Sistema Sistema nervosonervoso

Il sistema nervoso…Il sistema nervoso…

• Fornisce sensazioni sull’ambiente Fornisce sensazioni sull’ambiente interno ed esternointerno ed esterno

• Integra le informazioni sensorialiIntegra le informazioni sensoriali• Coordina le attivitCoordina le attivitàà volontarie e volontarie e

involontarieinvolontarie• Regola e controlla le strutture e gli Regola e controlla le strutture e gli

apparati perifericiapparati periferici• E’ sede della cognizione, delle E’ sede della cognizione, delle

emozioni, della memoria, ecc.emozioni, della memoria, ecc.

““IT”IT”

SNC

Effettori

Muscoloscheletrico

Muscolo liscioMuscolo cardiaco

Ghiandole

Recettori

ambienteesterno

altri organi

Efferenze

SNsomatico

SNautonomo

integrazioneintegrazione

Afferenze

Suddivisione anatomica Suddivisione anatomica generalegenerale

• Sistema nervoso centrale (SNC)Sistema nervoso centrale (SNC)– EncefaloEncefalo

(racchiuso nella cavit(racchiuso nella cavitàà cranica) cranica)– Midollo spinaleMidollo spinale

(racchiuso nel canale vertebrale)(racchiuso nel canale vertebrale)

• Sistema nervoso periferico (SNP)Sistema nervoso periferico (SNP)– Tutto il tessuto nervoso al di fuori del Tutto il tessuto nervoso al di fuori del

SNC (SNC (nervinervi e e gangligangli nervosi) nervosi)

Tessuto nervosoTessuto nervoso

• Concentrato per il 98% nel SNCConcentrato per il 98% nel SNC

• Contiene due tipi di cellule:Contiene due tipi di cellule:

– NeuroniNeuroni

– NeurogliaNeuroglia

• E’ provvisto vascolarizzazioneE’ provvisto vascolarizzazione

Neuroni e neurogliaNeuroni e neuroglia

• neuronineuroni– specializzati nella conduzione di impulsi specializzati nella conduzione di impulsi

elettrici che:elettrici che:• trasportano informazionitrasportano informazioni

da una regione del corpo all’altrada una regione del corpo all’altra• integrano ed elaborano tali informazioniintegrano ed elaborano tali informazioni

• cellule glialicellule gliali– cellule “non nervose” che fornisconocellule “non nervose” che forniscono

• sostegno strutturalesostegno strutturale• mezzo interno per gli scambi nutritivi e gassosimezzo interno per gli scambi nutritivi e gassosi• attivitattivitàà di riparazione di lesioni di riparazione di lesioni• funzione di “isolamento” elettricofunzione di “isolamento” elettrico• forse partecipano alla conduzione nervosa?forse partecipano alla conduzione nervosa?

Il neurone e la trasmissione di informazioniIl neurone e la trasmissione di informazioni

parti del neuroneparti del neurone

soma o corpo soma o corpo cellularecellulare

nucleo con nucleo con nucleolonucleolo

assone o assone o neuriteneurite

dendritedendrite

arborizzazione arborizzazione terminaleterminale

guaina guaina mielinicamielinica

Parti del neuroneParti del neurone

• Corpo cellulareCorpo cellulareo soma o pirenoforoo soma o pirenoforo

• Prolungamenti (neuropilo)Prolungamenti (neuropilo)– DendritiDendriti– AssoneAssone

(o cilindrasse o neurite)(o cilindrasse o neurite)

• SinapsiSinapsi

Il flusso di Il flusso di informazioniinformazioni

1. conduzione dell’impulso lungo l’assone e i suoi terminali

1. conduzione dell’impulso lungo l’assone e i suoi terminali

2. rilascio di neurotrasmettitore alla sinapsi

2. rilascio di neurotrasmettitore alla sinapsi

3. eccitazione o inibizione del neurone post-sinaptico

3. eccitazione o inibizione del neurone post-sinaptico

4. potenziale d’azione4. potenziale d’azione

Il flusso di informazioni lungo il neuroneIl flusso di informazioni lungo il neurone

