origine in scoarta cerebrala (lobul temporal), care se termina in nucleii pontini ai trunchiului cerebral; de la acesti nuclei pleaca fibre ponto-cerebeloase (directe si incrucisate);

fasciculul cortico-rubric, cu origine in cortexul cerebral (lobul parietal), care se termina pe nucleul rosu al trunchiului;

fasciculul strio-peduncular, cu origine in corpii striati, care se termina in nucleul interpeduncular;

fasciculul talamo-olivar, cu origine in talamus, care se termina in nucleii olivari.

In plus, mai exista fascicule care conecteaza intre ei, prin fibre endogene, nucleii de substanta cenusie (numite si cai de asociatie), precum si fascicule cu orientare transversala a fibrelor, caracteristice puntii.

In afara nucleilor de substanta cenusie, bine constituiti, la fel ca si in maduva spinarii, trunchiul cerebral contine substanta (formatia) reticulata, caracterizata printr-o retea de fibre si nuclei.

CEREBELUL

Cerebelul este format din doua emisfere cerebeloase unite intre ele printr-o zona centrala - vermisul; legatura cu trunchiul cerebral este asigurata prin trei perechi de pedunculi cerebelosi: inferiori, mijlocii si superiori. Ca si in cazul emisferelor cerebrale, suprafata cerebelului este neregulata datorita prezentei unor santuri adanci, paralele unele cu altele, care delimiteaza lobulii cerebelosi. In plus fata de aceste santuri mari exista o multitutine de santuri mici, fine, care pastreaza aceeasi dispozitie paralela, conferind suprafetei fiecarui lobul aspectul de alternanta intre pliuri si circumvolutiuni mici. Santurile fine segmenteaza lobulii in lame cerebeloase.

Histoarhitectonic (fig. IV.5), substanta cenusie este localizata la suprafata (cortex cerebelos), iar substanta alba - la interior. Substanta alba are o dispozitie ramificata, fiecare expansiune reprezentand axul central al unui lobul. Din acest ax se desprind ramuri mai scurte, care centreaza, la randul lor, fiecare lama cerebeloasa, fiind inconjurate de substanta cenusie. Aceasta organizare confera, in sectiune transversala, un aspect ramificat tipic, denumit "arborele vietii".

In profunzimea substantei albe se gasesc insule de substanta cenusie (aglomerari neuronale), alcatuind nucleii cerebelosi (patru perechi).

Cerebelul coordoneaza miscarile voluntare
(ale muschilor striati) comandate de scoarta cerebrala, controland astfel miscarile fine, postura si echilibrul.

CORTEXUL CEREBELOS

Cortexul cerebelos este format, histologic, din cinci tipuri diferite de neuroni, alaturi de nevroglii si vase sanguine. In afara fibrelor nervoase ale celulelor proprii cerebelului, aici ajung si fibre cu origine in substanta alba a trunchiului cerebral si a maduvei spinarii: fibre musciforme si

fibre agatatoare. Pe calea acestora sunt transmise informatiile de tip excitator; neurotransmitatorul utilizat este, cel mai probabil, L-glutamatul, iar in cazul fibrelor musciforme - si acetilcolina. Organizarea histoarhitectonica precisa consta in succesiunea a trei straturi celulare (fig. IV.6), din exterior spre interior: stratul molecular extern, stratul celulelor Purkinje, stratul granular intern.

Celulele cortexului cerebelos

Cele cinci tipuri celulare ale cortexului cerebelos sunt reprezentate de celulele granulare, celulele stelate, celulele "in cosulet", celulele Purkinje si celulele Golgi (fig. IV.7).

Celulele granulare

Celulele granulare reprezinta populatia predominanta din stratul granular intern. Sunt celule mici, cu nucleu sferic si citoplasma redusa. Microscopia electronica releva, ca organite celulare, putine mitocondrii mici, cativa ribozomi si un complex Golgi slab reprezentat. Prelungirile dendritice, in numar de 3-6, sunt relativ scurte
(10-30 μm lungime) si se termina prin expansiuni in forma de gheara. Ele vor sinapsa cu terminatiile fibrelor musciforme si cu axonii celulelor Golgi, formand sinapse complexe denumite glomeruli cerebelosi. Prelungirea axonala, extrem de lunga, are un traiect ascendent, ajungand in stratul molecular unde se ramifica in "T", rezultand astfel, in directii diferite, fibrele paralele. Aceste fibre au lungime de cativa milimetri si prezinta o serie de terminatii specifice, care confera un aspect de margele, constituind locurile de sinapsa cu prelungirile dendritice ale celulelor Purkinje sau Golgi sau cu corpurile celulare ale celulelor stelate, respectiv "in cosulet". Conform datelor din literatura de specialitate, cele mai numeroase sinapse se realizeaza cu celulele Purkinje; se estimeaza ca aproximativ 250.000 de fibre paralele pot trece prin arborizatia denditica a unei singure celule Purkinje, sinapsele fiind posibile si in timpul acestei traversari.

Celulele Golgi

Celulele Golgi, mai mari ca dimensiuni, sunt situate in partea superficiala a stratului granular, foarte aproape de celulele Purkinje. Prelungirile lor dendritice lungi sunt orientate predominant ascendent, traverseaza stratul celulelor Purkinje si ajung in stratul molecular, unde se ramifica si se dispun perpendicular pe suprafata. Dendritele
(in special cele proximale) sinapseaza cu fibrele paralele, fibrele agatatoare si cele musciforme, precum si cu colateralele axonale recurente ale celulelor Purkinje. Arborizatia dendritica nu este turtita, ca in cazul celulelor Purkinje, astfel incat aspectul este similar in plan longitudinal si transversal. Exista totusi si prelungiri dendritice care raman la nivelul stratului granular, ramificatiile intrand in structura glomerulilor cerebelosi (care vor fi descrisi ulterior). Prelungirea axonala scurta porneste din corpul celular sau din dendrita centrala si se divide rapid, rezultand o arborizatie extensiva, care strabate intregul strat granular. Volumul ocupat de arborizatia dendritica, in stratul molecular, este aproximativ egal cu cel ocupat de arborizatia axonala. Sub raportul neurotransmitatorilor, aici este prezent GABA, celulele Golgi fiind considerate neuroni de asociatie inhibitori, GABA-ergici.

Celulele monodendritice sau "in perie"

Celulele monodendritice sunt un tip celular recent descris in literatura de specialitate si localizat la nivelul stratului granular. Corpul celular prezinta un nucleu palid colarat. Prelungirile dendritice sunt unice, scurte, cu terminatii arborizate care dau un aspect de tufa sau perie, stabilind contacte sinaptice evidente cu fibrele musciforme. Imunohistochimic dau reactie pozitiva la anticorpi anti-calretinina. Prelungirea axonala este subtire, iar traiectoria sa nu este inca definitivata.

Celulele stelate

Celulele stelate, localizate superficial in stratul molecular, prezinta numeroase prelungiri dendritice, putin ramificate. Prelungirea axonala este dispusa in plan aproximativ perpendicular pe axul lung al lamei cerebeloase, in acelasi plan cu arborizatiile dendritice (cu care sinapseaza) si cu colateralele axonale recurente ale celulelor Purkinje. Din punct de vedere al neurotransmitatorilor, sunt neuroni de tip inhibitor, la acest nivel fiind prezent GABA.

Celulele "in cosulet"

Celulele "in cosulet", localizate in partea profunda a stratului molecular, realizeaza multiple sinapse la nivelul corpului celular cu colateralele axonale recurente ale celulelor Purkinje, fibrele agatatoare, fibrele musciforme si fibrele paralele. Prelungirile dendritice sunt asemanatoare morfologic cu cele ale celulelor stelate. Prelungirea axonala, cu traiect descendent spre stratul celulelor Purkinje, creste in dimensiuni, pe masura ce se distanteaza de corpul celular, si da multiple colaterale. Colateralele au initial un traiect ascendent de-a lungul dendritelor celulelor Purkinje, pentru ca, ulterior, sa coboare spre corpul celular, in jurul caruia realizeaza o retea cu aspect de "cosulet". Ramificatiile axonale terminale se extind in axul lung al lamei cerebeloase, inconjurand sau flancand prelungirile axonale ale celulelor Purkinje. Conform datelor din literatura de specialitate, se estimeaza ca 72 de celule Purkinje pot sinapsa cu terminatii axonale provenite de la o singura celula
"in cosulet". Aceste celule sunt, ca si cele stelate, neuroni inhibitori, de tip GABA-ergici.

Celulele Purkinje

Dispuse intr-un singur strat, la intervale de 50 μm in plan tranversal si 50-100 μm in plan longitudinal, celulele Purkinje se individualizeaza prin forma lor, comparabila cu o para sau o sticla, corpul celular avand 50-70 μm inaltime si 30-35 μm latime. Microscopia electronica releva, in afara elementelor comune neuronilor, o particularitate: subjacent membranei plasmatice a corpului celular si a dendritelor exista cisterne frecvent asociate cu mitocondrii. Aceste cisterne, care contin acumulari mari de calciu, se pot extinde si la nivelul spinilor dendritici; ele au un rol important in sistemul de transmitere a informatiilor intracelulare, tip mesager secundar. La nivelul corpului celular, celula Purkinje realizeaza putine sinapse de tip excitator, comparativ cu cele de tip inhibitor, mult mai numeroase (cu prelungirile axonale ale celulelor stelate si "in cosulet").

Din polul apical al celulei se formeaza una sau, uneori, doua prelungiri dendritice primare, care se orienteaza spre suprafata, fiind distribuite perpendicular pe axul lamelor cerebeloase.

Aceste prelungiri se arborizeaza intens, cu numeroase ordine de subdiviziune, realizand o retea ramificata, comparata cu aspectul unui evantai. Prelungirile dendritice proximale, de ordin unu si doi, au suprafata neteda, prezentand putini spini scurti si colturosi, care vor sinapsa cu fibrele agatatoare (sinapse de tip excitator, asimetrice).

Terminatiile proximale ale dendritelor stabilesc sinapse (de tip inhibitor, simetrice) cu prelungirile celulelor stelate si "in cosulet", precum si cu colateralele axonale recurente ale altor celule Purkinje.

