nervoso 1 - Progetto e

Tessuto nervoso
• Concentrato per il 98% nel SNC
• Contiene due tipi di cellule:
– Neuroni
– Neuroglia
• E’ provvisto vascolarizzazione
un singolo neurone al microscopio
(colorazione istologica di Golgi)
corpo cellulare
dendriti
Dal greco déndron = 'albero'
assone
mentre il numero di
dendriti è variabile, tutti
i neuroni possiedono un
singolo assone
istologicamente, il decorso
dell’assone è più difficile da
seguire rispetto ai dendriti
schema di un
neurone
realizzato con la
“camera lucida”
in questo disegno è visibile solo il
moncone prossimale dell’assone,
che può percorrere distanze
notevolissime prima di dare
origine a ramificazioni terminali
morfologia delle cellule nervose
prolungamenti sezionati
ganglio periferico
trasversalmente
voluminoso soma
neuronale con grande
nucleo chiaro e denso
nucleolo
• Multipolari
– i più comuni
• Pseudounipolari
– gangli sensitivi
• Bipolari
– retina
– ganglio
vestibolare
– mucosa
olfattiva
• Unipolari
– molto rari
Classificazione dei neuroni
in base al numero di
prolungamenti
schema delle parti fondamentali del neurone
arborizzazione
terminale
dendrite
soma o corpo
cellulare
guaina
mielinica
nucleo con
nucleolo
assone o
neurite
nero: soma e dendriti;
rosso: assone e terminazioni
corpo cellulare o soma
e dendriti
Corpo cellulare o soma
• Morfologia variabile:
– Stellata (motoneuroni)
– Piramidale (corteccia cerebrale)
– Piriforme (Pukinje del cervelletto)
– Sferica (gangli sensitivi)
• Nucleo:
– Voluminoso, sferico od ovoidale, centrale
– chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente
alla predominio di eucromatina (elevata
attività genetica)
– Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente
basofilo (elevata attività di sintesi proteica)
Citoscheletro e zolle di Nissl
Impregnazione
argentica
Coloranti basici
Soma: componenti citoplasmatiche
• Mitocondri numerosi
(anche nei prolungamenti)
• Gogli spesso di estensione considerevole
• Sostanza di Nissl: zolle basofile che si
estendono ai dendriti (ma non all’assone)
reticolo endoplasmatico rugoso
• Ribosomi numerosissimi
• Neurotubuli e neurofibrille
(aggregati di neurofilamenti di 10 nm)
• Centrioli quasi sempre presenti
(nonostante l’assenza di mitosi)
Dendriti
• In genere multipli
• Emergono da vari punti del
corpo cellulare
• Relativamente più brevi
dell’assone
• Si ramificano ripetutamente
rimanendo nelle vicinanze del
soma
• Contorno irregolare, spesso
ricoperto di spine o gemmule
• Contengono tutti gli organuli
(tranne il Golgi)
• Funzionalmente e
morfologicamente espansioni
del soma
assone
Ultrastruttura dell’assone
assone in sezione longitudinale
Assone
• Presente in tutti i neuroni
• Di solito unico
• Origina da una protrusione del soma detta
cono di emergenza
• In genere più lungo e regolare dei dendriti
• Di solito non emette rami collaterali in
vicinanza del soma…
• … ma si divide ripetutamente nel cosiddetto
territorio di innervazione
• presenta un citoplasma (assoplasma)
contenente strutture citoscheletriche
altamente specializzate
Dendriti
• Abbondanti ribosomi,
reticolo endoplasmico
• Superficie
punteggiata da
“spine”
• Più corti e ramificati
nei pressi del soma
Assone
• Assenza di
componenti associate
a sintesi proteica
• Abbondanti
mitocondri
• Speciali strutture
citoscheletriche
• Superficie avvolta da
guaina mielinica
pre- e post-sinaptico
la sinapsi chimica è la
principale struttura di
connessione funzionale
fra neuroni
la sinapsi
terminale
presinaptico
vescicole
sinaptiche
terminale
postsinaptico
In relazione al punto di contatto
•
•
•
•
Sinapsi
Sinapsi
Sinapsi
Sinapsi
asso-somatica
asso-dendritica
asso-assonica