Dendrite o somaDendrite o soma• potenziali postsinapticipotenziali postsinaptici

eccitatori e inibitorieccitatori e inibitori Cono di emergenza dell’assoneCono di emergenza dell’assone

• Genesi del potenziale d’azioneGenesi del potenziale d’azione AssoneAssone

• Conduzione del potenziale d’azioneConduzione del potenziale d’azione Terminale presinapticoTerminale presinaptico

• Rilascio di neurotrasmettitoreRilascio di neurotrasmettitore Terminale postsinapticoTerminale postsinaptico

• Legame fra neurotrasmettitoreLegame fra neurotrasmettitoree recettoree recettore

PolarizzazionePolarizzazionefunzionale delfunzionale delneuroneneurone

• Dendriti:Dendriti:– ConduzioneConduzione

cellulipetacellulipeta

• Assone:Assone:– ConduzioneConduzione

cellulifugacellulifuga

Classificazione dei neuroni Classificazione dei neuroni in base al numero di in base al numero di

prolungamentiprolungamenti• MultipolariMultipolari– i pii piùù comuni comuni

• PseudounipolariPseudounipolari– gangli sensitivigangli sensitivi

• BipolariBipolari– retinaretina– ganglioganglio

vestibolarevestibolare– mucosamucosa

olfattivolfattivaa• UnipolariUnipolari

– molto rarimolto rari

Polarizzazione: eccezioniPolarizzazione: eccezioni

• Neuroni unipolariNeuroni unipolari– Il soma Il soma èè l’unica parte recettiva l’unica parte recettiva

della celluladella cellula• Neuroni pseudounipolariNeuroni pseudounipolari

(cellule sensitive dei gangli (cellule sensitive dei gangli cerebro-spinali)cerebro-spinali)– Il prolungamento periferico Il prolungamento periferico èè

morfologicamente indistinguibile morfologicamente indistinguibile dall’assone ma si comporta come dall’assone ma si comporta come un dendriteun dendrite

Morfologia di alcuni tipi di neuroniMorfologia di alcuni tipi di neuroni

Corpo cellulare o somaCorpo cellulare o soma

• Morfologia variabile:Morfologia variabile:– Stellata (motoneuroni)Stellata (motoneuroni)– Piramidale (corteccia cerebrale)Piramidale (corteccia cerebrale)– Piriforme (Pukinje del cervelletto)Piriforme (Pukinje del cervelletto)– Sferica (gangli sensitivi)Sferica (gangli sensitivi)

• Nucleo:Nucleo:– Voluminoso, sferico od ovoidale, centraleVoluminoso, sferico od ovoidale, centrale– chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente

alla predominio di eucromatina (elevata alla predominio di eucromatina (elevata attivitattivitàà genetica) genetica)

– Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente basofilo (elevata attivitbasofilo (elevata attivitàà di sintesi proteica) di sintesi proteica)

Citoscheletro e zolle di NisslCitoscheletro e zolle di Nissl

Coloranti basici

Impregnazioneargentica

Soma: componenti citoplasmaticheSoma: componenti citoplasmatiche

• Mitocondri numerosiMitocondri numerosi(anche nei prolungamenti)(anche nei prolungamenti)

• Gogli spesso di estensione considerevoleGogli spesso di estensione considerevole• Sostanza di Nissl: zolle basofile che si Sostanza di Nissl: zolle basofile che si

estendono ai dendriti (ma non all’assone) estendono ai dendriti (ma non all’assone) reticolo endoplasmatico rugosoreticolo endoplasmatico rugoso

• Ribosomi numerosissimiRibosomi numerosissimi• Neurotubuli e neurofibrilleNeurotubuli e neurofibrille

(aggregati di neurofilamenti di 10 nm)(aggregati di neurofilamenti di 10 nm)• Centrioli quasi sempre presentiCentrioli quasi sempre presenti

(nonostante l’assenza di mitosi)(nonostante l’assenza di mitosi)

DendritiDendriti• In genere multipliIn genere multipli• Emergono da vari punti del Emergono da vari punti del

corpo cellularecorpo cellulare• Relativamente piRelativamente piùù brevi brevi

dell’assonedell’assone• Si ramificano ripetutamente Si ramificano ripetutamente

rimanendo nelle vicinanze rimanendo nelle vicinanze del somadel soma

• Contorno irregolare, spesso Contorno irregolare, spesso ricoperto di ricoperto di spinespine o o gemmulegemmule