In schimb, prelungirile distale au suprafata tapetata de numerosi spini (45/10 μm lungime), tot scurti, dar gatuiti, care sinapseaza cu fibrele paralele (sinapse de tip excitator, asimetrice). Conform datelor din literatura de specialitate, arborele dendritic al unei celule Purkinje are aproximativ 180.000 spini dendritici. Teritoriile corpului celular si ale dendritelor, la nivelul carora nu se stabilesc contacte sinaptice, sunt acoperite de protruzii lamelare de fibre gliale cu origine in celulele Bergmann. Prelungirea axonala are origine la baza celulei si un traiect descendent, spre substanta alba. Prezinta un segment initial scurt, subtire si amielinizat, dupa care se largeste si se mielinizeaza, ramificandu-se in numeroase colaterale. In segmentul initial este inconjurat de ramificatiile distale ale prelungirilor axonale ale celulelor "in cosulet", ramificatii numite, datorita aspectului lor, in "perie". Colateralele rezultate se organizeaza in plexuri, dispuse supra si subjacent corpurilor celulare, in acelasi plan cu arborele dendritic; ele sinapseaza in final cu terminatiile dendritelor proximale ale celulelor Purkinje (realizand comunicare intercelulara in cadrul aceluiasi strat), cu celulele Golgi sau cu celulele
"in cosulet". Odata intrate in substanta alba, ansamblul prelungirilor axonale formeaza plexuri fie in nucleii cerebelosi, fie in cei vestibulari.

La nivelul sinapselor, neurotransmitatorul specific este GABA.

Celulele nevroglice

Celulele nevroglice prezente la nivelul scoartei cerebeloase, in special in stratul granular, sunt de tip astrocit protoplasmatic, astrocit fibros, oligodendrocit. In stratul molecular, microgliile sunt predominante. Literatura de specialitate descrie, pe langa acestea, alte doua tipuri speciale: celule Fananas si celule Bergmann. Celulele Fananas sunt localizate in stratul molecular si au prelungiri laterale in forma de penaj, motiv pentru care sunt denumite si nevroglia penata. Celulele Bergmann (numite si celule gliale epiteliale), dispuse in stratul granular, au prelungiri lungi care ajung in stratul molecular, formand o dispozitie in evantai si terminandu-se cu picioruse pe vasele din pia mater.

Fibrele agatatoare si fibrele musciforme

Fibrele agatatoare au origine in nucleul olivar inferior, respectiv fasciculul olivo-cerebelos. Acesta are traiect ascendent in substanta alba si patrunde in stratul granular, unde fiecare fibra olivo-cerebeloasa se ramifica, rezultand aproximativ 10 fibre agatatoare. Fiecare fibra agatatoare

contacteaza, prin multiple terminatii, o singura celula Purkinje, realizand sinapse de tip excitator cu spinii dendritici scurti si colturosi specifici prelungirilor dendritice proximale. Fibrele agatatoare prezinta, de-a lungul lor, o serie de nodozitati, iar modalitatea de dispunere pe prelungirile dendritice ale celulelor Purkinje este comparata cu o iedera.

Fibrele musciforme, groase si ondulate, cu origine in maduva spinarii si trunchiul cerebral, patrund in substanta alba a cerebelului dupa care se ramifica divergent, pentru a intra in mai multi lobuli si, respectiv, in mai multe lame cerebeloase. Ele ajung la nivelul stratului granular, unde formeaza terminatii sinaptice particulare, "in strugure" sau "in rozeta", in cadrul glomerulilor cerebelosi (glomeruli Held).

Glomerulii cerebelosi reprezinta contacte sinaptice complexe, sferice sau ovalare, cu un diametru de aproximativ 10 μm. Terminatia fibrei musciforme este pozitionata central, in jurul ei existand numeroase prelungiri dendritice (mai mult de 20) ale celulelor granulare, terminatii axonale si, uneri, prelungiri dendritice ale celulelor Golgi. In glomerul se stabilesc sinapse excitatorii, axodendritice, intre fibra musciforma si dendritele celulelor granulare sau ale celulelor Golgi, si sinapse inhibitorii intre axonii celulelor Golgi si dendritele celulelor granulare. Prin sinapsele dintre fibrele musciforme si celulele granulare, ai caror axoni formeaza fibrele paralele care sinapseaza cu celulele Purkinje, se poate considera ca fibrele musciforme conecteaza celulele Purkinje.

Organizarea straturilor

Stratul molecular extern, cu o grosime de
300-400 μm, prezinta un numar redus de neuroni de asociatie multipolari, cunoscute si sub denumirea de celule Cajal, celule stelate si celule "in cosulet". Densitatea celulara este redusa, in schimb fibrele nervoase amielinizate sunt extrem de abundente. Ele sunt reprezentate de prelungirile dendritice si axonale ale celulelor proprii, prelungirile dendritice ale celulelor Purkinje, care formeaza arborizatii extinse, fibrele paralele (prelungirile axonale ale celulelor granulare), arborizatiile dendritice ale celulelor Golgi, fibrele agatatoare si ramuri radiare ale celulelor gliale epiteliale Bergmann.

Stratul Purkinje este constituit dintr-un singur rand de celule Purkinje, de dimensiuni mari, piriforme, caracteristici cerebelului.

Adiacent, mai exista celule epiteliale gliale Bergmann. Acest strat nu este absolut rectiliniu, celulele granulare si, uneori, celulele Golgi subjacente putand penetra printre celulele Purkinje.

Prelungirile dendritice ale celulelor Purkinje se orienteaza spre stratul molecular unde sinapseaza cu axonii celulelor din stratul molecular extern, dar si cu cei care ajung aici, din stratul granular intern.

Prelungirile axonale, mielinizate, se orienteaza spre profunzimea cerebelului: ele strabat stratul granular intern, sinapsand in nucleii centrali cerebelosi continuti in substanta alba.

Colaterale ale axonilor celulelor Purkinje nu parasesc scoarta cerebeloasa si stabilesc sinapse inhibitorii cu unii neuroni ai stratului granular. Astfel, o singura celula Purkinje integreaza un numar extrem de mare (de ordinul sutelor de mii) de semnale excitatorii si inhibitorii, pe care le prelucreaza in impulsuri nervoase.

Celulele Purkinje reprezinta singurii neuroni cerebelosi care au capacitatea de a transmite impulsul nervos spre exterior; acest semnal este intotdeauna inhibitor.

Stratul granular intern are, in raport cu localizarea, o grosime care variaza intre 100-500 μm. Este alcatuit din neuroni de dimensiuni mici (celule granulare), densitatea celulara fiind extrem de crescuta. Conform datelor din literatura de specialitate, exista 2-7.000.000 celule granulare/mm³, raportul celule Purkinje/celule granulare fiind 1/3.000.

Sunt prezenti, de asemenea, in partea superficiala a stratului, neuroni de asociatie tip Golgi, precum si celule monodendritice sau
"in perie".

Fibrele nervoase prezente aici sunt reprezentate de prelungirile axonale (cu traiect spre stratul molecular) si dendritice ale celulelor granulare, prelungirile dendritice si axonale ale celulelor Golgi, terminatiile axonale ramificate ale fibrelor musciforme, fibrele agatatoare (in traiectul lor ascendent spre stratul molecular), prelungirile axonale ale celulelor Purkinje.

La acest nivel exista glomerulii cerebelosi, raportul dintre ei si celulele granulare fiind 1/5.

SUBSTANTA ALBA

Este alcatuita din fascicule de fibre aferente si eferente (fibre lungi, de proiectie) si din fibre de asociatie (fibre scurte intracerebeloase).

Fibrele aferente sunt reprezentate de fasciculele vestibulo-cerebeloase, spino-cerebelos dorsal Flechsig si ventral Gowers. Cu exceptia fasciculului spino-cerebelos ventral Gowers, care ajunge la cerebel prin pedunculul cerebelos superior, celelalte sunt situate in pedunculul cerebelos inferior. Ele se termina prin fibre musciforme si agatatoare care fac sinapsa cu celulele granulare, celulele Purkinje si alti neuroni ai cortexului cerebelos (la nivelul vermisului superior).

Fibrele eferente sunt reprezentate de axonii neuronilor Purkinje, care intra in alcatuirea tracturilor descendente cerebro-vestibulare, si de axonii neuronilor din nucleii cerebelosi, care intra in alcatuirea tracturilor cu directie spre nucleii vestibulari, formatia reticulata si neuronii motori medulari.

NUCLEII CEREBELOSI

Populatia predominanta este reprezentata de neuroni multipolari de dimensiuni diferite, care au prelungiri dendritice lungi si o prelungire axonala, de asemenea lunga, cu traiect in afara cerebelului. Uneori, colaterale axonale pot patrunde in cortexul cerebelos, sub forma de fibre musciforme. Mai exista neuroni mici,
GABA-ergici, si neuroni de asociatie glicinergici.

Conform literaturii de specialitate, nu este sigur ca aici sunt prezenti si neuroni de asociatie de tip Golgi II. Informatia ajunge la nivelul acestor neuroni prin intermediul axonilor celulelor Purkinje, ale caror terminatii realizeaza sinapse axo-somatice sau axo-dendritice de tip inhibitor. De asemenea, colaterale ale fibrelor agatatoare si musciforme pot stabili sinapse excitatorii cu prelungirile dendritice ale neuronilor din populatia predominanta.

DIENCEFALUL

Diencefalul este alcatuit din talamus, subtalamus, epitalamus, hipotalamus.

TALAMUSUL

Anatomic, talamusul este constituit din nuclei de substanta cenusie situati la baza emisferelor cerebrale, pe fata mediala a fiecareia dintre ele, formand partea superioara a peretilor laterali ai ventriculului al treilea. Desi macroscopic nucleii talamici au aspect similar, prin structura microscopica ei reprezinta entitati autonome, intre care exista conexiuni responsabile de asigurarea integritatii cailor ascendente senzitivo-senzoriale.

Din punct de vedere histologic, se diferentiaza, in afara zonelor de substanta cenusie corespondente nucleilor, si zone de substanta alba: stratul zonal, lama medulara externa si lama medulara interna. Stratul zonal reprezinta o zona subtire de substanta alba care acopera fetele ventriculare libere (superioara, mediala si posterioara). Lama medulara externa tapeteaza fata laterala a talamusului, separandu-l de capsula interna. In partea sa anterioara este intarita de pedunculul anterior al talamusului si de taenia semicircularis; in partea sa postero-inferioara exista o ingrosare, numita campul triunghiular Wernicke, rezultat din incrucisarea fibrelor talamo-occipitale, temporo-talamice si cortico-protuberantiale posterioare. Lama medulara interna, mai putin bine individualizata decat cea externa, este localizata in profunzimea talamusului, in cele doua treimi anterioare; ea se ridica oblic de la fata inferioara spre fata superioara si se ramifica spre extremitatea anterioara in doua brate, numite si lame medulare anterioare.

Dispozitia lamei medulare interne si bifurcatiile sale compartimenteaza zone de substanta cenusie care reprezinta nucleii talamusului. Astfel, exista
4 grupe mari de nuclei: grupul anterior (intre cele doua lame medulare anterioare), grupul medial si grupul lateral (de o parte si de alta al liniei medulare interne) si grupul posterior (in spatele zonei de origine a lamei medulare interne). Grupul anterior este format din nucleii anterior ventral, anterior medial si anterior dorsal. Grupul medial contine un singur nucleu, mediodorsal. Grupul lateral este constituit din doua subgrupuri nucleare: lateral si ventral. Grupul posterior a fost initial reprezentat numai de nucleul pulvinar, pentru ca ulterior sa i se adauge corpii geniculati lateral si medial, precum si complexul talamic posterior.

