HISTOLOGIE DU SYSTÈME NERVEUX MI3 Bayley’s +VodkaFée Mne Rouleau 7/12/10 Elle pose à l’examen des QCMs ( dont il est possible qu’elle donne des exemples aux prochains cours) Suit les diapo de la prof obtenues à la fin du cours; elle n’a fait que les lire, nous on recopiait touut.. HISTOLOGIE DU SYSTÈME NERVEUX

Histologie Système Nerveux Central Première partie: 1) Les cellules du système nerveux (rappel!) 2) Les tissus nerveux (Histologie et Fonction) - Moëlle épinière - Tronc cérébral, Cervelet - Cortex cérébral 3) Exemples de pathologies

système nerveux Vaste ensemble fonctionnel: 2 grands types de cellules Central (cerveau, moëlle épinière) Périphérique (filets nerveux viscères, membres) 2 grands types de cellules Neurones: Cellules « nobles » Activités fonctionnelles variées Cellules gliales: Soutien physique (charpente) Support métabolique

Substance grise et Substance blanche En macroscopie: Substance grise et Substance blanche Axones Gaine de myéline (lipide) couleur blanche Corps cellulaires neurones Selon les régions du système nerveux: Proportion et répartition différente substance grise et substance blanche

Histologie du tissu nerveux Coupe de moëlle épinière Coupes tronc cérébral - bulbe, protubérance Cortex cervelet Coupe de cortex cérébral

1- Moëlle épinière substance grise +++ au centre Cordon de système nerveux central substance grise +++ au centre substance blanche périphérie +

Moelle épinière: Vue générale SILLON DORSAL MEDIAN SILLON DORSO LATERAL Plusieurs sillons (4): Sillon ventral médian, profond Sillon dorsal médian, petit Sillon dorso latéral, entrée racines nerveuses Sillon ventro latéral, sortie racines nerveuses Commissure centrale SG: Canal de l’épendyme, LCR SUBSTANCE BLANCHE SILLON VENTRO LATERAL SUBSTANCE GRISE Cornes SILLON VENTRAL MEDIAN Ependyme

Moelle épinière: substance grise Corps cellulaires neurones moteurs et sensitifs Organisation +++ Neurones moteurs ventral Neurones sensitifs dorsal CORNES DORSALES CORNES VENTRALES: corps cellulaires neurones moteurs « motoneurones » CORNES DORSALES: Petits neurones sensitifs 2ème ordre CORNES LATÉRALES: Corps cellulaires neurones sympathiques efférents pré ganglionnaires (dorsal, lombaire supérieur) CORNES LATERALES D L V CORNES VENTRALES Cornes CORNES VENTRALES

Moelle épinière: substance blanche Fibres sensitives ascendantes et motrices descendantes SB: Partie postérieure et ventro latérale SB postérieure: Cordons SB POSTÉRIEURE: « Cordons » Fibres ascendantes sensitives Vibration, proprioception et toucher discriminatif SB VENTRO LATÉRALE: Fibres ascendantes: sensitives Faisceau spino thalamique latéral (douleur, T°) Faisceau spino thalamique ventral (toucher superficiel) Fibres descendantes: motrices Faisceau cortico spinal SB ventro latérale

D L V SILLON DORSAL MEDIAN SILLON DORSO LATERAL SUBSTANCE BLANCHE SILLON VENTRO LATERAL SUBSTANCE GRISE SILLON VENTRAL MEDIAN

Corne antérieure Motoneurones Corne postérieure Petits neurones sensitifs

Fibres de + en + nombreuses CERVICAL DORSAL Augmentation volume De bas en haut Fibres de + en + nombreuses SACRE

Pathologies moëlle épinière Rares Maladies dégénératives: Sclérose latérale amyotrophique Traumatismes ++++

Traumatismes moelle épinière Déficit moteur et sensitif, en deça étage impliqué rachis lombaire: - paraplégie motrice, sensitive (membres inférieurs) rachis dorsal: - paraplégie motrice et sensitive - paralysie neurones sympathiques (tube digestif, appareil urinaire) rachis cervical: tétraplégie (membres supérieurs, inférieurs)

