Identificación y descripción anatómica de las partes de un cerebro porcino

OBJETIVO

• Identificar y describir las características del cerebro de cerdo
• Observar el desarrollo del sistema nervioso de un embrión de pollo

INTRODUCCIÓN

El sistema nervioso permite que el organismo reaccione a los constantes cambios del medio interno y externo. Al mismo tiempo controla e integra las distintas actividades del cuerpo, como la circulación y la respiración. A efectos descriptivos, el sistema nervioso de divide:

• De forma estructural en el sistema nervioso central (SNC) y en el sistema nervioso periférico (SNP).
• De manera funcional en el sistema nervioso somático (SNS) y en el sistema nervioso autónomo (SNA).

El tejido nervioso se compone de dos grandes tipos de células: neuronas (células nerviosas) y neuroglía (células de glía), que dan apoyo a las neuronas.

La neurona es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso, especializada en comunicaciones rápidas. Se compone de un cuerpo celular y de prolongaciones –dendritas y un axón– que llevan los impulsos hacia y desde el cuerpo celular, respectivamente. La mielina –capa de sustancias lipídicas y protéicas– crea una vaina mielínica alrededor de algunos axones para incrementar la velocidad de conducción de los impulsos. Las neuronas se comunican entre sí por la sinapsis, puntos de contacto inteneuronal. La comunicación tiene lugar a través de neurotransmisores, sustancias químicas liberadas o secretadas por una neurona que excitan o inhiben a otra y continúan o terminan la cadena de impulsos o la respuesta a éstos.

La neuroglía, que abunda casi cinco veces más que las neuronas, consta de células no neuronales ni excitables que forman un componente importante (andamiaje) del tejido nervioso; sostiene, aísla y nutre las neuronas. La neuroglía de la SNC abarca las células de la oligodendroglía, los astrositos, las células ependimarias y las células de microglía de pequeño tamaño. La neuroglía del SNP contiene células satélite alrededor de las neuronas de los ganglios espinales (ganglios de la raíz dorsal) y las células de neurilema que rodean las fibras nerviosas periféricas.

El cerebro es un órgano del sistema nervioso rico en neuronas con funciones especializadas, localizado en el encéfalo de los animales vertebrados y la mayoría de los invertebrados. En el resto, se denomina al principal órgano ganglio o conjunto de ganglios.

Los cerebros son sumamente complejos. La complejidad de este órgano, emerge por la naturaleza de la unidad que nutre su funcionamiento: la neurona. Estas se comunican entre sí por medio de largas fibras protoplasmáticas llamadas axones, que transmiten trenes de pulsos de señales denominados potenciales de acción a partes distantes del cerebro o del cuerpo depositándolas en células receptoras específicas.

La función biológica más importante que realiza el cerebro es administrar los recursos energéticos de los que dispone el animal para fomentar comportamientos basados en la economía de su supervivencia. En base a esto emergen comportamientos que promueven, lo que nosotros denominamos 'bienestar', pero que el animal sencillamente observa como la acción menos costosa que le permite continuar viviendo su presente.

Cada neurona pertenece a una región metabólica encargada de compensar la deficiencia o exceso de cargas en otras neuronas. Se puede decir que el proceso se ha completado cuando la región afectada deja de ser activa. Cuando la activación de una región tiene como consecuencia la activación de otra diferente, se puede decir que entre ambas regiones ha habido un intercambio biomolecular. Todos los resultados y reacciones desencadenantes son transmitidos por neurotransmisores, y el alcance de dicha reacción puede ser inmediata (afecta directamente a otras neuronas pertenecientes a la misma región de proceso), local (afecta a otra región de proceso ajena a la inicial) y/o global (afecta a todo el sistema nervioso).

RESULTADOS

Figura 1. Vista superior de un cerebro de cerdo.