In afara nucleilor de substanta cenusie trebuie mentionate si zonele de substanta reticulata: nucleii liniei mediane, nucleii intralaminari si nucleii reticulati laterali (zona grilajata Arnold).

Functional, nucleii talamici se clasifica in: nuclei cu functii motorii, nuclei de releu ai cailor senzitivo-senzoriale, nuclei cu conexiuni limbice, nuclei de asociatie si nuclei conectati cu formatia reticulata a trunchiului cerebral.

Histologic, nucleii talamici sunt formati din neuroni Golgi I si II, nevroglii si fibre nervoase care confera un aspect radiar.

Populatia neuronala prezinta o mare diversitate in ceea ce priveste dimensiunile celulare si forma. De exemplu, neuronii Golgi I, multipolari, sunt mari sau medii, au un contur poligonal, cu corpi Nissl bine dezvoltati si aparat neurofibrilar evident; prelungirile dendritice sunt abundente si ramificate, iar cele axonale sunt lungi si fara colaterale.

In interiorul nucleilor, corpurile celulare neuronale au fie o dispozitie mai aglomerata, fie mai dispersata, in raport cu gradul intrepatrunderii cu fibrele nervoase aferente si eferente.

Grupul anterior este format din neuroni de talie mijlocie.

Grupul lateral contine neuronii cu cele mai mari dimensiuni (in special in segmentele posterior, inferior si extern) diseminati printre neuroni de marime mijlocie si mica.

Neuronii mari (60 μm) amintesc, ca dimensiuni, de neuronii de tip motor; citoplasma contine, chiar la adultul tanar, un pigment galben. Aceste celule mari formeaza insule printre neuronii mici, dispusi in serii sau coloane, ca urmare a separarii prin fibre nervoase dispuse radiar sau neregulat.

Grupul medial prezinta neuroni de dimensiuni mai mici si mai putin cromofili, comparativ cu grupul lateral. In acest grup, in partea mediala juxtaventriculara exista un tip celular diferit, mare, hipercromofil, constituind o lama de substanta cenusie numita formatiunea compacta hipercromica. Dupa unii autori, aceste celule sunt in continuitate cu cele din substanta cenusie juxtaependimara infundibulo-tuberiana a hipotalamusului.

In nucleul pulvinar, neuronii de dimensiuni mari sunt dispusi, in partea laterala, sub forma de coloane, datorita separarii prin fascicule de fibre nervoase; dimensiunile acestor neuroni scad de la exteriorul nucleului spre interiorul sau.

In nucleii liniei mediane neuronii sunt mici, de forma triunghiulara si au citoplasma palida.

Axonii lungi ai neuronilor talamici au fie orientare ascendenta (spre cortexul cerebral, prin fasciculele talamo-corticale, sau spre nucleii striati, prin fasciculele talamo-striate), fie descendenta (spre trunchiul cerebral, sub forma fasciculului talamo-olivar). Axonii scurti stabilesc conexiuni interneuronale, strict in substanta cenusie.

Toti nucleii talamici, cu exceptia nucleului reticulat lateral, trimit fibre eferente spre scoarta si primesc fibre aferente de la aceasta. Proiectia corticala se realizeaza prin doua modele majore:
(i) specific, dens si concentrat si (ii) nonspecific, usor si difuz; conform literaturii de specialitate, exista ipoteza ca toate ariile corticale primesc impulsuri prin ambele modele. Nucleul reticulat lateral este conectat cu scoarta prin fibre aferente.

Referitor la conexiunile internucleare directe, datele din literatura sunt contradictorii, unii autori mentionand ca ele exista numai de la nivelul nucleului reticulat lateral, altii sustinand existenta acestora numai la nivelul nucleilor intralaminari.

SUBTALAMUSUL

Anatomic, subtalamusul este localizat ventral fata de talamus, medial fata de capsula interna, lateral si posterior fata de regiunea infundibulo-tuberiana a hipotalamusului.

Histologic, este format din substanta cenusie organizata sub forma de nuclei (nucleul Luys, zona incerta si nucleii campului lui Forel) si substanta alba organizata sub forma de fascicule (ansa lenticulara, fasciculul lenticular, fasciculul talamic, fasciculul subtalamic, fibrele comisurale).

Nucleul Luys

Nucleul Luys se caracterizeaza printr-un numar foarte mare de celule neuronale multipolare cu forme variate (alungite, poligonale, stelate, piriforme), neregulat distribuite, alaturi de celulele nevroglice de tip fibros.

Neuronii au dimensiuni medii, dar cei situati ventral si lateral sunt usor mai mari comparativ cu cei situati dorsal si medial. Prelungirile dendritice sunt numeroase. Citoplasma contine corpi Nissl bine reprezentati, neurofibrile evidente, iar la adult acumuleaza un pigment lipocrom. Prin coloratii specifice, a fost identificat un bogat continut intracitoplasmatic de fier.

Astfel, celulele au similitudini cu cele localizate in locus niger, globus pallidus si cornul lui Amon, existand, si pentru nucleul Luys, posibilitatea implicarii in procesul de degenerescenta pigmentara.

Nucleul Luys este inconjurat de o capsula mielinica, formata anterior si superior din fasciculul lenticular, iar spre exterior din fibre strio-luysiene si strio-pallido-nigrice.

De asemenea, fibre nervoase grupate in fascicule patrund si in interiorul nucleului, delimitand compartimente pentru neuroni. Aceste fascicule reprezinta suportul anatomic al conexiunilor dintre nucleul Luys, nucleul lenticular si globus pallidus, reprezentand sistemul aferent (fibre cortico-luysiene si fibre strio-luysiene), la care se adauga sistemul eferent, format din fibrele luyso-palidale si fibrele comisurale.

Exista, de asemenea, si conexiuni intre subtalamus si talamus.

Zona incerta

Zona incerta reprezinta o lama de substanta cenusie situata intre doua zone de substanta alba: fasciculul talamic si fasciculul lenticular.

Histologic, apare ca o agregare de neuroni de dimensiuni medii si mici, de forma poligonala sau triunghiulara, de tip lipofil.

Imunohistochimic, acesti neuroni dau reactii pozitive pentru acetilcolin-esteraza, decarboxilaza acidului glutamic si somatostatina.

Nucleii campului Forel

Se gasesc adiacent peretelui ventriculului al treilea, in regiunea subtalamica anterioara numita campul Forel. Unul dintre ei este dispus central si bine reprezentat, restul sunt mici grupuri celulare dispuse inferior, fie medial, catre comisura subtalamica posterioara, fie lateral, catre corpul Luys si zona incerta. Din punct de vedere histologic, celulele neuronale sunt hipercromatice si au caracteristici morfologice comune cu cele prezente in nucleii vegetativi apropiati.

HIPOTALAMUSUL

Anatomic, este situat in zona mijlocie a bazei creierului, posterior chiasmei optice si tracturilor optice, intre pedunculii cerebrali, constituind planseul ventriculului al treilea. Din punct de vedere fiziologic, include sistemele integrative ale organismului, fiind implicat in mentinerea si reglarea functiilor organelor interne, echilibrului hidroelectrolitic, metabolismelor, echilibrului termic, raspunsului imun, ingestiei de alimente, reproducerii, precum si a expresiilor emotionale.

In sens anteroposterior, hipotalamusul este divizat in trei regiuni: anterioara (preoptica si supraoptica), mijlocie (tuberala) si posterioara (mamilara). Fiecare dintre cele aceste regiuni prezinta, la randul sau, in directie medio-laterala, alte trei zone: periventriculara, mediala si laterala.

Histologic, hipotalamusul este format din substanta cenusie si substanta alba.

Substanta cenusie

Substanta cenusie este reprezentata de un ansamblu difuz de celule neuronale mici, printre care se disting numeroase grupe de celule mari, intens cromatofile, formand nuclei mai mult sau mai putin individualizati. Acesti nuclei, dispusi
(ca urmare a unui fenomen de neurobiotaxie) in jurul fasciculelor de fibre nervoase care traverseaza hipotalamusul, corespund celor trei regiuni definite in sens anteroposterior. Se individualizeaza astfel: nucleii regiunii anterioare (periventricular, medial, lateral, paraventricular, supraoptic, hipotalamic anterior, suprachiasmatic), nucleii regiunii mijlocii (ventromedial, dorsomedial, arcuat, hipotalamic posterior) si nucleii regiunii posterioare (mamilar lateral, mamilar intercalat, mamilar medial). In plus, exista si nucleii laterali, in zona laterala a hipotalamusului.

Nucleii regiunii anterioare

La nivelul regiunii anterioare, in aria preoptica, adiacent peretelui ventriculului al treilea (zona periventriculara) se gaseste organum vasculosum al laminei terminale, format din neuroni de dimensiuni medii, cu citoplasma mediu colorata, asociati cu o bogata vascularizatie. Nucleii medial, lateral si periventricular contin neuroni cu aspect similar cu acesta. Neuronii din nucleul periventricular sintetizeaza si elibereaza factori de stimulare a productiei de hormoni adenohipofizari: GHRH, TRH. Nucleul suprachiasmatic este format dintr-o condensare de neuroni mici, mediu colorati, de forma alungita la sexul feminin si sferica la sexul masculin; mai putin evidentiabil la om decat la alte mamifere, este dificil de recunoscut. Nucleul paraventricular contine neuroni mari, intens colorati si neuroni mici, mediu colorati. Neuronii mari (magnocelulari) sunt localizati, in special, in patrimea ventrolaterala a nucleului, unde realizeaza o arie densa; ei sunt de tip neurosecretor, eliberand oxitocina si vasopresina prin prelungirile lor axonale (tractul hipotalamo-hipofizar), spre hipofiza posterioara. Neuronii mici (parvocelulari) sunt situati in zona mediala a nucleului.

Nucleul supraoptic, situat dorsolateral de tractul optic, este caracterizat prin prezenta de neuroni mari (magnocelulari), intens colorati, fara asociere de neuroni mici. In afara acestei aglomerari neuronale bine definite, pot exista si neuroni supraoptici suplimentari, cu dimensiuni reduse, localizati ventromedial fata de tractul optic. Nucleul supraoptic si nucleul paraventricular devin adiacenti rostral, fapt ce demonstreaza originea lor comuna. Legatura dintre ei este realizata prin neuroni secretori accesori, care insotesc vasele de sange, avand un posibil rol in mentinerea si reglarea homeostaziei.

Adiacent de nucleul supraoptic, a fost descrisa o alta grupare de neuroni intens colorati, care se diferentiaza de neuronii secretori accesori si care constituie nucleul intermediar. Neuronii sai nu sunt atat de mari ca cei cu proprietati neurosecretoare, si au aspect diferit. Desi citoplasma lor este fin granulara, nu se coloreaza cu aldehid-fuxina pentru lipofuxina si nu dau reactie pozitiva imunohistochimic pentru hormonii hipofizari posteriori. La acest nivel a fost identificat ARNm pentru galanina, fapt ce sustine implicarea acestui nucleu in reglarea somnului.

