background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

SYSTEMIC PATHOLOGY OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM 

The  central  nervous  system  (CNS)  brain,  spinal  cord  and  meninges.  The 

CNS is arranged to form two basic parts: the gray and white matter. In the CNS, 
gray  matter  is  found  in  the  cerebral  cortex,  the  gray  matter  is  composed  from 
neuronal cell bodies. The white matter consists of neuronal axons that arise from 
neuronal cell bodies in the gray matter and terminate distally. In the spinal cord, 
white matter is located peripherally surrounding the gray matter. 

The exterior of the CNS is covered by the meninges. The meninges consist 

of three layers named from out to in layers as the dura mater, arachnoid, and pia 
mater. The arachnoid and pia enclose the subarachnoid space. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Brain: White and Gray matter (Grossly and Microscopically) 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Spinal Cord: White and Gray matter (Grossly and Microscopically) 

 
 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

CNS Meninges: 1) Dura mater, 2) Arachnoid, 3) Pia mater. 

 

 
 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

Apoptotic Cell Death (Programmed Cell Death) 

Apoptosis  is  a  single  cell-initiated,  gene-directed  cellular,  self-destructive 

regulatory mechanism that leads to “programmed” cell death. This mechanism is 
used: 
(1) During the development of the nervous system to ensure proper migration and 

orientation of cell layers and removal of excess embryonic cells. 

(2) To remove “aged” cells (i.e., cell turnover). 
(3) To maintain cell number homeostasis in organ systems that have regenerative 

capacity. 

 

Necrotic Cell Death 

Necrosis is a process that usually affects groups of cells in contrast to single 

isolated cells as observed in apoptosis. Necrosis is characterized by the following 
sequence:  hydropic  degeneration,  swelling  of  mitochondria,  pyknosis  and 
fragmentation  of the nucleus, and  eventual  cell lysis  caused  by  cell  membrane 
damage  and  the  inability  of  the  plasma  membrane  to  control  ion  and  fluid 
gradients. Cellular debris associated with necrotic neuronal death will illicit an 
inflammatory response in contrast to apoptotic neuronal death. 
 

Wallerian Degeneration  

Injury to axons of the CNS can result from a variety of causes such as:  

(1) traumatic transection leading to Wallerian degeneration;  
(2) compression and crushing;  
(3) therapeutic neurectomies;  
(4) nerve stretching injury; and  
(4) intoxication. 
 

The sequence of Wallerian degeneration includes the following: 

1.  Degeneration  and  fragmentation  of  axon  and  myelin  within  several  days. 

Proximal segment degenerates back to the next node of Ranvier, but all the 
distal segment dies. 

2. Removal of axonal and myelin debris by phagocytosis. Some phagocytes are 

from the blood and some phagocytosis is by Schwann cells. All of the debris 
is cleared out tube within a few weeks. 

3.  Regeneration  of  axon  if  the  endoneurium  is  intact  to  allow  the  axon  of  the 

proximal segment to enter and slide down the tube. 

4. Remyelinization by Schwann cells. 
 
 
 
 
 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                   
 
 

Wallerian Degeneration in 

Neurons 

 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

 
 
 
 
 
 

Astrocytes (Gimestocytes) 
 
 
 
 
 
 
 
Microglial cell nodule. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gitter cells (monocytes) 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

CNS Infarction 

Infarction means necrosis of a tissue following obstruction (ischemia) of its 

arterial blood supply. The rate at which ischemia occurs in the CNS determines 
the degree of injury that follows. The more rapid the onset of ischemia, the more 
severe the lesion. If the obstruction is sudden, as caused by an embolus, many of 
the  neurons  can  die  within  minutes  and  other  components  within  hours.  This 
outcome also applies to compressive injuries to the CNS that produce a sudden 
reduction in blood flow, such as can happen with sudden compression, but if the 
blood flow through an artery is gradually reduced (as in arteriosclerosis) there is 
sufficient time for anastomotic vessels to dilate and compensate. 

The  gross  appearance  of  infarction  may  also  differ  according  to  location. 

Lesions affecting the gray matter tend to be hemorrhagic, whereas infarction of 
the white matter is often pale. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Cerebral Edema 

There are two distinct types: (1) cytotoxic edema or cell swelling caused by 

increased intracellular fluid with normal vascular permeability and (2) vasogenic 
edema or tissue swelling caused by increased extracellular fluid resulting from 
increased vascular permeability. 

Vasogenic  Edema: 

is  the  most  common  type  of  edema  in  the  CNS.  It  occurs 

following  vascular  injury  often  adjacent  to  inflammatory  foci,  hematomas, 
contusions, infarcts, cerebral hypertension, and neoplasms. 

Cytotoxic Edema: 

Cytotoxic edema is characterized by the accumulation of fluid 

intracellularly  in  neurons,  astrocytes,  oligodendroglia,  and  endothelial  cells 
(called hydropic degeneration in other cells of the body) as a result of altered 
cellular metabolism, often due to asphyxia. 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Encephalitis: 

inflammation of cerebral. 

Meningitis: 

inflammation of meninges. 

Encephalomeningitis: 

inflammation of cerebral and meninges. 

