Zentrales Nervensystem (ZNS)

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Thilo Schulz
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1 Kurstag 8 Zentrales Nervensystem (ZNS) Themen Großhirn Mittelhirn Dopaminerge Nervenzellen Kleinhirn Lernziele Prüfungsrelevante Lerninhalte ZNS: (Übergeordnete Gliederung und allgemeine Begriffe: ZNS/PNS, afferente/efferente Neurone, somatisches/viscerales Nervensystem, Hirnnerv/Spinalnerv, graue/weiße Substanz, Cortex, Medulla, Nucleus, Tractus, Fasciculus werden vorausgesetzt.) Struktur und Funktion zentraler Glia, Makroglia: Astrozyt, Oligodendrozyt, Ependymzelle, Mikroglia, Blut-Hirn-Schranke, Hirnhäute und Liquorräume, Plexus choroideus. Isocortex: Zytoarchitektur des Isokortex Cerebellum: Kleinhirnrinde, -mark, Zytoarchitektur u. Verschaltung im Kleinhirn, Mesencephalon: Substantia nigra, Klinische Aspekte (fakultativ) Lernziele der Vorlesung Histologie Die Studierenden sollen Isokortex und Allokortex unterscheiden und die Unterschiede erläutern können. Struktur von Mark und Rinde des Groß- und Kleinhirns einschließlich deren Schichtenaufbau, Zelltypen mit ihren Charakteristika, Funktionen, Transmittern und Verschaltungsprinzipien erläutern und wiedergeben können. Lernziele des Kurses Histologie Die Studierenden sollen die kursrelevanten Präparate identifizieren und mit ihren Charakteristika beschreiben bzw. skizzieren. die Verteilung von grauer und weißer Substanz (Cortex, Medulla, Nucleus) in den Präparaten, sowie die Verteilung von Gliazellen zuordnen können. den Aufbau von Neuronen und Synapsen (s. auch Kurstag 7) erläutern können. die zentrale Glia klassifizieren können und die besonderen Eigenschaften und Funktionen von Astrozyten, Oligodendrozyten, Mikroglia und Ependymzellen erläutern können. die Bildung von Grenzmembranen und der Blut- Hirn-Schranke erläutern und deren Funktionen erklären können. die Architektur der Hirnhäute und deren Unterschiede zwischen Rückenmark und Telencephalon erklären können. Amyotrophe Lateralsklerose (progressive Bulbärparalyse), Morbus Parkinson, Multiple Sklerose. Lage, Funktion und Aufbau der Substantia nigra im Mesencephalon mitsamt ihren Zelltypen und die aus deren Fehlfunktion resultierenden Pathologien (wie z.b. der Morbus Parkinson) erklären können. 60

2 Präparat 29: Großhirn, Mensch, Nissl Färbung Aufsuchen der äußeren Oberfläche des Gehirns mit Anteilen der weichen Hirnhäute, Identifizieren von Gyri/Sulci der Großhirnrinde. Von der äußeren Gehirnoberfläche in die Tiefe mikroskopieren, graue (Rinde) und weiße (Mark) Substanz unterscheiden. Innerhalb der Rinde Schichtengliederung untersuchen wie viele Schichten lassen sich im vorliegenden Präparat klar unterscheiden Betzsche Riesenzellen aufsuchen. Zeichnen Sie eine Übersicht von der Großhirnrinde sowie eine Detailansicht vom Kortex mit Schichtengliederung (soweit erkennbar). Wie unterscheiden sich Iso- und Allokortex voneinander Wo kommen diese Formen im Gehirn vor Kann Allokortex weiter untergliedert werden Wie unterscheiden sich granulärer und agranulärer Kortex voneinander Wo kommen diese Formen typischerweise vor Kommen Betzsche Riesenzellen in allen Bereichen des Isokortex vor Welche Bauelemente der Großhirnrinde können mit der Nissl Färbung nicht analysiert werden Kann man in diesem Präparat Gliazellen sicher identifizieren, gibt es indirekte histologische Merkmale 61