Un alt nucleu hipotalamic este reprezentat de aria preoptica mediala, diferita la sexul masculin fata de cel feminin (de doua ori mai multi neuroni la barbat, comparativ cu femeia).

Acest nucleu pare a fi identic cu nucleul intermediar si nucleii interstitiali 1, 2, 3 si 4 ai hipotalamusului anterior.

Nucleii regiunii mijlocii

Nucleul arcuat se caracterizeaza prin prezenta de neuroni numerosi, cu forma arcuata. Acesti neuroni contin fie neuropeptidul Y si neurotensina, prelungirile axonale proiectandu-se in nucleul periventricular, fie dopamina (neuroni dopaminergici din grupul A₁₂), prelungirile axonale terminandu-se in eminenta mediana si infundibul. De asemenea, sunt responsabili si de producerea de GHRH.

Nucleul ventromedial apare ca o condensare densa de celule neuronale, care sintetizeaza factori de stimulare pentru hormoni adenohipofizari: CRH si TRH.

Nucleul dorsomedial, mai putin bine diferentiat la om, poate fi totusi identificat prin delimitarea fata de structurile adiacente si prin reactia pozitiva la colinesteraza.

El este format din neuroni de dimensiuni medii, colorati mediu, organizati in maniera laxa, care includ o zona densa de neuroni mici, intens colorati, numita partea compacta a nucleului.
La acest nivel se sintetizeaza TRH.

Nucleii regiunii posterioare

Nucleii mamilari medial si lateral contin neuroni similari, multipolari, de dimensiuni medii, mai intens colorati in nucleul mamilar lateral, comparativ cu cel medial.

Nucleul mamilar intercalat este format dintr-o populatie neuronala difuza, de dimensiuni mari, cu citoplasma intens colorata. El se numeste si nucleu magnocelular caudal, datorita asemanarii neuronilor de la acest nivel cu cei din nucleul supraoptic.

Exista insa diferente imunohistochimice, pentru neurotransmitatori si enzimele lor - histamina, GABA, galanina.

Acest nucleu stabileste conexiuni largi, care sunt reminiscente ale altor grupuri celulare de tip monoaminic.

Nucleul hipotalamic posterior este invadat pe marginile sale laterale de neuroni mari, intens colorati, care se extind din nucleii hipotalamici laterali si din nucleii campului lui Forel.

Acesti neuroni apartin populatiei celulare neuronale care contine hormoni de tip orexina si melanina.

Nucleii regiunii laterale

Nucleii laterali sunt localizati de-a lungul planseului hipotalamusului lateral caudal, fiind uneori vizibili ca niste mici proeminente pe suprafata creierului. Ei sunt formati din cateva aglomerari de neuroni mici, mediu colorati, inglobati intr-o matrice de aspect gelatinos si incapsulati de fibre nervoase. Imunohistochimic, dau reactie pozitiva pentru o varietate de markeri: factorul de eliberare pentru corticotropina, somatostatina, receptori colinergici muscarinici.
In afara neuronilor mici sunt prezenti si neuroni mari, intens colorati, cu citoplasma redusa. Acestia din urma sunt diseminati printre neuronii mici sau se extind spre marginile laterale ale nucleilor mediali. Celule similare se pot gasi si caudal, in partea posterioara a regiunii hipotalamice laterale, sau se amesteca imperceptibil cu nucleul mamilar intercalat si cu nucleii campurilor lui Forel.

Substanta alba

Substanta alba este formata din fibre mielinizate (mai putine) si amielinizate (mai numeroase), grupate in fascicule cu originea in diferitele grupuri nucleare hipotalamice.

In ultimii ani, studiul traiectelor acestor fascicule a fost completat prin introducerea metodelor moderne, imunohistochimice.

EPITALAMUSUL

Epitalamusul este constituit din glanda epifiza, trigonul habenular, stria medullaris si comisura alba posterioara.

Epifiza este o glanda endocrina a carei structura histologica reflecta relatiile sale extrem de stranse, anatomice si functionale, cu sistemul nervos central. Capsula periferica, de origine piala, trimite in interior septuri fine, prin intermediul carora patrund elementele vasculare arteriale care se vor capilariza. Parenchimul este format din doua tipuri celulare: pinealocite si celule gliale, alaturi de numeroase fibre nervoase amielinizate sau, mai rar, mielinizate; uneori, pot fi prezenti cativa neuroni dispersati (fig. IV.8, fig. IV.9).

Pinealocitele sunt celule rotunde sau ovalare, cu prelungiri citoplasmatice orientate spre capilarele sanguine.

Microscopia electronica releva prezenta unui REN abundent, RER slab dezvoltat, alaturi de elemente de citoschelet: microtubuli si microfilamente. Terminatiile prelungirilor citoplasmatice contin vezicule cu miez dens si vezicule clare. De asemenea, pe membrana corpului celular exista indentatii delimitate de vezicule clare, cu aspect asemanator panglicilor sinaptice din unele celule senzoriale vizuale, fapt explicabil filogenetic, in sensul ca epifiza are originea intr-un organ vizual rudimentar existent la unele vertebrate inferioare (de unde si denumirea de ochiul pineal).

Celulele gliale, numite si celule interstitiale, au caracteristici comune cu astrocitele fibroase.

Ele prezinta nucleu intens colorat, compact si o citoplasma bogata in gliofilamente. Celulele emit numeroase prelungiri, care se dispun pe capilarele sanguine de tip continuu, tapetand fata externa a membranei bazale.

Organ neuro-hormonal, epifiza sintetizeaza serotonina si melatonina, precum si unele peptide (arginin-vasotocina).

Sinteza urmeaza un ritm circadian, serotonina elaborata in timpul zilei fiind transformata noaptea, prin interventia unei enzime de metilare (hidroxi-indol-O-metil-transferaza), in melatonina.

Trigonul habenular este format din substanta cenusie organizata in doi nuclei, unul medial, mai mic, si altul lateral, voluminos.

In nucleul medial neuronii apar ca o masa dens impachetata, intens colorata; in nucleul lateral dispozitia lor este mai dispersata, iar culoarea mai palida.

Stria medullaris este o banda de substanta alba formata din fibre nervoase cu origine in nucleii ariei septale si unii nuclei talamici. Imunohistochimic, s-a demonstrat ca aceste fibre contin o varietate larga de neuromediatori: acetilcolina, noradrenalina, serotonina, GABA, factorul de eliberare pentru hormonul luteinizant, somatostatina, vasopresina, oxitocina.

Comisura alba posterioara este o structura complexa, formata din substanta cenusie reprezentata de mai multe grupe nucleare, separate de fibre de substanta alba cu dispozitie transversala.

EMISFERELE CEREBRALE

Histoarhitectonic, substanta cenusie este localizata la periferie (cortex cerebral/scoarta cerebrala), iar substanta alba - la interior. Exista si insule de substanta cenusie dispuse in profunzime, in plina substanta alba - aceste agregari neuronale sunt numite nuclei (ganglioni) bazali sau corpi striati.

CORTEXUL CEREBRAL

Cortexul cerebral (scoarta cerebrala) are o suprafata externa extrem de neregulata, avand un aspect plicaturat. Aceasta plicaturare rezulta din alternanta de proeminente numite girusuri si depresiuni numite sulcusuri, si are rolul de a mari suprafata totala (aproximativ 200.000 cm²).

Cortexul cerebral reprezinta originea cailor descendente care coordoneaza motilitatea voluntara, etapa finala (de proiectie) a cailor ascendente specifice si nespecifice, precum si sediul unor procese complexe, cunoscute sub denumirea de activitate nervoasa superioara.

In microscopia optica, cortexul cerebral are aspectul unei texturi in care sunt prezente celule neuronale, fibre, nevroglii si vase sanguine.

Celulele nervoase, sustinute de neuropil, sunt dispuse in 6 straturi succesive (denumite si lamine), dispuse paralel cu suprafata, avand o grosime totala de 1,5-4 cm; grosimea individuala a straturilor difera in raport cu localizarea in anumite zone si, implicit, cu functiile indeplinite de acestea.

Fiecare strat are o histoarhitectonica specifica, ce permite identificarea lor morfologica, cu toate ca, in esenta, celulele din straturi se intrepatrund.

Cele 6 straturi, de la exterior spre interior, sunt: stratul molecular, stratul granular extern, stratul piramidal extern, stratul granular intern, stratul piramidal intern, stratul multiform (fig. IV.10).

Celulele cortexului cerebral

Histologic, literatura de specialitate descrie
trei tipuri principale de neuroni: celulele piramidale, celulele nepiramidale (stelate) spinoase si celulele nepiramidale nespinoase.

Fiecare tip principal prezinta, la randul sau, prin variatii de dimensiuni, forma si dispozitia prelungirilor, alte subtipuri. Functional, celulele piramidale sunt neuroni de tip motor, cu rol excitator, iar celulele nepiramidale - neuroni de asociatie, cel mai frecvent cu rol inhibitor. In conformitate cu datele recente, bazate pe studii de biologie moleculara neuronala, neuronii cortexului cerebral pot fi caracterizati si clasificati si in raport de moleculele specifice prezente in corpul celular sau in prelungirile dendritice si axonale. In cadrul moleculelor cele mai investigate se situeaza neurotransmitatorii sau substantele in relatie cu acestia (receptori, enzime), precum si proteinele legate de calciu (de exemplu, calbindina).

Celulele piramidale

Celulele piramidale, specifice pentru straturile piramidal extern si intern (fig. IV.11,
fig. IV.12), au forma triunghiulara sau "in sticla". Dimensiunile lor variaza intre 10-80 μm diametru, existand celule mici (5-10 μm diametru), medii (20-25 μm diametru), mari (30-35 μm diametru), dar si celule gigante (neuronii Betz, al caror diametru poate ajunge la 100 μm).

Citoplasma lor contine numerosi corpi Nissl, neurofibrile evidente si, in conul de emergenta al axonului, pigment lipocrom. Ele prezinta o prelungire dendritica apicala unica si numeroase prelungiri dendritice bazale.

Prelungirea dendritica apicala, groasa, are traiect ascendent, ramificandu-se pe masura ce se indreapta spre stratul situat cel mai superficial (stratul molecular), unde realizeaza multiple terminatii.

Prelungirile dendritice bazale, bogat ramificate, sunt orientate aproape orizontal sau in unghi superficial si patrund in substanta alba pe distante variabile. Ramificatiile dendritice prezinta structuri speciale numite "spini dendritici", considerate a fi expresia sinapselor (vezi sectiunea 1.2); spinii sunt din ce in ce mai numerosi pe masura distantarii de corpul celular, iar numarul lor total este apreciat a fi de ordinul miliardelor.