1) Lóbulo occipital, está constituido por tres o cuatro pequeñas cincurvoluciones orientadas horizontalmente y separadas por surcos poco profundos. Algunas veces existe un pequeño surco vertical a cierta distancia del polo occipital, el surco semilunar. Es el centro del sistema visual de la percepción (la vista); también se ocupa de tareas tales como: la elaboración del pensamiento y las emociones, la interpretación de imágenes, el reconocimiento de ruidos, reconocimiento espacial, discriminación de colores. Los lóbulos occipitales no son particularmente vulnerables a lesiones debido a su localización en la parte posterior del cerebro. 2) Lóbulo pariental, se asienta en la parte superior de los lóbulos temporal y occipital y ocupa la mitad posterior y superior de cada hemisferio. Esta parte del cerebro es la encargada de recibir las sensaciones de tacto, calor, frío, presión… y coordinar el balance. Cuando se lesiona produce anestesia en  los miembros del lado opuesto, a veces con epilepsias y dolores. Recibe información de muchas partes del cuerpo, de los receptores sensoriales de la piel, los músculos y las articulaciones.  3) Lóbulo frontal, está localizado en la parte anterior del cerebro. Se encuentra en el área de broca, encargada de la producción lingüística y oral. Los lóbulos frontales son el sustrato anatómico para las funciones ejecutivas (las que ayudan a dirigir la conducta). En el lóbulo frontal se localiza el reloj biológico. 4) Cisura interhemisférica, divide longitudinalmente al cerebro en dos hemisferios unidos entre sí por el cuerpo calloso. Durante el desarrollo, a medida que el cerebro aumenta de tamañno se producen circunvoluciones, o cisuras tales como la cisura central, colateral, coroidea, hipocámpica, paracentral, de Rolando, semilunar… 5) Cerebelo, (véase Fig. 2) 6) Bulbo raquídeo (véase Fig. 2).

Figura 2. Vista posterior de un cerebro de cerdo.

1) Bulbo raquídeo, presenta la forma de un cono truncado de vértice inferior de 3 cm de longitud aproximadamente. Entre sus funciones se hallan la transmisión de impulsos de la médula espinal al cerebro, la regulación de los latidos cardíacos, regulación de la respiración, regulación de la secreción de los jugos digestivos y controla la tos, el vómito, el estornudo, la deglución. En caso de lesión, causa la muerte inmediata por paro cardíaco y respiratorio. 2) Cerebelo, se encuentra pegado a la pared posterior del tronco del encéfalo y está incluido dentro de un estuche osteofibroso formado por una pared inferior y otra superior. Normalmente pesa unos 140g., mide 10 cm. de ancho, 5 cm. de alto y 6 de sentido anteroposterior. El cerebelo recibe información continua y actualizada sobre la secuencia deseada de contracciones musculares desde las zonas cerebrales de control motor, también recibe información sensitiva continua de las partes periféricas del cuerpo para determinar los cambios secuenciales en el estado de cada región del cuerpo. Además, el cerebelo ayuda a la corteza cerebral a planificar de antemano el siguiente movimiento secuencial instantes antes de que se ejecute el movimiento real; también aprende de sus errores, esto es, si un movimiento no se produce exactamente como se pretendía, el circuito cerebeloso realizará un movimiento más fuerte o más suave la próxima vez. 3) Lóbulo occipital, (véase Fig. 1)

Figura 3. Vista lateral de un cerebro de cerdo. El cerebelo ha sido extirpado quirúrgicamente. Note la ausencia de la fisura de Silvio

1) Lóbulo frontal, (véase Fig. 1). 2) Lóbulo temporal, se halla por abajo de la cisura lateral y hacia adelante del lóbulo temporal. Posee dos surcos: temporal superior y temporal inferior, que separan tres circunvoluciones, la primera, segunda y tercera temporales. Hacia atrás el lóbulo temporal se continúa sin transición con los lóbulos pariental y occipital. Desempeña un papel importante en tareas visuales complejas, como el reconocimiento de caras. Es el centro primario del olfato del cerebro. También recibe y procesa información de los oídos, contribuye al balance y equilibrio, y regula emociones y motivaciones tales como la ansiedad, el placer y la ira.  3) Fisura de Rolando, también conocida como surco o fisura central, es una hendidura presente en la parte superior del cerebro de los mamíferos superiores. El surco central es una destacada frontera del cerebro ya que separa el lóbulo pariental del frontal, lindando a cada lado con el córtex motor principal y el córtex sematosensorial primario. Su descubridor fue el anatomista italiano Luigi Rolando (1773 – 1831). 4) Lóbulo occipital, (véase Fig. 1) 5) Bulbo raquídeo, (véase Fig. 2)

Figura 4. Vista posterior del cráneo de un neonato bovino (vaca).

