Il sistema nervoso
Il sistema nervoso ci permette di ricevere e rispondere agli stimoli del mondo esterno: è
diviso in sistema nervoso centrale (SNC), formato da organi come il cervello, il cervelletto
e il midollo spinale e dal sistema nervoso periferico (SNP).
Nel SNC, ci sono miliardi di cellule nervose o neuroni; la loro caratteristica principale è
quella di essere eccitabili quindi di poter generare segnali elettrici (onde di
depolarizzazione). Essi sono anche in grado di raccogliere informazioni e creare stimoli da
trasmettere agli altri neuroni tramite sinapsi.
Il sistema nervoso è un’intricata rete di neuroni, distinti in:
Corpo cellulare (o soma), che contiene il
nucleo con il DNA.
Dendriti, strutture ramificate che raccolgono gli
stimoli provenienti da altri neuroni o dalla periferia
per portarlo al corpo cellulare.
Assone, singolo prolungamento che conduce gli
stimoli dal corpo cellulare ad un altro neurone o alla
periferia.
Oltre ai neuroni, il tessuto nervoso comprende anche le cellule gliali come gli astrociti, che
danno sostegno fisico e metabolico ai neuroni, gli oligodendrociti che forniscono agli
assoni la guaina mielinica, un rivestimento isolante, e la microglia, una cellula di tipo
immunitario.
E' possibile distinguere anche altri sottotipi di neuroni in base a caratteristiche fisiche e
funzionali.
Il sistema nervoso quindi è strutturalmente complesso e ha un’ organizzazione non
modulare.
Data l'estrema complessità, è facile comprendere come una minima lesione del sistema sia
difficilmente risanabile, in più, a differenza della maggior parte degli altri tessuti del corpo,
il tessuto nervoso non può rinnovare le sue cellule. Tuttavia questo limite può essere
superato, sono possibili alcune variazioni a livello delle sinapsi. E' il fenomeno della
plasticità neuronale che consente di adattare l'attività del SNC e in parte anche la sua
struttura microscopica ai diversi ambienti in cui l'uomo vive.
La neurogenesi adulta
La neurogenesi adulta, negata per lungo tempo e definitivamente accettata solo nel 1994,
ha smentito la convinzione che tutti i neuroni degli esseri viventi perdano la capacità
rigenerativa già poco dopo la nascita e non siano più in grado di rinnovarsi quando
subiscono un danno.
Grazie alla presenza in due ristrette aree del nostro cervello di cellule staminali in grado di
auto-rinnovarsi e di generare progenitori neurali, è possibile che in un tessuto così statico e
complesso possano essere generate nuove cellule neurali.
Alcuni neuroni vengono infatti generati in due aree cerebrali dove si trovano
rispettivamente due nicchie staminali di derivazione embrionale, unico luogo dove le
cellule staminali adulte possono sopravvivere e svolgere il loro compito: la zona
sottoventricolare (SVZ), che si trova appunto vicino ai ventricoli e la zona sottogranulare
(SGZ) dell’ippocampo, mentre il resto del SNC rimane un tessuto perenne. E’stato infatti
osservato che in caso di perdita di neuroni le cellule del SVZ e del SGZ non sono in grado
di poterli sostituire. Le cellule generate nell’ippocampo e nel bulbo olfattivo hanno solo la
funzione di garantire la plasticità dei circuiti legati ad alcune funzioni di fondamentale
importanza per la sopravvivenza: l’apprendimento, la memoria e l’olfatto.
Nel corso dell’evoluzione la capacità rigenerativa è andata persa e quella neurogenica
ridotta. Infatti nei pesci, negli anfibi e negli invertebrati la neurogenesi è attiva in diverse
zone del SNC. In queste specie quindi il SNC può essere rigenerato in caso di lesioni
arrivando anche a ricostruire interi circuiti nervosi. Nei mammiferi sono presenti solo
alcune zone dove la neurogenesi può avvenire, anche se finalizzata al ricambio di alcuni
specifici neuroni.
Le CELLULE STAMINALI e la loro NICCHIA
A partire dagli anni ’90, è stato possibile espandere in coltura cellule staminali prelevate
dalle zone neurogeniche. Ciò ha portato gli scienziati ad una miglior comprensione del
loro funzionamento, tuttavia risulta ancora molto difficile studiare il comportamento
delle neurali all’interno del cervello.