Prelungirea axonala unica, subtire si uniforma, se desprinde din zona centrala a suprafetei bazale sau, uneori, dintr-o prelungire dendritica orizontala. Axonii strabat substanta cenusie, dand

colaterale orizontale sau in diagonala, care se articuleaza cu dendritele proprii sau cu cele adiacente. Axonii parasesc substanta cenusie patrunzand in substanta alba. In functie de destinatia lor, se deosebesc doua grupe: unii care, dupa un traiect mai mult sau mai putin lung in substanta alba, se reintorc si se termina in scoarta cerebrala, formand fibrele de asociatie (in aceeasi hemisfera) sau fibrele comisurale (in hemisfera controlaterala) si altii care se termina in nucleii bazali, in talamus sau in maduva spinarii, formand fibrele de proiectie (motiv pentru care celulele piramidale sunt considerate neuroni de proiectie).

Uneori, celulele piramidale pot prezenta o orientare modificata, care se abate, in grade diferite, de la planul perpendicular. In cadrul acestora sunt descrise chiar celule piramidale inversate, intoarse cu 180s, astfel incat prelungirea dendritica apicala devine descendenta si se indreapta spre straturile profunde; prelungirea axonala mentine insa, intotdeauna, traiectul extracortical.

Exista si un grup de celule piramidale modificate, denumite si celule piramidale atipice, care nu indeplinesc criteriile de definire standard, dar pastreaza elemente comune cu tipul principal: o prelungire dendritica ascendenta, numerosi spini dendritici, orientarea prelungirii axonale spre substanta alba (unde se ramifica in "T"). Aceste celule sunt intalnite in literatura de specialitate sub diferite denumiri:

celule granulare externe - situate in stratul granular extern, au dimensiuni mici;

celule piramidale stelate - fara prelungire dendritica apicala evidenta;

celule fuziforme - situate in straturile piramidal intern si multiform, sunt celule piramidale cu corpul celular fuziform si cu mai putini spini dendritici;

celule piramidale triunghiulare - cu aspect bipolar, datorat asimetriei prelungirilor dendritice bazale;

celule piramidale scurte profunde - situate in stratul multiform, prelungirea dendritica apicala neajungand in stratul molecular.

Celulele piramidale utilizeaza ca neurotransmitatori aminoacizi excitatori, de tipul glutamatului si aspartatului; se discuta despre o posibila diferentiere a acestora, in raport de prezenta fie a glutamat-, fie a aspartat-aminotransferazei. De asemenea, se pune problema unei subclasificari a celulelor piramidale in functie de receptorii specifici de suprafata.

Celulele nepiramidale stelate spinoase

Celulele nepiramidale stelate spinoase (denumite si celule granulare) reprezinta cel mai numeros tip celular al scoartei cerebrale, fiind localizate predominant in stratul granular intern. Sunt neuroni multipolari, mici (6-10 μm), cu numeroase prelungiri dendritice primare orientate in directii diferite, extrem de bogat ramificate din imediata vecinatate a corpului celular, cu numerosi spini dendritici. Prelungirile axonale au un traiect ascendent sau descendent (spre stratul piramidal intern si stratul multiform), se ramifica predominant in plan vertical si nu parasesc substanta cenusie. Un tip particular de celula nepiramidala stelata spinoasa, localizat in stratul multiform, este reprezentat de celula Martinotti.

Celulele Martinotti au un corp celular ovalar sau fuziform, prelungirile dendritice putin dezvoltate, iar prelungirea axonala urmeaza un traiect ascendent, divizandu-se in doua-trei ramuri groase care se termina prin arborizatii extinse in stratul molecular sau, uneori, in stratul piramidal extern.

Celulele nepiramidale spinoase folosesc drept neurotransmitator principal tot glutamatul, alte molecule nefiind luate in considerare in vederea unei subclasificari.

Celulele nepiramidale nespinoase

Celulele nepiramidale stelate nespinoase sau prezentand foarte putini spini, desi sunt in numar redus, formeaza un grup heterogen prin diversitatea de forma: "in cosulet", "in candelabru", "in buchet dublu", neurogliaforme, bipolare sau fuziforme, cu dispozitie orizontala. Prelungirile lor axonale sunt retinute in substanta cenusie (sunt neuroni de asociatie) si se pot ramifica orizontal, vertical sau radiar, rezultand astfel alte trei subtipuri: cu axoni dispusi predominant orizontal, cu axoni orientati perpendicular pe suprafata piala si cu axoni ramificati radiar.

Subtipul care prezinta axonii dispusi orizontal include celule cu dispozitie orizontala si celule "in cosulet".

Celulele cu dispozitie orizontala (celule Cajal), mici, sunt localizate predominant in partea superficiala a stratului granular extern si, in numar mai mic, in partea profunda a stratului molecular. Prelungirile dendritice, de dimensiuni variabile, sunt orientate in plan orizontal, in directii opuse. Prelungirile axonale au frecvent originea intr-una din prelungirile dendritice; ele se impart in doua ramuri lungi, care au, de asemenea, orientare orizontala, fiind mentinute in interiorul straturilor molecular sau granular extern.

Celulele "in cosulet", localizate in straturile granular extern, piramidal extern si piramidal intern, au axonul scurt, initial vertical, din care se desprind la distanta mica de conul de emergenta numeroase colaterale orizontale care se termina prin ramificatii mari, realizand sinapse fie cu corpul celular, fie cu dendritele proximale ale celulelor piramidale.

Subtipul care prezinta axonii orientati perpendicular pe suprafata piala include celulele "in candelabru", celulele "in buchet dublu" si celulele bipolare/fuziforme.

Celulele "in candelabru" au corpul celular ovoid sau fuziform si sunt localizate in straturile granular extern, piramidal extern si granular intern. Prelungirile dendritice au originea la polul celular superior sau inferior, iar axonii au orientare diferita in raport cu localizarea. Astfel, celulele din stratul granular extern si din partea superficiala a stratului piramidal extern au axoni descendenti, celulele din partea profunda a stratului piramidal extern si din stratul granular intern au axoni ascendenti, iar celulele din partea medie a stratului piramidal extern (neuroni de asociatie) au axoni ascendenti si descendenti. Prelungirile axonale au o morfologie arborizata, caracteristica: ele se ramifica in vecinatatea corpurilor celulare corespondente si formeaza la capatul terminal o serie de umflaturi orientate vertical, in siruri, comparabile cu lumanarile dintr-un candelabru. Aceste terminatii in siruri verticale sunt dispuse pe langa hilurile axonale ale celulelor piramidale, realizand sinapse la acest nivel.

Celulele "in buchet dublu", ovale sau fuziforme, se gasesc in straturile granular extern si piramidal extern. Majoritatea celulelor prezinta doua-trei prelungiri dendritice principale; fiecare dintre acestea se ramifica, formand doua tufe dendritice, una superficiala si una profunda. Prelungirea axonala unica se imparte rapid intr-o ramura ascendenta si una descendenta, cu orientare orizontala, care dau multiple colaterale. Arborele axonal este restrans la un cilindru extins perpendicular, dar limitat orizontal, cu sectiune de aproximativ 50-80 μm. Prelungirile axonale ajung in stratul granular extern si, respectiv, piramidal intern.

Celulele bipolare au forma ovoida si prezinta doua prelungiri dendritice principale, una ascendenta (din polul celular superior) si una descendenta (din polul celular inferior), din care rezulta putine ramificatii, orientate, de asemenea, vertical. Se formeaza astfel o arborizatie dendritica ingusta, rareori cu sectiune peste 100 μm, care se poate extinde pe o suprafata importanta in scoarta cerebrala. Prelungirea axonala are originea intr-una din cele doua dendrite principale si se ramifica imediat, rezultand o arborizatie axonala dispusa paralel cu ramificatiile dendritice, in plan vertical, si limitata orizontal.

Subtipul care prezinta axonii ramificati radiar este reprezentat de celula neurogliaforma sau "in panza de paianjen".

Aceste celule sferice mici (10-12 μm diametru) sunt localizate in special in straturile granular extern si granular intern. Prelungirile dendritice, in numar de 7-10 pentru fiecare corp celular, sunt scurte, subtiri si au o dispozitie radiara; unele dintre ele se mai pot ramifica o data sau de doua ori, astfel incat rezulta un camp dendritic de forma sferica, cu un diametru de 100-150 μm. Prelungirea axonala are originea fie in corpul celular, fie in dendrita proximala, dupa care se ramifica intens, in vecinatatea ramificatiilor dendritice si oarecum dincolo de acestea, formand o arborizatie tot de forma sferica, cu un diametru de 350 μm.

In afara celulelor descrise anterior mai exista si alte variante de celule nepiramidale cu spini dendritici redusi sau absenti, fara insa a realiza un subtip aparte.

Celulele nepiramidale nespinoase sau cu spini rari au ca neurotransmitator GABA.
In cadrul acestui tip morfologic, cele mai multe celule asociaza si prezenta de neuropeptide (peptidul Y, VIP, colecistokinina, somatostatina, substanta P), astfel incat specialistii considera ca neuronii corticali continand peptide sunt neuroni
GABA-ergici. Pentru celulele bipolare, in afara GABA si a VIP, a fost decelata si acetilcolina.
In plus, diferite proteine legate de calciu au fost identificate in special in neuronii GABA-ergici, fapt ce ar putea conduce la o noua subclasificare a acestora.

La nivelul scoartei cerebrale sunt prezente toate tipurile de celulele nevroglice: astrocite fibroase si protoplasmatice, oligodendrocite si microglii.

Organizarea straturilor

Prezentarea individuala a tipurilor celulare existente la nivelul scoartei cerebrale trebuie obligatoriu completata cu imaginea de ansamblu rezultata din aranjamentul lor in cele 6 straturi succesive, denumit si citoarhitectonica sau pattern laminar (fig. IV.10).

In cadrul acestor straturi, prin coloratii speciale se identifica si o organizare a fibrelor nervoase in dispozitive radiare si dispozitive tangentiale, organizare denumita si mieloarhitectonica. Dispozitivele radiare, cu orientare perpendiculara pe suprafata scoartei cerebrale, sunt realizate de fibrele nervoase mielinizate, aferente (de origine talamica sau corticala) si eferente (axonii celulelor piramidale si nepiramidale, din straturile profunde). Dispozitivele tangentiale, cu orientare paralela cu suprafata scoartei cerebrale, sunt reprezentate de fibrele nervoase amielinizate, cu origine corticala sau talamica.