1) Duramadre, es la meninge exterior que protege al sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal). Es un cilindro hueco formado por una pared fibrosa y espesa, sólida y poco extensible. Se extiende hasta la 2º o la 3º vértebra sacra. Se fija al contorno del foramen magno (agujero occipital), sitio en el que se vuelve más gruesa; caudalmente acompaña al filum terminal hasta la cara dorsal de la primera vértebra coxígea, donde se inserta. 2) Aracnoides, es la meninge intermedia que protege al sistema nervioso central, (encéfalo y médula espinal). Se encuentra por debajo de la duramadre y se encarga de la distribución del líquido cefalorraquídeo (LCR), que corre en el espacio subaracnoideo, entre la piamadre y la aracnoides. Está formado por una lámina externa homogénea, la aracnoides propiamente dicha, y una capa interna areolar, de grandes mallas, que constituye el espacio subaracnoideo, por donde circula el líquido cefalorraquídeo. 3) Piamadre, es la meninge interna que protege al sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal). Se encuentra cerca de las estructuras nerviosas. Tapiza las circunvoluciones del cerebro y se insinúa hasta el fondo de surcos y cisuras.Las formaciones coroides son dependencias de la piamadre y se aplican contra la membrana ependimaria de los ventrículos. La piamadre forma las telas coroideas, de donde nacen los plexos coroideos. 4) Agujero occipital, o foramen mágnum, es un orificio ovalado situado en la parte inferior del hueso occipital. Mide aproximadamente unos 35 mm de delante a atrás y 30 mm en sentido transversal. Pone en comunicación la cavidad craneal en el conducto raquídeo y da paso al bulbo, a las arterias vertebrales y a cada lado del  nervio espinal.

Figura 5. Vista al microscopio de un embrión de pollo de 36 hrs.

1) Atrio, 2)Seno venoso, 3) Diencéfalo, esta parte del encéfalo se desarrolla a partir de la porción mediana del posencéfalo y se considera que consiste en una placa del techo y dos placas alares, pero que carece de las placas del piso y las basales. La placa del techo del diencéfalo está formada por una sola capa de células ependimarias cubiertas por la mesénquima vascularizado, las cuales, al combinarse, originan el plexo coroideo del tercer ventrículo. 4) Neuroporo anterior, da lugar al encéfalo y del encéfalo se originan el cerebro y el cerebelo. 5) Procencéfalo, es la porción anterior del cerebro durante la fase de desarrollo del embrión. Durante el desarrollo embrionario, el prosencéfalo se divide en el diencéfalo (tálamo e hipotálamo) y el telencéfalo (hemisferios cerebrales). El prosencéfalo da lugar a: las dos vesículas ópticas que se separan del prosencéfalo dan lugar a dos retinas; las vesículas telencefálicas que tras su desarrollo completo originan los hemisferios cerebrales; el diencéfalo que es una estructura única que a su vez se diferencia en varias regiones cerebrales como el tálamo y el hipotálamo. 6) Mesencéfalo, es la más primitiva de las vesículas encefálicas. Cada placa basal posee dos grupos de núcleos motores: a) un grupo medial, somático eferente, representado por los nervios motor ocular común y patético, que inervan a los músculos del ojo, y b) un pequeño grupo eferente visceral general que inerva el esfínter de la pupila. Las placas alares del mesencéfalo aparecen en un principio en forma de dos elevaciones longitudinales separadas por una depresión poco profunda en la línea media. 7) Romboencéfalo, está formado por el mielencéfalo, la más caudal de las vesículas encefálicas, y el metencéfalo, que va desde el pliegue protuberancial hasta el istmo del romboencéfalo.

Figura 6. Vista al microscopio de un corte de cerebelo.

1) Camada granulosa, 2)Camada molecular, 3) Células de Purkinje, son un tipo de neurona GABAérgica localizada en la corteza cerebelosa. Estas células están entre las neuronas más grandes en el cerebelo, con unas árbol dendrítico muy elaborado, caracterizadas por un gran número de espinas dendríticas. Las células de Purkinje forman la capa de Purkinje, una capa de la corteza en el cerebelo situada entre la capa molecular y la capa granulosa. Las células de Purkinje se encuentran alineadas como piezas de dominó colocadas una frente a la otra. Las fibras paralelas pasan ortogonalmente a través del árbol dendrítico de la neurona de Purkinje; hasta 200.000 fibras paralelas formando una sinápsis con una única célula de Purkinje. Alternativamente, cada célula de Purkinje solo recibe una sinápsis de una única fibra trepadora. Tanto las células en cesta y las células estrelladas, que se encuentran en la capa molecular cerebelosa, proveen un estímulo inhibidor (GABAérgico) a la célula de Purkinje, con las células de cesto en sinápsis hacia el segmento inicial del axón de la célula de Purkinje y las células estrelladas hacia las dendritas. Las células de Purkinje envían proyecciones inhibidoras hacia el núcleo cerebelar profundo, y constituyen la única salida de toda la coordinación motriz en la corteza cerebelar.