Infatti le zone neurogeniche si trovano nella parte centrale del cervello perciò è
estremamente complicato osservare il loro funzionamento;inoltre le neurali assumono un
comportamento differente in vitro rispetto a quello in vivo e le condizioni del proprio
ambiente,la nicchia staminale,sono molto difficili da riprodurre.
Le ricerche più recenti hanno comunque fatto luce su alcune particolarità delle neurali: si
è scoperto che nelle zone neurogeniche si trova un vasto addensamento di astrociti e che le
cellule staminali sarebbero identificabili con alcuni di essi. Questi infatti si dividono e
generano cellule progenitrici che proliferano velocemente,dando origine a molte cellule
figlie. Queste cellule presentano differenze rispetto agli astrociti e generano altre cellule
simili ai neuroni(precursori neuronali). Nella nicchia staminale quindi pochi astrociti
possono formare un gran numero di precursori neuronali che differenziano
successivamente in neuroni.
STAMINALI NEURALI in COLTURA
Il comportamento delle cellule staminali neurali in vivo è molto diverso da quello in vitro:
in vivo le staminali formano prevalentemente neuroni,in coltura astrociti e una bassa
percentuale di neuroni.
Tuttavia dalla coltura è possibile riscontrare alcune proprietà di queste cellule quali la
capacità di auto rinnovamento e il differenziamento nei tipi principali di cellule nervose.
L’uomo,pertanto,può riprodurre vere e proprie colonie di staminali neurali ma risulta
ancora impraticabile l’utilizzo di tali cellule per trapianti intracerebrali a fini terapeutici.
PROSPETTIVE TERAPEUTICHE
Attualmente non esistono terapie efficaci in grado di sostituire i neuroni persi o le cellule
gliali danneggiate a seguito di malattie neurodegenerative (Sclerosi Multipla, morbo di
Parkinson, Alzheimer) o da danno traumatico (lesioni del midollo spinale) o vascolare
(ictus). Questo è dovuto all'incapacità del tessuto nervoso di attuare procedimenti di
rigenerazione o di riparazione e alle scarse conoscenze sul comportamento delle staminali
neurali in vivo (all'interno del cervello), che si differenzia notevolmente rispetto a quello
delle colture in vitro: è dunque fondamentale per la ricerca considerare il contesto tissutale
in cui le staminali cerebrali si trovano.
Obiettivo della ricerca è riuscire a capire e a migliorare la risoluzione di una serie di
problemi:
comprendere quali siano i meccanismi che impediscono la riparazione del SNC e
che regolano l'attività delle staminali nelle zone di neurogenesi
sviluppare le facoltà di alcuni progenitori, dalle potenzialità minori rispetto alle
cellule staminali neurali, che sono stati individuati nel tessuto cerebrale al di fuori
delle zone neurogeniche (parenchima cerebrale)
valutare la praticabilità del metodo del trapianto intracerebrale (mediante iniezioni
dirette) di staminali neurali, fetali o embrionali, che ad oggi risulta invasivo e
spesso non efficace, poiché capita che le cellule non si adattino e muoiano, o che
sviluppino tumori.
tentare di utilizzare per i trapianti cellule progenitrici già parzialmente differenziate,
oppure indirizzare staminali embrionali o iPS (staminali pluripotenti indotte) a
differenziare in neuroni che possano poi essere utilizzati per un trapianto. In ogni
caso, questo metodo presenta una serie di limiti, elencati nel punto precedente.
studiare il comportamento di cellule staminali neurali iniettate via endovena. Nel
caso di malattie possono formare 'nicchie atipiche perivascolari' all'interno del SNC,
sul quale esercitano un effetto benefico definito bystander, che consiste in un effetto
trofico in grado di migliorare la riparazione e limitare i danni al tessuto nervoso.
lo stesso effetto bystander è stato ottenuto anche mediante l'utilizzo di staminali
mesenchimali, staminali individuate nel midollo osseo che formano componenti
cellulari del sangue, interagendo con le cellule staminali ematopoietiche (CSE).
LAVORO SVOLTO DA BOAGNO PIETRO,BOGLIACINO ELENA,VITALE
GIULIA,ZUCCARO STEFANIA
Liceo classico Gabriello Chiabrera Savona classe 2°B