Stratul molecular (I), localizat sub pia mater, prezinta o populatie celulara redusa, constituita din corpuri neuronale nepiramidale, nespinoase, cu dispozitie orizontala si celule gliale. El este format, in principal, din terminatii nervoase (fibre) cu origine in straturile subjacente (profunde), orientate paralel cu suprafata emisferelor. La acest nivel ajung axonii celulelor Martinotti, se ramifica dendritele apicale ale tuturor celulelor piramidale si se termina fibre aferente nespecifice, provenite de la nivelul talamusului. Bogatia fibrelor confera, in coloratii speciale pentru evidentierea mielinei, aspectul de banda orizontala ingusta (plexul tangential Exner).

Stratul granular extern (II) prezinta o populatie celulara importanta, constituita din corpuri neuronale mici, piramidale si nepiramidale, alaturi de celule gliale. Celulele nepiramidale stelate nespinoase (celule granulare) sunt predominante, dendritele ajungand in stratul molecular, iar prelungirile axonale sinapsand in stratul piramidal intern si in stratul multiform. Asociat, exista aici si subtipul celular "in cosulet". Fibrele nervoase traverseaza acest strat, avand o dispozitie verticala.

Stratul piramidal extern (III) este,
de asemenea, bogat celularizat, continand corpuri neuronale piramidale, alaturi de corpuri neuronale mici, nepiramidale si de celule gliale. Celulele piramidale cresc in dimensiuni de la suprafata spre profunzime, fapt ce permite subdivizarea stratului in trei zone: IIIa (superficial), IIIb (mijlociu) si IIIc (profund). Prelungirile dendritice ale celulelor piramidale au traiect ascendent spre stratul molecular, iar prelungirile axonale au traiect descendent, fie sinapsand in stratul piramidal intern si in stratul multiform, fie patrunzand in substanta alba. In afara de dispozitia verticala a acestor fibre, se observa si fibre cu dispozitie orizontala (prelungirile axonale aferente
cortico-corticale), formand stria Kaes-Bechterev.

Stratul granular intern (IV), foarte subtire, este caracterizat prin cea mai mare densitate celulara, aici existand corpuri neuronale mici, nepiramidale, stelate si in special spinoase, strans impachetate, alaturi de rare corpuri neuronale piramidale si celule gliale. Fibrele nervoase, reprezentate in principal de ramificatiile terminale ale aferentelor talamice specifice, au o dispozitie orizontala, formand banda externa Baillarger.

Stratul piramidal intern (V) este caracterizat prin cea mai scazuta densitate celulara. Este format din corpuri neuronale piramidale, de dimensiuni medii dar mai ales mari (celule Betz), putine corpuri neuronale nepiramidale, dispersate, si celule gliale. Prelungirile dendritice ale acestor neuroni au traiect ascendent catre straturile suprajacente, iar prelungirile axonale, cu traiect descendent, patrund in substanta alba. Fibrele nervoase sunt aranjate atat vertical (traversand stratul), cat si orizontal (aferentele comisurale si de asociatie, formand banda interna Baillarger).

Stratul multiform (fuziform) (VI) este format din corpuri neuronale cu forme extrem de variate, piramidale si nepiramidale (celule fuziforme), si celule gliale. Frecvent, nu este posibila trasarea unei limite de demarcatie intre zona sa profunda si substanta alba subjacenta.

La nivelul neocortexului, in functie de teritoriul de localizare, se deosebesc 5 tipuri diferite de organizare citoarhitectonica. Doua dintre ele sunt caracterizate prin lipsa totala sau prezenta redusa a unora dintre straturi; considerate variante heterotipice, se clasifica in tipul agranular si tipul granular. Conform literaturii de specialitate, aceste doua tipuri constituie extremele unei organizari gradate, in cadrul carora celulele piramidale si, respectiv, nepiramidale sunt maxim, respectiv minim reprezentate. Celelalte trei tipuri, forme intermediare ale organizarii gradate, contin toate cele 6 straturi descrise anterior, cu o predominanta a unora asupra altora; considerate variante homotipice, se clasifica in tipul frontal (premotor), parietal (postcentral) si polar (vizuopsihic).

Tipul agranular are straturile granular extern si intern de dimensiuni foarte mici sau complet absente, iar straturile piramidale sunt maxim dezvoltate. Aici apare cea mai mare densitate de celule piramidale mari (neuroni tip Betz) printre care exista, diseminate, si celule nepiramidale. Fibrele sunt reprezentate de prelungiri axonale mari, eferente, ale celulelor piramidale, alaturi de o larga varietate de alte prelungiri axonale, aferente si eferente. Constituie girusul precentral (aria 4), alaturi de ariile 6, 8 si 44.

Tipul granular are straturile piramidal extern si intern slab dezvoltate sau complet absente. Celulele nepiramidale sunt extrem de numeroase (straturi granulare evidente), existand si un numar redus de celule piramidale, dispersate. Fibrele sunt reprezentate de prelungiri axonale predominant aferente, putine eferente, ale celulelor piramidale. Este specific pentru girusul postcentral (aria somatosenzitiva), aria striata (vizuala), girusul temporal superior (aria acustica) si o mica parte din girusul parahipocampului.

Tipul frontal contine straturile granular extern si intern mai putin proeminente, comparativ cu straturile piramidal extern si intern. Celulele piramidale au dimensiuni mici si medii. Este prezent la nivel frontal, in aria premotorie.

Tipul parietal are straturile granular extern si intern mai largi, cu o populatie celulara nepiramidala bogat reprezentata, straturile piramidal extern si intern fiind mai restranse, iar celulele piramidale avand dimensiuni mai mici fata de cele din tipul frontal. Este caracteristic pentru lobii parietal si temporal.

Tipul polar constituie zona cea mai subtire a cortexului cerebral, continand toate cele 6 straturi celulare, primele 5 de dimensiuni mai reduse. Acest fapt este evident in special pentru stratul piramidal extern, in care exista si mult mai putine celule nepiramidale, asociate celulelor piramidale. In schimb, stratul multiform, specific pentru polii occipital si frontal, este foarte bine reprezentat (cea mai buna organizare, din toate cele 5 tipuri).

SUBSTANTA ALBA

Substanta alba este formata din prelungiri axonale mielinizate, in asociatie cu celule gliale.

Prelungirile axonale au orientari si functii diferite, in raport de care sunt denumite: fibre de asociatie (conecteaza arii la nivelul aceleiasi emisfere), fibre comisurale (stabilesc legaturi intre cele doua emisfere), fibre de proiectie (stabilesc legaturi cu centrii inferiori, cele aferente aducand excitatii la scoarta cerebrala, iar cele eferente conducand impulsuri extracortical).

In raport cu localizarea si functiile indeplinite, fibrele realizeaza fascicule denumite tracturi nervoase; acestea, insa, nu pot fi identificate prin procedurile histologice curente, necesitand tehnici speciale, care implica inclusiv lezarea corpurilor celulare corespunzatoare.

GANGLIONII BAZALI

Anatomic, ganglionii bazali sunt reprezentati de nucleul caudat si nucleul lenticular, acesta din urma fiind format din putamen (lateral) si globus pallidus (medial).

Plecand de la caracteristicile celulare, se diferentiaza insa doua sisteme diferite: complexul putamino-caudat (denumit si striatum sau neostriatum) si globus pallidus (denumit si pallidum sau paleostriatum). Fiecare din cele doua sisteme, cu dispozitie somatotopica distincta, tine sub control o parte din corp bine definita.

Histologic, striatum contine predominant celule neuronale mici, multipolare (de tip Golgi II), organizate strans intr-un grup in mijlocul caruia se gasesc cateva celule neuronale mari (celule Hunt), inconjurate de celule nevroglice satelite. Fiind doua tipuri celulare, aspectul este considerat allomorf. Raportul intre celulele Hunt si neuronii mici este 1 la 20.

Neuronii mici au corpul celular de forma rotunda, triunghiulara sau poligonala, nucleu mic, iar citoplasma, intens colorata, are aspect pulverulent; neurofibrilele sunt mai putin evidente. Prelungirile dendritice sunt putin ramificate, formand un arbore dendritic cu o sectiune de
200 μm. Cele mai multe dintre ele (75%) prezinta spini dendritici, restul fiind lipsite de spini. Prelungirile axonale sunt scurte. In neuronii mici cu spini dendritici a fost identificat GABA, alaturi de enkefalina sau substanta P; neuronii care contin enkefalina exprima receptori D2 pentru dopamina, iar cei care contin substanta P - receptori D1. Sunt considerati populatia celulara principala si sursa (probabil) exclusiva de eferente (spre globus pallidum si substanta neagra). Neuronii mici fara spini dendritici contin acetilcolin-esteraza,
acetilcolin-transferaza, somatostatina si polipeptid pancreatic.

Neuronii mari au forma poligonala, nucleu mare, ovalar, citoplasma cromofila, cu aspect granular (corpii Nissl fiind mari, neregulati si dispusi la periferie) si neurofibrile nete. Pigmentul lipocrom apare la adult si se acumuleaza in cantitati mari odata cu inaintarea in varsta. Acesti neuroni prezinta numeroase prelungiri dendritice, realizand un arbore dendritic extensiv, sferic sau ovoid, cu o sectiune de 600 μm. Exista doua tipuri de neuroni mari: cu dendrite spinoase si, respectiv, nespinoase. Primul tip contine, ca mediatori, acetilcolina si acetilcolin-transferaza. Prelungirile axonale sunt dificil de urmarit, deoarece se recurbeaza aproape de conul de emergenta.

Neurotransmitatorii intrinseci sau proveniti prin fibrele aferente nu au o distributie uniforma. De exemplu, acetilcolina, dopamina si substanta P sunt distribuite intens rostral, pe cand serotonina si decarboxilaza acidului glutamic au o concentratie crescuta caudal. Prezenta acestor neurotransmitatori determina aparitia unui aspect fin granular, striatum fiind descris, in literatura de specialitate, ca un mozaic de mici insulite sau placi cu diametrul de 0,5-1,5 mm, denumite striozomi, intr-o matrice organizata in placi cu dimensiuni similare. Striozomii contin substanta P si enkefalina, iar insulele de matrice - acetilcolina si somatostatina. De asemenea, striozomii prezinta si situsuri de tip receptor pentru neurotransmitatori (receptori opiozi, receptori muscarinici). Alternanta striozomi - matrice este mai evidenta in nucleul caudat decat in putamen, unde predomina matricea, fapt considerat, in termeni evolutionari, o dovada a dezvoltarii mai recente.

Celulele nevroglice sunt reprezentate in special de astrocite protoplasmatice, oligodendrocite si microglii, astrocitele fibroase fiind reduse numeric.