• Contengono tutti gli organuliContengono tutti gli organuli(tranne (tranne il il Golgi) Golgi)

• Funzionalmente e Funzionalmente e morfologicamente espansioni morfologicamente espansioni del somadel soma

AssoneAssone

• Presente in tutti i neuroniPresente in tutti i neuroni• Di solito unicoDi solito unico• Origina da una protrusione del soma Origina da una protrusione del soma

detta detta cono di emergenzacono di emergenza• In genere piIn genere piùù lungo e regolare dei lungo e regolare dei

dendritidendriti• Di solito non emette rami collaterali in Di solito non emette rami collaterali in

vicinanza del soma…vicinanza del soma…• … … ma si divide ripetutamente nel ma si divide ripetutamente nel

cosiddetto territorio di innervazionecosiddetto territorio di innervazione

Classificazione dei neuroniClassificazione dei neuroniin base al comportamento dell’assone:in base al comportamento dell’assone:

• Neuroni del I tipo di GolgiNeuroni del I tipo di Golgi– Assone di lunghezza considerevole:Assone di lunghezza considerevole:– grigia grigia bianca bianca – grigia grigia nervo nervo

• Neuroni del II tipo di GolgiNeuroni del II tipo di Golgi– Assone piAssone piùù breve, non entra nella breve, non entra nella

bianca, non entra in un nervobianca, non entra in un nervo– Si ramifica ripetutamente nell’ambito Si ramifica ripetutamente nell’ambito

della sostanza grigiadella sostanza grigia

Dendriti Dendriti Assone Assone

• Abbondanti ribosomi, Abbondanti ribosomi, reticolo endoplasmicoreticolo endoplasmico

• Superficie Superficie punteggiata da punteggiata da “spine”“spine”

• PiPiùù corti e ramificati corti e ramificati nei pressi del somanei pressi del soma

• Assenza di Assenza di componenti associate componenti associate a sintesi proteicaa sintesi proteica

• Abbondanti Abbondanti mitocondrimitocondri

• Speciali strutture Speciali strutture citoscheletrichecitoscheletriche

• Superficie avvolta da Superficie avvolta da guaina mielinicaguaina mielinica

Ultrastruttura dell’assoneUltrastruttura dell’assone

Flusso o trasporto Flusso o trasporto assoplasmatico o assonicoassoplasmatico o assonico

• VeloceVeloce– bidirezionale, 400 mm al giornobidirezionale, 400 mm al giorno– vescicole derivate dal Golgi o dal reticolo vescicole derivate dal Golgi o dal reticolo

endoplasmicoendoplasmico– glicoproteine e fosfolipidi di membranaglicoproteine e fosfolipidi di membrana– enzimienzimi

• LentoLento– Solo anterogrado, 1-6 mm al giornoSolo anterogrado, 1-6 mm al giorno– Componenti solubiliComponenti solubili– Costituenti monomerici del citoscheletroCostituenti monomerici del citoscheletro– mitocondrimitocondri

Trasporto veloceTrasporto veloce

• Microtubuli, neurofilamenti e Microtubuli, neurofilamenti e microfilamenti sono indispensabilimicrofilamenti sono indispensabili

• Microtubuli e neurofilamenti: “binari”Microtubuli e neurofilamenti: “binari”• Microfilamenti: “trazione”Microfilamenti: “trazione”

Trasporto lentoTrasporto lento

• Indipendente dai microtubuliIndipendente dai microtubuli• Forse onde di contrazione Forse onde di contrazione

dell’assolemma?dell’assolemma?