Cerebillitis: 

inflammation of cerebellum.

 

Myelitis: 

inflammation of spinal cord. 

Encephalomyelitis: 

inflammation of cerebral and spinal cord. 

Ventriculitis: 

inflammation of brain ventricles. 

Medullitis: 

inflammation of medulla oblongata. 

Mesoneuritis:

 Inflammation of a nerve without involvement of its sheath. 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

Encephalitis:  

It’s inflammation of cerebral part of brain. Depending on the type of antigen 

and  the  pathogenicity  of  the  infectious  agent,  the  inflammatory  response  will 
resolve (heal) or progress to a chronic or granulomatous phase with attempts at 
resolution  and  clearance  of  the  infectious  agent.  In  the  CNS,  the  type  of 
Inflammatory response can vary with the cause. 
1. Serous to suppurative or purulent responses can be due to several species of 

bacteria. 

2. Eosinophil responses occur in salt poisoning and parasitic larval migration. 
3.  Lymphocytic,  monocytic/macrophage,  nonsuppurative,  lymphomonocytic, 

and lymphohistiocytic responses can be due to viruses and certain protozoa. 

4.  Granulomatous  response  can  be  due  to  fungi,  certain  protozoa,  and  some 

higher-order bacteria, such as the Mycobacterium spp. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

Cerebellar Hypoplasia 

In  animals  the  most  common  causes  of  cerebellar  hypoplasia  are 

parvoviruses,  panleukopenia  virus,  canine  parvovirus,  pestiviruses,  diarrhea 
virus.  

Grossly the size of the cerebellum is reduced; the reduction in size varies in 

severity  depending  on  the  age  and  developmental  stage  of  the  brain  when  the 
fetus  or  neonate  is  infected.  Microscopically  there  is  necrosis  and  loss  of  the 
external granular layer and degeneration and loss of Purkinje cells.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

10 

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

Hydrocephalus 

The most common congenital malformations and developmental anomalies, 

hydrocephalus is the anomaly most likely to be caused in utero injury following 
viral infection of the developing fetus. The type of hydrocephalus is depending 
on where the occlusion is occurring:  
1. Blockage of the interventricular foramen between a lateral and third ventricular 

leads to unilateral dilatation of that lateral ventricle. 

2. Blockage of both interventricular foramina leads to bilateral dilatation of both 

lateral ventricles. 

3. Blockage of the mesencephalic duct leads to bilateral dilatation of both lateral 

ventricles,  the  third  ventricle,  and  the  segment  of  the  mesencephalic  duct 
proximal to the blockage. 

4.  Blockage  of  the  lateral  apertures  of  the  fourth  ventricle  leads  to  bilateral 

dilatation of lateral ventricles, the third ventricle, the mesencephalic duct, and 
the fourth ventricle. 

5. Blockage of reabsorption leads to bilateral dilatation of lateral ventricles, the 

third  ventricle,  the  mesencephalic  duct,  the  fourth  ventricle,  and  the 
subarachnoid space. 

 
 

Brain Abscesses 

Cerebral abscesses in animals are relatively uncommon but arise following 

entry of bacteria into the CNS. This may  occur either from direct extension or 
hematogenously.  With  direct  extension,  abscesses  occur  following  penetrating 
wounds,  such  as  calvarial  fractures,  or  from  spread  of  infection  from  adjacent 
tissues such as the meninges, paranasal sinuses, and internal ear. 

Grossly, brain abscesses can be single or multiple, be discrete or coalescing, 

and have varied sizes. Abscesses consist of a white to gray to  yellow, thick to 
granular  exudate.  The  color  of  the  exudate  can  be  influenced  by  pyogenic 
bacteria. The borders of abscesses are often surrounded by a red zone of active 
hyperemia induced by inflammatory mediators. With chronicity, abscesses may 
be walled off by processes of astrocytes and fibrous connective tissue from the 
pia  mater,  especially  when  the  abscess  results  from  a  penetrating  wound. 
Streptococcus,  Staphylococcus  and  Corynebacterium  produce  a  pale-yellow  to 
yellow and watery to creamy exudate. Escherichia coli and Klebsiella produce a 
white to gray and watery to creamy exudate. Pseudomonas produce a green to 
bluish-green exudate.  

Microscopically, early lesions consist of clusters of microglial cells. With 

time, these lesions enlarge  and  contain variable numbers of neutrophils, but  in 
some foci macrophages can be the principal cell type. Necrosis and accumulation 
of gitter cells can be prominent. Numerous gram-positive bacilli can be detected 
in some lesions. 


background image

11 

Systemic Pathology / 

CNS System 

Dr. Saevan Saad Al-Mahmood

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Meningitis 

Meningitis refers to inflammation of the meninges. In animals, meningitis is 

most commonly caused by bacteria such as Escherichia coli and Streptococcus 
that traverse to the leptomeninges and subarachnoid space. The term meningitis 
generally  refers  to  inflammation  of  the  leptomeninges  (the  pia  mater, 
subarachnoid space, and adjacent arachnoid mater) in contrast to inflammation of 
the dura mater, which is referred to as pachymeningitis.    




رفعت المحاضرة من قبل: Yehia Vet
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 125 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل