RM en la valoración de la maduración de la mielina

Miguel A. López PinoH.I.U. Niño Jesús. Madrid

Desarrollo cerebral

• El desarrollo neuronal cerebral presenta difere ntes procesos:

1. Proliferación1. Proliferación2. Diferenciación3. Mielinización4. Sinaptogénesis

Mielinización RM

• Mielina y mielinización

• Secuenc ias de RM empleadas en el estudio de empleadas en el estudio de maduración de la mielina

• Patrones de mielinización “normal” por RM

Mielinización

Mielinización: proceso por el cual se produce una va ina lipoproteica que cubre el axón de algunas neuronas

cuerpocelular

axon

vaina de mielina

nucleo

Fibras mielínicas

• Mielina: vaina dependiente de la celula del neurol ema (schwann) o de oligodendrocitos, que se forma durante el crecimiento de la fibra nerviosa

La vaina de mielina la producen los oligodendrocitos y las células de Schwann

• oligodendrocito– SNC

Vaina de mielina

– SNC

• célula de Schwann– SNP

Cada oligodendrocito tiene varios procesos que producen vaina de mielina de diferentes axones (a diferencia de las células de Schwann)

Oligodendrocitos

Vaina de mielinaVaina de mielinaVaina de mielinaVaina de mielina

Proceso Proceso oligodendrocitooligodendrocito

La vaina se origina por enrollamiento en vueltas sucesivas de una parte de la célula neuroglía alrededor del axón (teoría de mielinización por rotación)

Fibras mielínicas

El citoplasma contenido en la porción celular en proceso de enrollamiento se desplaza hacia la periferia y el axón queda envuelto por laminas espirales de dobles membranas celulares, desde unas pocas hasta 100 o mas según el diámetro de la fibra

Fibras mielínicas

según el diámetro de la fibra

Proceso de mielinización

Compactación

Mielinización

• Mielina: proteínas (25%) y lípidos (70%)• Proteí nas:

– proteína proteolipídica y proteina básica de la mielina

• Lípidos:• Lípidos:– colesterol, fosfolípidos y galactolípidos

(4:3:2 ratio)

Mielina

MicroscopioMicroscopio Microscopía electrónicaMicroscopía electrónica

ME alta magnificaciónME alta magnificación

• AXÓN– El axón es de mayor longitud que la célula

envolvente – los sitios sin cubierta: estrangulaciones o

nodos de Ranvier– condución saltatoria:

Fibras mielínicas

– condución saltatoria:• Las regiones mielinizadas están electricamente aisladas• Las cargas eléctricas se desplazan a lo largo del axón• La activación de potenciales ocurre en las regiones no

mielinizadas (nodo de Ranvier)

Nodo de RanvierVaina de mielina

Funciones de la vaina de mielina

• Aumenta la velocidad de conducción

– En los n odos de Ranvier se produce flujo de iones: “conducción saltatoria”

– La mielinizacion aumenta la velocidad de conducción del impulso

– Las capas de mielina forman un buen aislante eléctrico

• Relación “simbiótica” con el axón• El citoesqueleto del axón no se forma

apropiadamente en ausencia de mielinización

Cronología de la mielinización• Se incia al 4º mes de gestación y alcanza casi

su máxi mo sobre los 24 meses (variable)• Es gradual y dura décadas

Mielinización normal por RM

• Madura antes las fibras sensitivas (visual y auditi vo) que las motoras

• Proximal antes que distal• Las proteínas maduran antes que los lípidos• Patrón predecible• Patrón predecible

Mielinización normal por RM

• Normalmente, de caudal a craneal, de dorsal a ventra l y de central a periférico

.

• La maduración de la mielina se asocia con:

– acortamiento del T1: aumenta la concentración de colesterol y glicolípidos

– acortamiento del T2: reducción del agua libre, engrosamiento de la espiral de la mielina y cambios

Mielinización normal por RM

engrosamiento de la espiral de la mielina y cambios en las proteínas mielínicas y en los ácidos grasos polinsaturados

– reducción de la difusión del agua (disminución ADC)– incremento de la anisotropía en difusión (DT-MR)– incremento de la transferencia de magnetización

.

