Il sistema motorio
ORGANIZZAZIONE GENERALE DEL SISTEMA MOTORIO
L’unità motrice
1:10 muscoli extraoculari
1:100 muscoli della mano
1:2000 muscolo gastrocnemio
I gangli della base
I gangli della base (GB) sono costituiti da un insieme di 5 nuclei che svolgono un ruolo importante
nel controllo del movimento. Questi nuclei sono: 1. n. caudato, 2. putamen, 3. globo pallido (diviso
in parte interna e parte esterna), 4. n. subtalamico e 5. sostanza nera (divisa in parte reticolata e
parte compatta, quest'ultima ricca di neuroni dopaminergici) (Fig. 1A). I primi due nuclei sono
embriologicamente e funzionalmente omologhi e vengono detti neostriato (o striato). Questo
rappresenta la stazione di ingresso delle vie che arrivano ai GB dalla corteccia cerebrale la quale
proietta al neostriato sia direttamente (via cortico-striatale) sia attraverso il talamo (via corticotalamo-striatale). La prima prende origine da tutta la corteccia cerebrale (motoria, sensitiva,
associativa e limbica), mentre la seconda prende origine dalla corteccia motoria. Ambedue le vie
sono organizzate secondo una ben precisa topografia.
Il neostriato è organizzato in moduli, analoghi alle colonne della corteccia cerebrale. Essi sono detti
striosomi e sono inseriti nella cosiddetta matrice . Quest'ultima riceve fibre da quelle aree corticali
che hanno funzioni motorie e sensitive, mentre gli striosomi ricevono dalle aree limbiche e
proiettano ai neuroni dopaminergici della sostanza nera.
Il neostriato, attraverso gli altri nuclei dei GB, proietta alla regione motoria del talamo (n. ventrale
anteriore e n. ventrale laterale) e tramite questi a 2 regioni della corteccia del lobo frontale: 1. alle
aree motoria primaria, premotoria e supplementare motoria che sono in relazione con l'esecuzione
diretta del movimento; 2. con la corteccia prefrontale associativa che è in relazione con gli aspetti
cognitivi del movimento, come la pianificazione e l'esecuzione di movimenti complessi. Varie altre
connessioni esistono fra i diversi nuclei dei GB (Fig. 1B). Tra queste merita ricordare la via
dopaminergica che dalla parte compatta della sostanza nera si porta al neostriato (via nigro-striatale)
(Fig. 2).
Osservazioni cliniche hanno permesso di affermare che lesioni a carico dei GB portano a diversi tipi
di malattie neurologiche con disturbi del movimento (m. di Parkinson, m. di Huntington ed
emiballismo) che hanno in comune: 1. povertà e lentezza dei movimenti; 2. alterazioni del tono
posturale con contrazioni muscolari prolungate; 3. movimenti involontari sotto forma di tremore o
di movimenti brevi e rapidi. Questo quadro è nettamente diverso da quello che si osserva dopo
lesione delle vie piramidali dove si ha paralisi e spasticità. Pertanto, sulla base di queste differenze i
disturbi del movimento sono stati classificati come disturbi del sistema extrapiramidale e quelli del
sistema piramidale. Tuttavia la rigida classificazione dei disturbi della motilità in due tipi non è più
accettabile per vari motivi. Vi sono altre strutture, come il cervelletto, il n. rosso ecc., la cui lesione
provoca disturbi motori. Inoltre, i movimenti che coinvolgono il sistema extrapiramidale vengono
eseguiti anche con il contributo del sistema piramidale. Infine, i due sistemi vengono attivati
insieme durante l'esecuzione dei movimenti. Si deve anche ricordare che le malattie da lesione dei
GB comportano anche disturbi delle funzioni cognitive. Pertanto, i GB sono in relazione con
strutture per la pianificazione di strategie motorie complesse che riguardano le funzioni nervose
superiori. La Fig. 1D mostra per paragone il circuito cortico-cerebello-corticale. Questo circuito
parte da aree corticali limitate alla corteccia sensitivo-motoria, proietta soltanto alla corteccia
motoria e premotoria ed è in connessione con la periferia sensitiva.