dendro-dendritica (più rara)
Pompa di
scambio
sodiopotassio
Potenziale transmembrana
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
- - +
+ - - - +
+ La asimmetria nella
- -70 mV distribuzione di ioni carichi elettricamente è all’origine di
una differenza di potenziale
fra i due lati della membrana
che si trova normalmente in
tutte le cellule
Il neurone e la trasmissione di informazioni
Il flusso di
informazioni
2. rilascio di
neurotrasmettitore
alla sinapsi
1. conduzione dell’impulso
lungo l’assone e i suoi
terminali
3. eccitazione o
inibizione del
neurone postsinaptico
4. potenziale d’azione
Schema dell’ultrastruttura della
sinapsi
mitocondrio
vescicola di
neurotrasmettitore
terminale
presinaptico
recettore
terminale
postsinaptico
neurotrasmettitore
rilasciato nella
fessura sinaptica
Sinapsi
• Sinapsi interneuronica
(eccitatoria e inibitoria)
• Morfologia caratteristica correlata
con la funzione di trasmissione
dell’impulso
(non tutti i punti di contatto si
comportano come sinapsi)
• Conferma della
“dottrina del neurone”
Numerosissimi contatti sinaptici per neurone
Placca neuromuscolare
Il flusso di informazioni lungo il neurone
Dendrite o soma
• potenziali postsinaptici
eccitatori e inibitori
Cono di emergenza dell’assone
• Genesi del potenziale d’azione
Assone
• Conduzione del potenziale d’azione
Terminale presinaptico
• Rilascio di neurotrasmettitore
Terminale postsinaptico
• Legame fra neurotrasmettitore
e recettore
Polarizzazione
funzionale del
neurone
• Dendriti:
– Conduzione
cellulipeta
• Assone:
– Conduzione
cellulifuga
Polarizzazione: eccezioni
• Neuroni unipolari
– Il soma è l’unica parte recettiva
della cellula
• Neuroni pseudounipolari
(cellule sensitive dei gangli
cerebro-spinali)
– Il prolungamento periferico è
morfologicamente indistinguibile
dall’assone ma si comporta come
un dendrite
Parti del neurone
• Corpo cellulare
o soma o pirenoforo
• Prolungamenti (neuropilo)
– Dendriti
– Assone
(o cilindrasse o neurite)
• Sinapsi
ganglio periferico
trasporto assoplasmatico
Flusso o trasporto
assoplasmatico o assonico
• Veloce
– bidirezionale, 400 mm al giorno
– vescicole derivate dal Golgi o dal reticolo
endoplasmico
– glicoproteine e fosfolipidi di membrana
– enzimi
• Lento
– Solo anterogrado, 1-6 mm al giorno
– Componenti solubili
– Costituenti monomerici del citoscheletro
– mitocondri
Trasporto veloce
• Microtubuli, neurofilamenti e
microfilamenti sono indispensabili
• Microtubuli e neurofilamenti: “binari”
• Microfilamenti: “trazione”
Trasporto lento
• Indipendente dai microtubuli
• Forse onde di contrazione
dell’assolemma?
Sommario sull’ultrastruttura della sinapsi
• Membrana pre- e postsinaptica
• Spazio intersinaptico (20-30 nm)
occupato da una specie di glicocalice
• Ispessimenti pre- e postsinaptici
(ricordano i desmosomi)
• Notevoli differenze nell’ultrastruttura
dei due versanti…
Bulbo presinaptico
• Assenza di neurotubuli
• Numerosissimi mitocondri
• Numerosissime vescicole sinaptiche,
(20-65 nm) rivestite di membrana unitaria
Lato postsinaptico
• Completamente assenti le vescicole
• Molti neurotubuli
Correlati funzionali dell’ispessimento delle
membrane sinaptiche secondo Gray (1969):
• Sinapsi di tipo I
– Ispessimento postsinaptico
più pronunciato di quello
presinaptico
– Fessura sinaptica
relativamente ampia
Dendritiche,
eccitatorie
• Sinapsi di tipo II
– Ispessimento postsinaptico
più sottile
– Fessura sinaptica meno
ampia
Somatiche,
inibitorie
regola non assoluta…
Neurotrasmettitori
• Acetilcolina
• Noradrenalina o norepinefrina
• Dopanima
• Serotonina
• Istamina
• GABA
• Acido glutamico, acido aspartico
• Glicina
• …?
Oligodendroglia
Astrocita protoplasm.