Traumatismes moelle épinière Phase aigue: -œdème, quelques minutes après impact (1 semaine) - nécrose neurones (4 à 5h) - réaction inflammatoire (24 à 48h): astrocytes, cellules microgliales (résorption des dégâts) Phase chronique: - production tissu fibreux réparation

Programmes de recherche +++ réparation tissu nerveux Pronostic: Repousse axonale, restauration activité volontaire Travaux expérimentaux In Vitro: Culture limitée motoneurones Humains: - Rat: limité (8j, 15j) Travaux In Vivo: Souris ++ Repousse axone compromise fibrose: Cicatrice gliale

2- Tronc cérébral Bulbe + Protubérance annulaire Substance Blanche ++++ Zone passage fibres axonales Longitudinales Transversales Substance Grise: Corps cellulaires de neurones groupés « noyaux »

Bulbe Substance Blanche +++ Partie basse tronc cérébral Pyramides: « faisceau pyramidal » Fibres longitudinales groupées (cortex moteur) motrices descendantes Croisement ligne médiane (décussation) Lemniscus: « faisceau lemniscal » Faisceau fibres sensitives ascendantes Relai cordons postérieurs (thalamus) Substance Grise + Noyau olivaire principal, dorsal, médian Noyau XII (grand hypoglosse) Partie basse tronc cérébral Pyramides Faisceau lemniscal Complexe olivaire Noyau XII VENTRAL

Partie ventrale Faisceau cortico spinal et noyau olivaire

Noyau olivaire transmission stimuli afférents (cerveau, moëlle) cervelet

Partie dorsale Noyaux paires craniennes: XII

Protubérance Partie moyenne tronc cérébral: En avant cervelet ventral dorsal Partie moyenne tronc cérébral: En avant cervelet partie ventrale (volumineuse), partie dorsale (petite) Substance blanche +++ Fibres dispersées Longitudinales et transversales Substance grise +++ Corps neurones pont Noyaux paires crâniennes

Protubérance Substance blanche: fibres entrecroisées Fibres longitudinales descendantes cortex moteur (groupées pyramides) Fibres transversales fibres corticales descendantes, synapse noyaux pont Jusqu’au cervelet via pédoncule cérébelleux moyen Pédoncules cérébelleux inférieur, moyen, supérieur (afférentes, efférentes cervelet) Fibres transversales Corticales descendantes Fibres longitudinales Descendantes motrices PCM Relai noyaux pont Pyramides

Protubérance Substance grise Corps cellulaires neurones du « pont » Noyaux paires crâniennes Substance grise Corps cellulaires neurones du « pont » Synapses fibres descendantes (cervelet) Corps cellulaires paires craniennes Partie dorsale Trijumeau (V) Moteur oculaire externe (VI) Facial (VII) Neurones du pont

Fibres entrecroisées Neurones du pont

3- Cervelet Vermis, 2 hémisphères: SG :Cortex périphérie, circonvolutions ramifiées, « foliée » noyaux (4) substance blanche SB (médullaire): centrale hémisphères vermis Partie dorsale protubérance

Cortex cérébelleux: 2 grands types de cellules Neurones de Purkinje peu nombreuses, volumineux corps cellulaire dendrites: nombreux, ramifications+++ axone: unique, trajet descendant, visible Neurones granulaires « grains » Corps cellulaire petite taille Petits dendrites Axones: fin, amyélinique, trajet ascendant

Cortex cérébelleux: « agencement en 3 couches » Première Couche (externe): Moléculaire faiblement cellulaire Deuxième couche: Neurones de Purkinje assise discontinue dendrites: ramifications+++ moléculaire axone: traverse la couche des grains Troisième Couche (interne): Granulaire Très nombreux Petits dendrites Axones: remontent couche 1, trajet parallèle Connections dendrites Purkinje

Cortex cérébelleux SG: Cortex à « 3 couches »

Noyau dentelé

Fonction cervelet, connections Contrôle tonus musculaire Intégration mouvement, Equilibre Afférences (supérieures, inférieures) Pédoncule cérébelleux moyen et inférieur Connections - Couche 3 (dendrites neurones granulaires) - Couche 1 (dendrites neurones Purkinje) Efférences: axones neurones purkinje (relai noyaux gris) Vermis: statique; hémisphères: tonus, coordination

Fonction cervelet, connections + Contrôle tonus musculaire Intégration mouvement, Equilibre Fonctions des cellules Grains « glutamate » Synapses activatrice conduction Neurones Purkinje « gaba » Cellules inhibitrices conduction -

Pathologies du cervelet Peu fréquentes Pathologies affectant cellules: alcool, lithium (cellules purkinje) Pathologies affectant tout le cortex: Maladies dégénératives: tardives, progressives Hypoplasies cervelet: congénitales Clinique: « Ataxie » difficulté station debout immobile (oscillation, écartement pieds) Démarche festonnante, embardées « pseudo ébriété » Hypotonie repos, défaut coordination mouvements, tremblement..

4- Le cerveau 2 hémisphères Circonvolutions substance grise (cortex) Masse centrale substance blanche (fibres axonales efférentes, afférentes cortex) Architecture Mammifères: - Cortex à 6 couches « Néo cortex » 90% aires motrices, sensitives, associatives - Cortex à 3 couches 10%, lobe limbique (rhinencéphale, hippocampe)

Hiérarchie des centres nerveux cortex Autonomie relative: Fonctions automatiques structures sous corticales Cortex hippocampique: « archicortex » stade développement poissons, amphibiens « cerveau instinctif, reflexe » Cortex du rhinencéphale: « paléocortex » Gyrus cingulaire + cortex entorhinal stade développement reptiles, oiseaux « cerveau impulsif, automatique » Néo cortex: stade évolutif des mammifères « cerveau conscient, rationnel chez l’homme Cerveau humain: 3 stades évolutif SN Structure la plus récente (néo cortex), domine les précédentes mais avec conservation de leurs fonctions

4- Cerveau Néo cortex: - Agencement en 6 couches Cytoarchitectonique - 2 grands types de neurones (6 en tout) - Agencement en 6 couches . Pas de démarcation nette entre les couches . Différences entre morphologie, taille, densité des neurones . Variation d’une région corticale à l’autre, selon épaisseur du cortex, sa fonction

2 grands types: cellules pyramidales et cellules granulaires 1) Les cellules pyramidales Corps cellulaire en forme de « pyramide » Sommet: surface cortex Axone: base, traverse substance blanche Dendrites: multiples: - 1 épais, ramifié surface, - plusieurs petits, ramifications latérales Taille: variable - petites, surface - grandes, profondeur grands motoneurones cortex moteur « Cellules de Betz » DENDRITES Neuromédiateur: Glutamate, excitateur AXONE RAMIFIE

2 grands types: cellules pyramidales et cellules granulaires 2) Neurones granulaires Petites cellules étoilées « grains » Dendrites: multiples, courts, forme étoilée Axone: petit vertical Médiateur: GABA, inhibiteur excitabilité

Autres types cellulaires 3) Cellules de Martinotti Petites cellules polygonales Dendrites: peu nombreux, courts Axone: fin, vers surface, cheminement horizontalement 4) Cellules fusiformes Fuseau, perpendiculaire surface Dendrites: multiples, ramifiés Axone: unique, remonte vers la surface 5) Cellules de Cajal Horizontales, fusiformes, parallèle surface Couche superficielle cortex Axone: synapses avec cellules pyramidales

Différentes couches corticales: 6 assises, avec alternance principaux types de cellules Couche I: Plexiforme Rares noyaux: cellules de Cajal Dendrites, axones des neurones corticaux (synapses) Couche II: Granulaire externe Population dense neurones granulaires petites cellules pyramidales Couche III: Pyramidale externe cellules pyramidales taille moyenne I II III IV V VI

Différentes couches corticales: 6 assises, avec alternance principaux types de cellules Couche IV: Granulaire interne Couche dense Neurones granulaires tassés Couche V: Pyramidale interne « ganglionnaire » Volumineuses cellules pyramidales Petites cellules étoilées Cellules martinotti Couche VI: Multiforme Mélange cellules petites taille: cellules étoilées, cellules pyramidales, cellules de martinotti I II III IV V VI

Différentes couches corticales II III IV V VI II I III IV V VI

Détails morphologiques couche V Grandes cellules pyramidales: Cellules de BETZ

Principes fonctionnels Caractère complexe connections synaptiques (une cellule, établissement de synapses avec + de 100 cellules) UF disposition verticale orientation générale dendrites axones Fibres afférentes: synapse partie superficielle cortex dendrites de neurones, corps cellulaires sont profonds Fibres efférentes: axones cellules pyramidales ramifications, communications avec autres neurones (granulaires) Fonctions cellulaires: grains (gaba ergiques) inhibiteurs conduction cellules pyramidales (glutamate) activatrices

Principes fonctionnels - - - + + + FIBRES AFFERENTES FIBRES EFFERENTES

En résumé Système nerveux: substance grise: corps cellulaires neurones substance blanche: fibres myéliniques Moelle, tronc cérébral: substance blanche (périphérie), grise (centre) organisation: ventral moteur - dorsal: sensitif Cerveau, cervelet: substance grise: périphérie: assises cellulaires 2 grands types de cellules: fonctions antagonistes

Quelques exemples de pathologies (en dehors pathologies vasculaires) Neurones: « Maladies neuro dégénératives » âge avancé toutes les parties SNC (cortex, noyaux gris, moëlle) Astrocytes: tumeurs malignes Substance blanche maladies de la myéline

Ex: Maladie Alzheimer Dégénérescence neurones corticaux Maladie progressive, perte progressive et irréversible fonctions mentales: 24 M personnes (monde) Cause: facteurs environnementaux, troubles métaboliques, prédisposition génétique Cliniquement: - 1er symptômes: amnésie récente - puis: troubles langage, organisation mouvements, reconnaissance…. - fin: altérations fonctions motrices, neuro végétatives….

Ex: Maladie Alzheimer Imagerie Atrophie corticale Lobe temporal, cortex frontal et pariétal Histologie: Plaques séniles Accumulation peptide anormal béta-amyloïde Mauvais clivage protéine APP D’après cité des sciences.fr

Pathologie des astrocytes: tumeurs +++ Glioblastomes +++ Tumeur maligne la + fréquente (52%) Sujet adulte, sporadique Clinique: épilepsie, troubles mémoire, personnalité Déficit neurologique (destruction lobe) Diagnostic: Imagerie Biopsie (diagnostic ou exerese) Traitement: Chirurgie, chimiothérapie, radiothérapie

Pathologie des astrocytes: tumeurs +++ IRM Masse hétérogène Solide, nécrose, œdème Histologie Prolifération cellules atypiques Volumineuses mitoses….

Pathologie de la myéline Sclérose en Plaques Affection chronique invalidante, liée dé-myélinisation substance blanche SNC: cerveau, moelle, nerf optique Prévalence: 80,000 personnes en France; 2/3 femmes (20 à 40 ans) Physiopathologie Facteurs génétiques (formes familiales) Environnementaux Facteurs déclenchants: infection, hypersensibilité Destruction gaine axonale (oligodendrocytaire), axone normal: altération vitesse conduction

Sclérose en plaques Clinique: Syndrome pyramidal (fatigabilité, troubles marche, spasticité, signe de babinski) Névrite Optique rétro bulbaire (chute AV, douleurs oculaires, tache aveugle) autres: troubles sensibilité, psychiques… Evolution par poussées Diagnostic Imagerie Résonnance Magnétique (IRM) autres: étude liquide céphalo rachidien (inflammatoire, augmentation protéines)

Sclérose en Plaques IRM Zones d’hypersignal SB Arrondies D’après Monnier A IRM Zones d’hypersignal SB Arrondies Pas effet masse Péri ventriculaires D’après G. Rush, Melbourne