• Al nacimiento:– T1: sustancia blanca mas hipointensa que la

sustancia gris– T2 : sustancia blanca mas hiperintensa que gris

• Progresa la mielinización: se incrementa la hiperseñal en T1 y disminuyendo en T2

Mielinización normal por RM

Mielinización normal por RM

• SE, IR y Difusión• T1 (muy útil en <9 meses) • T2 (muy útil 9-24 meses)

• T1: incrementa la hiperseñal– T1 (SE ó FSE)– IRT1

• T2: incrementa la hiposeñal

Mielinización normal por RM

• T2: incrementa la hiposeñal– T2– T2-MTC

• Difusión, DTI y FA: disminuye la difusibilidad• FLAIR

T1 en mielinización

• TR y TE más corto que adultos

• IR

• TR y TE más largo que adultos• FSE-T2 más precoz que SE-T2• T2-MTC potencia la hiposeñal al mielinizar

T2 en mielinización

• Nuevas secuencias: mcDESPOT• multicomponent driven equilibrium single pulse

observation of T1 and T2: T1/SPGR y T2/T1 SSFP. Cuantitativas

– cerebelo, protuberancia y cápsula interna– caudocranealmente esplenium y radiaciones

Mielinización normal por RM

ópticas (150 días)– parietooccipital (150-180)– rodilla y frontotemporal (después 250 días)– frontal– mas precoz hemisferio izquierdo (al revés en

cerebelo)

Deoni. Mapping infant brain myelination with magnetic resonance imaging. The Journal of Neuroscience. 12, 2011.

¿normal o patológico?

20 meses

0-2 meses

– Médula, bulbo, mesencéfalo dorsal y pedúnculos cerebe losos

– Inicio brazo posterior de cápsula interna, corona radiada y exterior de tálamo ventrolateral, la corteza perirolándica, corteza occipital medial y la ínsula posterior

0-2 meses

4 meses

– Sustancia blanca profunda de los hemisferios cerebel osos y tronco cerebral ventral

4 meses– Tracto corticoespinal (brazo anterior cápsula interna) y

las rad iaciones ópticas– Supratentoriales previamente mielinizadas ahora son

más extensas y se extienden a corona radiada

8 meses- Claro gradiente posteroanterior, mostrando una

mielini zación casi completa en fosa posterior-cerebral posterior

8 meses- Mielinizado el esplenium y rodilla del cuerpo calloso- Brazos a nteriores de cápsulas internas completado

18 meses

- Mielinización subcortical occipital- Progre siva mielinización sustancia blanca subcortical

24 meses

- Mielinización está casi completa, excepto para el area terminalis localizada lateral al atrio ventricular (no madurará completamente hasta 2º-3º década)

Mielinización terminal:- dorsolateral atrios VL- bilate ral y simétrico- no mielinizados más espacios perivasculares

24 meses

Mielinización terminal/leucomalacia periventricular

triángulolínea

brillo

pared

Mielinización cuerpo calloso- Engrosamiento y mielinización- Espleni um 3 meses, cuerpo 5 meses y rodilla a los 6

meses- A los 9 meses como adulto

15 dias 6 meses 9 meses3 meses

Mapas de mielinización normal

• Barkovich

• Van der Knaap

• Welker y Patton Semin Neurol 2012

• Desmielinizantes• Dismielinizantes

Leucodistrofias• Hipomielinizantes

- Hipomielinización primaria

¿normal o patológico?

- Hipomielinización primaria (Pelizaeus-Merzabacher, paraplegia espástica tipo 2, hipomielinización con atrofia de g. basales y cerebelo, 18q-, 11q- …)

- Prematuro- Stress externo

Conclusión

• La mielina aumenta la velocidad de conduc ción

• Realizar las secuencias RM adecuadas para valorar mielinización

• Conocer los patrones de mielinización • Conocer los patrones de mielinización normales (mirar un atlas)

• Incluir en el informe: “La maduración de la mielina es acorde a una edad cronológica de …”