CUESTIONARIO

1. Relacione ambas columnas

(   ) Origina las regiones talamarias                                           a) Telencéfalo

(   ) De sus placas alares de forman los labios                          b) Diencéfalo

(   ) A ese nivel se desarrollan los péndulos cerebrales            c) Mesencéfalo

(   ) Ahí se forman los núcleos                                                   d) Metencéfalo

(   ) Su cavidad es el acueducto de Silvio                                  e) Mielencéfalo

(   ) A ese nivel se forma el puente o protuberancia

2. Mencione dos características macroscópicas de:

a) Bulbo raquídeo:

• Presenta forma de un cono truncado de vértice inferior, de 3 cm de longitud.

• Limita con la médula espinal en la decusación de las Pirámides o de Misticheli.

b) Protuberancia:

• La superficie anterior es convexa y muestra muchas fibras transversales que convergen hacia los lados para dar origen a los pendúnculos cerebelosos medios.
• Tiene forma de un cubo.La cara anterior es convexa y presenta un surco medio. La cara posterior forma la mitad superior del piso del cuarto ventrículos. En las caras laterales se ven los pedúnculos cerebelosos medios que relacionan la protuberancia en el cerebelo. La cara superior está en relación con los pedúnculos cerebrales, y la inferior se continúa con el bulbo.

c) Mesencéfalo:

• Conecta el puente troncoencefálico o puente de Varolio y el cerebelo con el diencéfalo.
• Es el segmento más alto del tronco del encéfalo. Está atravesado por un conducto estrecho, el conducto de Silvio (acueducto cerebral) ocupado por líquido encefalorraquídeo.

3. Mencione dos núcleos que se localizan en:

a) Mecencéfalo

b) Cerebelo

4. Nombre de los siguientes pares craneales

X. Nervio vago

V. Nervio trigénimo

II. Nervio óptico

IV. Nervio troclear

5. Dibuje una neurona e identifique sus partes.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Se pudo observar un cerebro de cerdo que, en anatomía, es muy parecido al cerebro humano (cómo lo fue el corazón)–aunque notamos que el cerebro de todos los mamíferos tienen fisura de rolando pero sólo los humanos tenemos fisura de Silvio–. Pudimos ver todas las estructuras macroscópicas del sistema nervioso central, haciendo especial enfoque en las diferentes fisuras así como los lóbulos cerebrales. Al hacer la extirpación del cerebelo, pudimos verlo a más detalle, así como lograr tener una mejor visión del bulbo raquídeo.

También observamos un embrión de pollo de 33 horas y notamos el desarrollo del sistema nervioso central, que ya se encuentra muy avanzado y tiene ya estructuras desarrolladas tales como el metencéfalo, diencéfalo…

Como biomédico es fundamental conocer la anatomía –y fisiología– del sistema nervioso, en especial el cerebro, pues gran parte de la instrumentación médica tal como la resonancia magnética se dedican en gran medida al estudio del cerebro y sus alteraciones. Además, considerando que es el sistema nervioso el responsable de toda acción en el cuerpo, es fundamental conocer su funcionamiento para, asimismo poder conocer el funcionamiento de los demás sistemas.

BIBLIOGRAFÍA

-- Barry Connors, Michael Paradiso, Mark F. Bear : Neuroscience: Exploring the Brain, 3ª edición, 2007, ISBN 978-0-7817-6003-4. Consultado el 31-12-2009.

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– Moore, Keith L., Anatomía con orientación clínica, 4ª Edición, Editorial Panamericana, Filadelfia, E.U.A., Año 1999, Págs. 39-47

–Stanfield, CL; Germann, WJ. (2008) Principios de Fisiología Humana, Pearson Benjamin Cummings. 3 ª edición, pp.754.

–Yokochi, Chihiro, Atlas fotográficas de anatomía del cuerpo humano, 3ª edición, Editorial McGraw-Hill, México D. F., Año 1991, Págs. 145-160

– López Antunez, Luis, Anatomía funcional del sistema nervioso, 1ª Edición, Editorial Limusa, México D. F., Año 1990, Págs. 249–274

Los fallos de los cocineros se tapan con las salsas, los de los arquitectos con flores y los del médico... con tierra.

- Anónimo