Componenta fibrilara (aferente si eferente striatale) are particularitati in nucleul caudat si in putamen. Nucleul caudat este strabatut din interior spre exterior de fascicule de fibre, al caror volum creste de pe fata ventriculara spre cea capsulara, pe care o traverseaza. Unele fibrele ajung pe fata dorsala a putamenului intrand in lama medulara externa care separa putamenul de globus pallidus. Alte fibre ajung pe fata dorsala a pallidum, de unde intra in lama medulara interna care il segmenteaza, sau patrund in pallidum, asociindu-se fibrelor radiare ale acestuia. In putamen, fasciculele de fibre (analoge celor din nucleul caudat) sunt dispuse din exterior spre interior, lasand intre ele spatii libere. Ele reprezinta fie fibre corticale in trecere, fie fibre proprii. Ca traiect, se orienteaza spre pallidum, unde intra in alcatuirea lamelor medulare sau se asociaza cu fibrele radiate din structura acestuia.

Pallidum are o structura mai omogena, fiind format dintr-un singur tip celular - aspect considerat izomorf. Densitatea celulara este mult mai mica (a douazecea parte) fata de striatum.

Celulele neuronale, clare, prezinta caracteristici comune cu celulele din pars reticulata a substantei negre, sau cu celulele motorii piramidale. Ele au dimensiuni mari (mai mari in segmentul medial, comparativ cu cel lateral), forma triunghiulara, fuziforma, poligonala sau rotunda si sunt inconjurate de putine celule nevroglice satelite. Citoplasma contine si aici pigment lipocrom, din ce in ce mai abundent cu varsta.

Prelungirile dendritice sunt foarte voluminoase si ramificate, formand campuri dendritice discoide cu diametrul mai mare de 500 μm si fiind astfel usor de urmarit. Ele sinapseaza "en passant" cu terminatii nervoase axonale (aferente) provenite din striatum.

Prelungirile axonale au un traiect neregulat si, implicit, dificil de urmarit. Aici, neurotransmitatorii sunt reprezentati de GABA si acetilcolina, alaturi de enkefalina (lateral) sau substanta P (lateral). Exista, de asemenea, si neuroni de asociatie. Spre deosebire de striatum, aici predomina astrocitele de tip fibros.

Componenta fibrilara formeaza doua lame: lama medulara externa, care separa putamen de pallidum, si lama medulara interna, care separa cele doua segmente ale acestuia din urma, medial si lateral. Fibrele din lame se organizeaza, formand ansa lenticulara.

In plus, in pallidum exista fibre radiate si fibre cu directii diferite, care confera un aspect dens, reticulat, in interiorul structurii nucleare.

INVELISURILE SISTEMULUI NERVOS CENTRAL

Componentele sistemului nervos central se gasesc in interiorul unor spatii formate din structuri osoase (cutia craniana, canalul vertebral). Intre structurile osoase si componentele sistemului nervos central se interpun invelisuri conjunctive (de origine mezenchimatoasa), care conduc vasele sanguine spre tesutul nervos si realizeaza protectie mecanica. Aceste invelisuri sunt reprezentate, de la exterior spre interior, de dura mater (meningele dur sau pahimeningele), arahnoida si pia mater; arahnoida si pia mater constituie meningele moale sau leptomeningele (fig. IV.13).

DURA MATER

Dura mater este formata dintr-un tesut conjunctiv dens, bogat in colagen, care confera macroscopic o culoare alb-sidefie. Organizarea microscopica a durei mater este diferita la nivelul cutiei craniene fata de canalul vertebral.

La nivelul cutiei craniene, dura mater este aderenta pe fata interna a oaselor (pe periostul acestora), in special la nivelul suturilor si a bazei craniului.

Ea se formeaza pe seama a doua foite mezenchimatoase care ulterior vor fuziona, fara a mai permite individualizarea lor microscopica. Fosta foita externa adera la suprafata oaselor craniene, are structura si functie de periost si este bine vascularizata. Este numita si dura periostala. Microscopic, contine celule osteoprogene si fibroblaste, iar colagenul este abundent, organizat sub forma de manunchiuri, paralele cu suprafata interna a oaselor craniene; printre fibrele de colagen apar si cateva fibre elastice.

Atasamentul fasciculelor de fibre de colagen la os se realizeaza in cea mai mare masura intr-o maniera laxa; la nivelul suturilor si la baza craniului, atasarea este insa ferma. Fosta foita interna este numita si dura meningeala. Microscopic, prezinta mai putine fibre de colagen, organizate in straturi subtiri si este mai bogata in fibroblaste care emit prelungiri citoplasmatice; in grosimea ei exista capilare, rare melanocite, terminatii nervoase libere si incapsulate (corpusculi Vater-Pacini).

Pe fata interna a durei mater constituite apar numeroase fibroblaste aplatizate, cu fenotip epitelial, exprimat prin prelungiri citoplasmatice elongate, jonctionate prin desmozomi si jonctiuni distantate. Acest strat celular a mai fost denumit si strat al celulelor bordante sau strat de celule meningoteliale. Intre aceste celule exista putin material extracelular amorf format din proteoglicani, fara fibre de colagen, care se extinde inspre dura meningeala.

In anumite teritorii, foita interna a durei se extinde si patrunde inspre interior, realizand cloazonari (segmentari, partitii sau plici fibroase): coasa creierului (intre cele doua emisfere ale creierului, in plan sagital), cortul cerebelului (intre lobii occipitali ai creierului si plafonul cerebelului, in plan orizontal), coasa mica a cerebelului (intre cele doua emisfere cerebeloase), diafragma seii turcesti (plafonul fosei pituitare).

Aceste prelungiri ale durei au rolul de a ancora si sustine segmentele delimitate in cutia craniana. Concomitent, arahnoida urmeaza acelasi traseu, penetrand in profunzimea creierului.

Sinusurile venoase ale durei mater, localizate intre foita externa si foita interna a durei mater, reprezinta spatii reale, tapetate cu endoteliu, care functioneaza ca vene cu morfologie particulara: ele primesc, prin venele cerebrale principale, sangele provenit de la creier, orientandu-l catre venele jugulare interne.

Foita interna a durei mater craniene se continua, la nivelul foramenului magnum, cu dura mater spinala. In canalul vertebral, intre foramen magnum si vertebra S2, dura mater formeaza o teaca conjunctiva individualizata, separata de periostul vertebrelor, ceea ce genereaza existenta unui spatiu epidural real ce contine plexuri venoase, tesut adipos si tesut conjunctiv lax. Continuitatea durei este intrerupta de orificiile nervilor spinali. Microscopic, prezinta central fibre de colagen organizate in manunchiuri longitudinale si cateva fibre elastice, iar ambele fete, interna si externa, sunt tapetate de fibroblaste aplatizate, asemanatoare unor celule pavimentoase.

ARAHNOIDA

Arahnoida este un tesut conjunctiv lax, cu o organizare particulara in doua zone distincte: externa si interna.

Zona externa, subtire, are aspectul unei membrane si este constituita dintr-un strat de celule aplatizate, jonctionate intre ele, cu putin material extracelular - stratul celulelor bordante arahnoidiene (denumit de unii si stratul barierei arahnoidiene).

Acest strat se afla in raport direct cu fata interna a durei mater, fara a se realiza in conditii fiziologice un spatiu real.

Zona interna, de asemenea subtire, este formata din fibroblaste specializate, numite si celule trabeculare arahnoidiene, cu dispozitie laxa, alaturi de cateva fibre de colagen. Aceste elemente realizeaza trabeculele arahnoidiene, care se desprind de la acest nivel, delimiteaza spatii reale multiple si se orienteaza spre pia mater, cu care sunt in continuitate morfologica.

Fibroblastele trabeculare arahnoidiene sunt orientate in axul lung al trabeculelor si prezinta prelungiri citoplasmatice care stabilesc jonctiuni desmozomale si distantate cu celulele trabeculare vecine, precum si cu celulele bordante arahnoidiene. Se formeaza astfel un larg spatiu real, labirintic - spatiul subarahnoidian. Acest spatiu este mai adanc la nivelul asa-numitelor cisterne (de exemplu, cisterna magna, intre cerebel si bulb). Inegalitatea rezulta din faptul ca pia mater este aplicata pe suprafata creierului, urmandu-i toate neregularitatile, in timp ce fata superioara a arahnoidei ramane in contact cu dura mater. Spatiul subarahnoidian contine lichid
cefalo-rahidian (prezentat in sectiunea 6.4), care provine in cea mai mare parte din ventriculul IV, pe calea gaurilor Magendie si Luschka.

De asemenea, printre trabecule se pot observa arteriole, care insa nu emit capilare. Spatiul subarahnoidian se continua si la nivelul canalului vertebral, arahnoida medulara dubland dura mater pana in zona vertebrei sacrate S2. Arahnoida este strabatuta de vase provenite din dura mater, in traiectul lor spre pia mater; este insa considerata avasculara, deoarece aceste vase sunt complet izolate de tesutul propriu arahnoidian si de spatiul subarahnoidian printr-un manson de fibroblaste arahnoidiene modificate. La nivelul sinusurilor venoase mari (de exemplu sinusul sagital), prelungiri ale arahnoidei strabat grosimea durei mater, facand ca endoteliul sinusurilor sa fie impins, pe o mica distanta, in interiorul lumenului. Aceste proeminente, cu ax conjunctiv central acoperit de endoteliu, formeaza vilii arahnoidieni, in care se realizeaza un contact direct intre lichidul cefalo-rahidian (prezent in arahnoida ce perforeaza dura mater) si endoteliul care captuseste sinusurile. Vilii arahnoidieni reprezinta structurile de resorbtie a lichidului cefalo-rahidian, din spatiul sub-arahnoidian in sistemul venos (vezi sectiunea 6.4).

Odata cu evolutia varstei, vilii arahnoidieni isi maresc dimensiunile sau se pot mineraliza, devenind vizibili cu ochiul liber, sub forma unor granulatii.

PIA MATER

Prin origine comuna (mezenchimul care inconjoara creierul in dezvoltare) si organizare, arahnoida si pia mater nu pot fi desprinse una de cealalta, motiv pentru care se utilizeaza si termenul de pia-arahnoida (leptomeningele, unde arahnoida este foita parietala iar pia, foita viscerala).

Pia mater este formata dintr-un strat de celule fibroblastice modificate, aplatizate, cu numeroase prelungiri ce se interdigiteaza si se jonctioneaza intre ele. Denumite si celule piale, ele sunt comparabile cu fibroblastele trabeculare arahnoidiene. Stratul este comparat cu un epiteliu pavimentos simplu, care urmareste toate neregularitatile suprafetei cerebrale.

Pe suprafata piei mater se formeaza numeroase capilare, care vor patrunde in tesutul nervos, unde vor deveni capilare specifice acestuia. Initial invelite pe o scurta distanta de catre celule piale, la care se adauga macrofage, limfocite, plasmocite, capilarele vor fi tapetate la nivelul substantei cerebrale de piciorusele astrocitare.

Pia mater este separata de suprafata cerebrala printr-o condensare de fibre elastice si fibre de colagen fine. Fata interna a piei mater vine in raport cu o membrana bazala fina, tapetata de prelungirile aplatizate ale astrocitelor, jonctionate intre ele.