3 Präparat 30: Großhirn, Mensch, Markscheidenfärbung nach Weigert Vergleichen Sie dieses Präparat mit dem vorherigen Präparat 29. Aufsuchen der Rinden-Markgrenze, davon ausgehend Untersuchung der Faserarchitektur der Großhirnrinde. Zeichnen Sie einen Ausschnitt aus der Rinde, sowie aus dem Mark-/Rindengrenzbereich mit radiär ausgerichteten myelinisierten Axonen. Welche Bauelemente von Nervenzellen werden in der vorliegenden Färbung nicht oder nur sehr schwach dargestellt Auf welche Schichten des Isokortex projizieren sich äußerer und innerer Baillarger Streifen Wie würde sich der Gennari-Streifen in der Markscheidenfärbung darstellen 62

4 Präparat 32: Gehirn, Ratte, anti-gfap Immunhistologie, Hämalaun Identifizierung wichtiger Areale in der Übersicht: Cortex, Corpus callosum (Balken), Seitenventrikel und III. Ventrikel, Hippocampus, Hypothalamus. Aufsuchen von dunkelbraun gefärbten Astrozyten und Studium ihrer Morphologie. Ausschnitt aus dem Präparat zeichnen. Andere, blaugefärbte Zellkerne von Neuronen oder Oligodendrozyten beachten. Was sind Astrozyten und welche Funktionen besitzen diese Zellen Lokalisieren Sie die Gliagrenzmembran (Membrana limitans gliae superficialis und perivascularis). Vergleichen Sie Gemeinsamkeiten/Unterschiede von zentraler und peripherer Glia. Wiederholen Sie das Prinzip einer immunhistologischen Färbung.! In welchen Zellkompartimenten der Astrozyten ist GFAP lokalisiert Ist der Nachweis von GFAP-Expression in allen Entwicklungsphasen des ZNS spezifisch für Astrozyten Wie könnte man selektiv andere Gliazelltypen im ZNS nachweisen 63

5 Präparat 33: Mittelhirn, Maus, anti-tyrosinhydroxylase, Immunhistologie Orientierung im Präparat: Großhirnhemisphären und Mittelhirn. Das Mittelhirn wird gegliedert in: Tectum (dorsal), Tegmentum und Crura cerebri (basal). Aufsuchen der braun gefärbten Substantia nigra des Mittelhirns. Zeichnen Sie einen Ausschnitt mit braun gefärbten Perikarya (Zytoplasma) und Dendriten der Substantia nigra. Welche Neurone werden über den immunhistologischen Nachweis des Enzyms Tyrosinhydroxylase dargestellt Warum sind die Kerne typischerweise nicht gefärbt Wie spezifisch ist dieses Verfahren Könnten auch andere Neurone angefärbt werden Welche physiologische Funktion besitzt Tyrosinhydroxylase in Nervenzellen Welche Erkrankung geht mit einer Degeneration der dopaminergen Neurone der Substantia nigra einher Welche Symptomatik tritt bei diesen Patienten auf und warum 64

6 Präparat 31: Kleinhirn, Mensch, Luxolechtblau-PAS-Hämalaun (Klüver-Barrera) Studium des Präparats zunächst in der Übersicht: Baumartige Struktur ( Thuja occidentalis, Arbor vitae ) mit Folia, Rinde und Markzone identifizieren. Aufsuchen von Stratum moleculare mit Korb- und Sternzellen, Stratum purkinjense (ganglionare) mit Purkinje Zellen, Stratum granulosum mit Körnerzellen, Golgi Zellen und Glomeruli cerebellares. Übersichtszeichnung mit typischer baumartiger Architektur. Zeichnen Sie einen Ausschnitt aus dreischichtiger Rinde und Markbereich, o. g. Strukturen markieren. Welches sind die einzigen efferenten Neurone der Kleinhirnrinde Was geschieht in den Glomeruli cerebellares Was ist ihr typisches lichtmikroskopisches Merkmal Wo enden Moos- und Kletterfasern im Kleinhirn Wer liegt in den Körben von Korbzellen 65

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Zelltypen des Nervensystems Im Gehirn eines erwachsenen Menschen: Neurone etwa 1-2. 10 10 Glia: Astrozyten (ca. 10x) Oligodendrozyten Mikrogliazellen Makrophagen Ependymzellen Nervenzellen Funktion: Informationsaustausch.