Microglia
Tipi di cellule gliali
Astrocita fibroso
sostanza grigia e sostanza bianca
nella sostanza grigia sono
concentrati i corpi cellulari,
le arborizzazioni dendritiche
e i terminali degli assoni
neuroni piramidali della corteccia
la sostanza bianca è essenzialmente
costituita da fasci di assoni
marcatura da tracciante retrogrado
Classificazione dei neuroni
in base al comportamento dell’assone:
• Neuroni di proiezione (tipo I di Golgi)
– Assone di lunghezza considerevole:
– grigia
bianca
– grigia
nervo
• Interneuroni (tipo II di Golgi)
– Assone più breve, non entra nella
bianca, non entra in un nervo
– Si ramifica ripetutamente nell’ambito
della sostanza grigia
Classificazione dei neuroni
in base al comportamento dell’assone:
• Neuroni del I tipo di Golgi
– Assone di lunghezza considerevole:
– grigia
bianca
– grigia
nervo
• Neuroni del II tipo di Golgi
– Assone più breve, non entra nella
bianca, non entra in un nervo
– Si ramifica ripetutamente nell’ambito
della sostanza grigia
nervo mielinizzato
fibre
mielinizzate
Guaine di rivestimento dell’assone
• Fibra nervosa:
l’insieme dell’assone e dei suoi involucri
di origine ectodermica
Origine della mielina 1
Nel SNP, la
guaina mielinica
è formata dalle
cellule gliali di
Schwann
Origine della mielina 2
Multipli
avvolgimenti
concentrici di
plasmalemma
intorno all’assone
Origine della mielina 3
Espulsione
progressiva di
citoplasma;
lo stretto
accollamento di
membrane spiega
la rifrangenza
“bianca” della
mielina
• Segmenti “internodali” di 500-1000 µm
interrotti dai nodi di Ranvier
• Il tutto circondato da membrana basale:
– Lamina basale (interna) glicoproteica
– Lamina reticolare di Key e Retzius
Nodo di
Ranvier
nervo mielinizzato
Mielina nel SNC
• SNP: Schwann-mielina
• SNC: oligodendroglia-mielina
Sostanza grigia (scarsamente mielinizzata)
Mielina nel SNC
Sostanza bianca (mielinizzata)
Fibre mieliniche e amieliniche
• Spessore della guaina in relazione a tipo
e calibro della fibra nervosa:
• Motoneuroni:
– Assone spesso
guaina spessa
• N. della sensibilità tattile:
– Assone medio
guaina di medio spess.
• N. della sensibilità dolorifica:
– Assone sottile
guaina sottile
• Fibre dei nervi olfattivi
– amieliniche
Significato funzionale
della mielina
• Isolamento elettrico
• Aumento della velocità di
conduzione dell’impulso
(teoria della conduzione saltatoria)
• Regolazione degli scambi
metabolici
• Ruolo della cellula di Schwann
nella rigenerazione delle fibre
Degenerazione e rigenerazione
• All’inizio della vita postnatale, i neuroni
perdono rapidamente e definitivamente
la capacità di replicarsi
(popolazioni cellulari statiche o perenni)
• Il tessuto nervoso pertanto non è in
grado di rigenerare neuroni in seguito a
lesioni gravi del corpo cellulare
• In seguito alla lesione di un assone,
invece, il soma è in grado di rigenerare
il moncone periferico (grazie al flusso
assoplasmatico)
Lesione (taglio o schiacciamento) dell’assone
Degenerazione Walleriana:
completa degenerazione del moncone
distale di assone e della guaina mielinica
Altre conseguenze
• degenerazione transinaptica o
transneuronale
– …che non si arresta alla sinapsi ma
si estende al neurone successivo
• degenerazione retrograda
(anche la porzione prossimale del
neurone danneggiato rivela segni di
lesione)
– Cromatolisi:
dissoluzione della sostanza di Nissl
– Frammentazione del Golgi
Rigenerazione 1
• Le cellule di Schwann iniziano a formare un
“tubo” cellulare per dirigere la rigenerazione
• I macrofagi fagocitano i detriti
Rigenerazione 2
• L’assone emette “gemme” che si allungano
distalmente
• L’accrescimento dei prolungamenti è guidato
dal “tubo” o “cordone” formato dalla rete di
cellule di Schwann
Rigenerazione 3
• I prolungamenti si allungano verso il bersaglio
periferico crescendo di circa 3-4 mm al giorno
• Il ristabilimento della funzione può avvenire
anche dopo mesi e si possono verificare errori
nelle riconnessioni
Neuroni e neuroglia: riepilogo
• neuroni
– specializzati nella conduzione di impulsi
elettrici che:
• trasportano informazioni
da una regione del corpo all’altra
• integrano ed elaborano tali informazioni
• cellule gliali
– cellule “non nervose” che forniscono
• sostegno strutturale
• mezzo interno per gli scambi nutritivi e gassosi
• attività di riparazione di lesioni
• funzione di “isolamento” elettrico
• forse partecipano alla conduzione nervosa?
“IT”
Effettori
SN
somatico
SNC
Efferenze
SN
autonomo
Muscolo
scheletrico
Muscolo liscio
Muscolo cardiaco
Ghiandole
integrazione
Recettori
altri organi
Afferenze
ambiente
esterno