Lo studio dei neurotrasmettitori dei GB e delle loro vie afferenti ed efferenti ha permesso di chiarire
meglio il possibile ruolo di questo complesso di nuclei nel controllo motorio e di disporre di
farmaci capaci di controllare i sintomi di alcune malattie. La Fig. 2 illustra le principali strutture che
sono coinvolte nella pianificazione del movimento con l'indicazione della natura inibitoria
(GABAergica) o eccitatoria (glutammatergica) di ciascuna via. Altri trasmettitori peptidici, come le
encefaline o la sostanza P non sono riportati. Nel neostriato vi sono anche cellule colinergiche. Il
bersaglio finale di questo circuito è costituito dalle aree motorie tra le quali l'area supplementare
motoria che serve all'ideazione del movimento. Essa è sotto l'azione del talamo ed in condizioni di
riposo è inattiva perchè inibita dai neuroni inibitori del globo pallido (parte interna) e della sostanza
nera (parte reticolata). Questa inibizione può essere rimossa attivando, tramite la corteccia, la via
inibitoria che parte dal striato. Questa via viene detta diretta e consiste di due neuroni inibitori in
serie ed ha pertanto il significato, nel suo complesso, di una via eccitatoria (eccitazione per
disinibizione). La Fig. 2 illustra anche la via indiretta. Lo striato inibisce il globo pallido (parte
esterna), il quale a sua volta inibisce il n. subtalamico. Questi due neuroni inibitori in serie eccitano
per disinibizione il globo pallido (parte interna) e la sostanza nera (parte reticolata) ed esercitano
pertanto un effetto antagonista alla via diretta. Nella via indiretta, infatti, il totale dei neuroni
inibitori in serie è di 3 e pertanto il risultato finale dell'attivazione di questa via sarà quello di inibire
la corteccia motoria. Nella stessa figura si può anche vedere come la via dopaminergica nigrostriatale eserciti sullo striato una doppia azione: da una parte essa eccita quella parte dello striato
che dà origine alla via diretta (eccitatoria) e dall'altra inibisce la via indiretta (inibitoria). In
ambedue i casi il risultato dell'attivazione della via dopaminergica facilita il movimento. Lesioni di
questa via portano infatti ad acinesia ed alterazioni della postura, come nel morbo di Parkinson.
L'esistenza di due circuiti con azioni antagoniste sul movimento spi ega i due tipi di alterazioni
motorie che vengono distinti in segni negativi (povertà di movimento) e positivi (movimenti
spontanei e rigidità ).
Questa malattia, descritta da Parkinson all'inizio del secolo scorso, è caratterizzata da: acinesia
(lentezza ad iniziare ed a terminare un movimento, facies amimica), rigidità (con segno della ruota
dentata) e tremore a riposo . I pazienti affetti da questa malattia presentano una riduzione notevole
nel numero di cellule dopaminergiche della parte compatta della sostanza nera (via nigro-striatale).
Questo fatto ha suggerito che la malattia fosse dovuta a carenza di dopamina e che la
somministrazione di un precursore come la L-DOPA (la dopamina non si può somministrare perché
non attraversa la barriera ematoencefalica) potesse essere efficace come cura nel m. di Parkinson.
La L-DOPA viene captata dalle terminazioni nervose delle cellule nigro-striatali superstiti che
producono così una maggiore quantità di dopamina e compensano, almeno in parte, la diminuzione
del numero di cellule. Questa terapia è molto efficace per controllare i sintomi della malattia, ma
non altera il suo decorso irrimediabilmente progressivo. Inoltre, il trattamento prolungato con LDOPA comporta effetti collaterali indesiderati e spesso refrattarietà al farmaco.
Oggi è possibile disporre di un modello animale di m. Parkinson. Infatti la sostanza nera può essere
distrutta selettivamente con una sostanza tossica detta MPTP (sigla della sostanza 1-Methyl-4-P
henyl-1,2,3,6-TetrahydroP yridine). La scoperta della tossicità selettiva di questa sostanza nei
riguardi della sostanza nera è dovuta ad un incidente avvenuto in California nel 1982 dove si
verificarono 7 casi di m. di Parkinson in pazienti molto giovani. Dalle indagini effettuate risultò che
questi giovani avevano in comune il fatto di essere drogati. Essi avevano assunto per via
endovenosa un derivato sintetico dell'eroina il quale conteneva un residuo tossico che era l'MPTP.
Questa tossina viene convertita in MPP+ (1-M ethyl-4-PhenylP yridinium) tramite una
monoaminoassidasi (MAO). Sulla base di questi dati è stata avanzata l'ipotesi che una tossina
ambientale possa essere responsabile del m. di Parkinson e che gli inibitori delle MAO potrebbero
essere utili per rallentare l'evoluzione della malattia. In effetti il deprenile, inibitore della MAO B,
viene usata nella terapia di questa malattia assieme ai precursori della dopamina come la L-DOPA.
Nel tentativo di sopperire alla carenza della proiezione dopaminergica allo striato si è tentato il
trapianto di cellule dopaminergiche fetali nello striato stesso. I risultati sono buoni negli animali ed
in alcuni pazienti che hanno subito una lesione tossica della sostanza nera, mentre i risultati su
pazienti affetti da m. di Parkinson sono oggetto di discussione. Ricordiamo che il tremore e la
rigidità del paziente affetto da m. di Parkinson possono essere trattati neurochirurgicamente
mediante lesione del n. ventrale laterale (VL) del talamo, la quale tuttavia non migliora l'acinesia.
Il m. di Huntington è dovuto a degenerazione di neuroni striatali. Si tratta di una malattia ereditaria
(un gene alterato nel cromosoma 4) caratterizzata da movimenti involontari coreici (in greco corea
significa danza) e demenza. I pazienti presentano una scomparsa di cellule del neostriato sia
colinergiche che GABAergiche. La perdita di queste ultime viene ritenuta responsabile della
soppressione di attività nel n. subtalamico e dell'insorgenza di movimenti involontari.
GANGLI DELLA BASE (fig1)
GANGLI DELLA BASE (fig2)