PLEXURILE COROIDE SI LICHIDUL CEFALO-RAHIDIAN

Plexurile coroide, localizate la nivelul ventriculilor cerebrali (laterali, al treilea si al patrulea), sunt constituite din axe conjunctivo-vasculare tapetate

la exterior de celule ependimare modificate, denumite si epiteliu coroidian (fig. IV.14).

Axele conjunctivo-vasculare contin o multitudine de capilare fenestrate cu origine in pia mater si de jur imprejurul carora exista celule piale; din acest motiv, ele sunt considerate extensii ale piei mater. Celulele ependimare sunt cubice, cu nucleu rotund central si margine in perie la polul apical. Intre cele doua componente (ependim, tesut conjunctiv) se structureaza o membrana bazala. Ansamblul acestor axe realizeaza pliuri si cute care proemina in lumenul ventriculilor, rezultand o suprafata totala de peste 200 cm².

Sub influenta inductiva a piei mater, celulele ependimare sufera modificari fenotipice. Astfel, in microscopie electronica, se observa ca polul apical dezvolta microvilozitati numeroase, dilatate la capatul liber, acoperite de un glicocalix bogat in acid sialic, lactozamina si galactoza (corespunzatoare marginii in perie din microscopia optica). Citoplasma contine numeroase mitocondrii, RER si aparat Golgi, filamente de tip gliofibrilar si vimentina. Plasmalema formeaza numeroase invaginatii la nivelul domeniului
latero-bazal, cu rol in cresterea suprafetei celulare. Jonctiunile intercelulare stranse sunt bine reprezentate.

Plexurile coroide reprezinta sediul producerii lichidului cefalo-rahidian, prin transportul si secretia materialelor provenite din capilarele existente in axele conjunctivo-vasculare, intr-un ritm de 15-35 ml/ora. Cantitatea totala de lichid cefalo-rahidian este schimbata de 4-5 ori pe zi. Lichidul cefalo-rahidian umple cavitatile ventriculilor cerebrali si canalul ependimar.

Lichidul cefalo-rahidian este un lichid incolor, clar, comparabil cu alte lichide tisulare (limfa, lichid interstitial) si cu mediul apos al ochiului; este izoton, densitatea fiind cuprinsa intre 1,004-1,007.

El se formeaza ca un produs de secretie activa a plexurilor coroide, si nu este un simplu ultrafiltrat al plasmei (fapt reflectat prin compozitia diferita).

Un rol important revine jonctiunilor stranse existente intre celulele coroidiene, care realizeaza o bariera sange-lichid cefalo-rahidian si blocheaza orice acces al moleculelor prezente in tesutul conjunctiv al plexurilor in spatiul ventricular. Astfel, singura cale de transport este cea transcelulara.

Domeniul latero-bazal al celulelor ependimare poseda numeroase pompe ionice care realizeaza schimburi intre ionii de hidrogen si sodiu, acesta din urma fiind pompat in afara celulei la polul apical.

Tot prin polul apical, sunt transportati din citoplasma spre exterior ioni de clor si anionul acidului formic (HCOO^-), care neutralizeaza excesul de sodiu; aceste migrari antreneaza difuziunea apei, care reprezinta aproximativ 90% din lichidul cefalo-rahidian.

Pe langa apa si saruri minerale (ioni de sodiu, potasiu si clor), lichidul cefalo-rahidian contine mici cantitati de glucoza, proteine, vitamine, cateva celule descuamate si limfocite (2-5/ml). Glucoza si aminoacizii sunt eliminati prin difuziune facilitata, vitaminele (B, C) sufera un transport activ; mici cantitati de proteine sunt, de asemenea, prezente, ca produsi de secretie.

Experimente cu coloranti vitali au demonstrat posibilitatea de traversare a epiteliului coroid in ambele sensuri.

Lichidul cefalo-rahidian produs in ventriculii laterali se scurge in ventriculul III si apoi in ventriculul IV, prin apeductul Silvius; cantitatea creste la nivelul ventriculilor III si IV, prin interventia plexurilor coroide aferente. Lichidul cefalo-rahidian ventricular comunica liber cu spatiul subarahnoidian (vezi sectiunea 6.2), unde ajunge prin gaurile Luschka si Magendie, situate in plafonul ventriculului IV. Pe langa acest traiect, mici cantitati de lichid difuzeaza de-a lungul spatiilor extracelulare si a ependimului, inspre spatiul subarahnoidian.

Asa cum am mentionat anterior, din spatiul subarahnoidian lichidul cefalo-rahidian este absorbit la nivelul vililor arahnoidieni, prin intermediul carora ajunge, ulterior, in sinusurile durei mater.

La nivelul vililor arahnoidieni, lichidul
cefalo-rahidian este separat de sangele sinusurilor numai prin intermediul mezoteliului arahnoidian. Datorita presiunii coloid-osmotice ridicate a lichidului cefalo-rahidian si a presiunii hidrostatice scazute din sangele sinusurilor venoase se realizeaza o difuziune transendoteliala.

Exista si opinii care sugereaza si interventia unui sistem de transport activ, printr-un fenomen asemanator transcitozei. Se realizeaza astfel un echilibru intre producere si resorbtie, mentinandu-se o presiune constanta.

Lichidul cefalo-rahidian joaca un rol important in metabolismul sistemului nervos central, realizand un mediu fluid intercelular si contribuind la homeostazia acestuia; produsii de metabolism difuzeaza in lichidul cefalo-rahidian, la nivelul spatiului subarahnoidian. Prin prezenta sa in spatiul subarahnoidian, are si un rol protector, actionand ca o patura de amortizare fata de forte mecanice exogene.

Obstructii pe calea scurgerii lichidului cefalo-rahidian sau deficiente in capacitatea de resorbtie a vililor arahnoidieni determina cresterea presiunii acestuia, cu efecte negative asupra sistemului nervos central (hidrocefalie).

VASCULARIZATIA SISTEMULUI NERVOS CENTRAL. BARIERA HEMATO-ENCEFALICA

Irigarea creierului este asigurata de cercul arterial anastomotic de la baza. Arteriolele provenite din acesta vor patrunde si se vor ramifica in spatiul subarahnoidian, de unde vor emite traiecte intracerebrale. Odata patrunse, arteriolele sunt inconjurate pe o scurta distanta de pia mater, determinand existenta unui spatiu perivascular ingust - spatiul Virchow-Robin. La om, acest spatiu este izolat de spatiul subarahnoidian
printr-o reflectare a piei mater pe peretele vascular.

Capilarele existente la nivelul sistemului nervos central sunt responsabile, prin particularitatile lor structurale, de realizarea barierei hemato-encefalice (intre sange si sistemul nervos central). Aceasta bariera, dezvoltata precoce in ontogeneza, obstructioneaza accesul spre tesutul nervos al anumitor substante transportate in sange.

Capilarele sunt considerate capilare de tip continuu modificate, fara pori. Celulele endoteliale realizeaza un transport limitat numai la elementele esentiale pentru functionalitatea neuronilor. Ele prezinta, in microscopia electronica, multiple jonctiuni ocludente stranse (care incetinesc sau blocheaza difuziunea sau transportul diferitelor substante); s-au observat, de asemenea, un numar redus de vezicule de endocitoza si numeroase mitocondrii. Jonctiunile ocludente de la acest nivel sugereaza modalitatea de conexiune dintre celulele epiteliilor de tapetare, fiind mult mai aderente comparativ cu cele existente intre celulele endoteliale obisnuite.

Endoteliul este situat pe o membrana bazala continua, bine definita, pe fata externa a careia se gasesc piciorusele astrocitare, de asemenea jonctionate intre ele, realizand un manson astrocitar (numit si glia limitanta perivasculara). In literatura de specialitate se considera ca aceste prelungiri astrocitare au rol de inducere si mentinere a diferentierii acestui tip de capilare, existand o interactiune astrocito-endoteliala. Mai mult, pe baze experimentale se poate sustine prezenta unor factori solubili produsi de astrocite, factori implicati direct in cresterea nivelului de proteine jonctionale si, consecutiv, in cresterea fermitatii barierei.

In plus, astrocitele intervin in directionarea substantelor metabolice sanguine catre neuroni si in mentinerea homeostaziei sistemului nervos central, eliminand excesul de ioni de potasiu, de neurotransmitatori si regland transportul apei (prin intermediul canalelor de apa de tip aquaporina 4, localizate la nivelul picioruselor terminale).

Bariera hemato-encefalica a fost dovedita in mod experimental prin injectare de coloranti vitali. In alte tesuturi, la cateva minute dupa injectare, colorantul difuzeaza la distanta, ceea ce nu se remarca in sistemul nervos central. Acest fapt dovedeste ca in procesul de difuziune din capilare catre tesutul nervos exista o evidenta selectivitate, care impiedica traversarea unor molecule mai mari, inclusiv a colorantilor vitali. Procesul a fost demonstrat si in sens invers, prin injectarea in substanta cerebrala de macromolecule, care nu ajung insa in circulatie.

Bariera hemato-encefalica poate fi penetrata de substantele necesare mentinerii functiei neuronale: oxigen, bioxid de carbon, apa, precum si unele molecule mici, solubile in lipide. Pentru substante ca glucoza (necesara pentru suportul energetic), unii aminoacizi, anumite vitamine si nucleozide, transportul se face prin difuziune facilitata, existand proteine caraus specifice. Pentru alte substante (de exemplu, hormoni) s-au pus in evidenta receptori specifici, care asigura endocitoza mediata. (In consecinta, absenta de receptori specifici poate explica imposibilitatea traversarii barierei de catre macromolecule.) Transportul ionilor este de tip activ, prin canale specifice, ATP-aza sodiu-potasiu dependenta fiind localizata exclusiv in domeniul apical, iar energia necesara fiind asigurata de suportul celular mitocondrial.

Concluzionand, rolul barierei hemato-encefalice este de protectie, impiedicand, printr-o inalta selectivitate si prin prezenta pe suprafata celulelor endoteliale a unor proteine specializate, trecerea anumitor molecule prezente in circulatie, care ar putea interfera cu functionalitatea neuronilor. Din punct de vedere practic insa, prezenta barierei este dezavantajoasa prin impermeabilitatea sa fata de unii agenti terapeutici (antibiotice, dopamina).

Patologia sistemului nervos central (vasculara, infectioasa, tumorala) afecteaza integritatea barierei hemato-encefalice. Acest proces este cauzat, in principal, de lezarea astrocitelor, fapt ce conduce la deteriorarea jonctiunilor dintre ele si, consecutiv, la deteriorarea jonctiunilor interendoteliale.

Desi esentiala pentru mentinerea integritatii morfologice si functionale a sistemului nervos central, bariera hemato-encefalica este, totusi, absenta in cateva localizari cu proprietati neurosecretoare (substanta neagra, locus ceruleus, neurohipofiza), in care este necesara o comunicare libera intre continutul vascular si tesutul nervos.