SinapsiSinapsi

• Sinapsi interneuronicaSinapsi interneuronica(eccitatoria e inibitoria)(eccitatoria e inibitoria)

• Morfologia caratteristica correlata Morfologia caratteristica correlata con la funzione di trasmissione con la funzione di trasmissione dell’impulsodell’impulso(non tutti i punti di contatto si (non tutti i punti di contatto si comportano come sinapsi)comportano come sinapsi)

• Conferma dellaConferma della“dottrina del neurone”“dottrina del neurone”

In relazione al punto di contattoIn relazione al punto di contatto• Sinapsi asso-somaticaSinapsi asso-somatica• Sinapsi asso-dendriticaSinapsi asso-dendritica• Sinapsi asso-assonicaSinapsi asso-assonica• Sinapsi dendro-dendritica (piSinapsi dendro-dendritica (piùù rara) rara)

Numerosissimi contatti sinaptici per neuroneNumerosissimi contatti sinaptici per neurone

Ultrastruttura della sinapsiUltrastruttura della sinapsi

Schema dell’ultra-Schema dell’ultra-struttura della struttura della sinapsisinapsi

terminale terminale presinapticopresinaptico

terminale terminale postsinapticopostsinaptico

mitocondriomitocondrio

vescicola di vescicola di neurotrasmettitoreneurotrasmettitore

neurotrasmettitore neurotrasmettitore rilasciato nella rilasciato nella

fessura sinapticafessura sinaptica

recettorerecettore

Sommario sull’ultrastruttura della sinapsiSommario sull’ultrastruttura della sinapsi

• Membrana pre- e postsinapticaMembrana pre- e postsinaptica• Spazio intersinaptico (20-30 nm)Spazio intersinaptico (20-30 nm)

occupato da una specie di glicocaliceoccupato da una specie di glicocalice• Ispessimenti pre- e postsinaptici Ispessimenti pre- e postsinaptici

(ricordano i desmosomi)(ricordano i desmosomi)• Notevoli differenze nell’ultrastruttura Notevoli differenze nell’ultrastruttura

dei due versanti…dei due versanti…

Bulbo presinapticoBulbo presinaptico

• Assenza di neurotubuliAssenza di neurotubuli• Numerosissimi mitocondriNumerosissimi mitocondri• Numerosissime Numerosissime vescicole sinaptichevescicole sinaptiche,,

(20-65 nm) rivestite di membrana unitaria(20-65 nm) rivestite di membrana unitaria

Lato postsinapticoLato postsinaptico

• Completamente assenti le vescicoleCompletamente assenti le vescicole• Molti neurotubuliMolti neurotubuli

Correlati funzionali dell’ispessimento delle Correlati funzionali dell’ispessimento delle membrane sinaptiche secondo Gray (1969):membrane sinaptiche secondo Gray (1969):

• Sinapsi di tipo ISinapsi di tipo I– Ispessimento postsinaptico Ispessimento postsinaptico

pipiùù pronunciato di quello pronunciato di quello presinapticopresinaptico

– Fessura sinaptica Fessura sinaptica relativamente ampiarelativamente ampia

• Sinapsi di tipo IISinapsi di tipo II– Ispessimento postsinaptico Ispessimento postsinaptico

pipiùù sottile sottile– Fessura sinaptica meno Fessura sinaptica meno

ampiaampia

Dendritiche,eccitatorie

Somatiche,inibitorie

regola non assoluta…

Placca neuromuscolarePlacca neuromuscolare

NeurotrasmettitoriNeurotrasmettitori

• AcetilcolinaAcetilcolina• Noradrenalina o norepinefrinaNoradrenalina o norepinefrina• DopanimaDopanima• SerotoninaSerotonina• IstaminaIstamina• GABAGABA• Acido glutamico, acido asparticoAcido glutamico, acido aspartico• GlicinaGlicina• ……??

Tipi di cellule glialiTipi di cellule glialiA

stro

cita

pro

top

lasm

.M

icro

glia

Astro

cita fi

bro

soO

ligod

en

dro

glia

Guaine di rivestimento dell’assoneGuaine di rivestimento dell’assone

• Fibra nervosa:Fibra nervosa:l’insieme dell’assone e dei suoi involucri l’insieme dell’assone e dei suoi involucri di origine ectodermicadi origine ectodermica

Origine della mielina 1Origine della mielina 1

Nel SNP, la guaina mielinica è formata dalle cellule gliali di Schwann

Origine della mielina 2Origine della mielina 2

Multipli avvolgimenti concentrici di plasmalemma intorno all’assone

Origine della mielina 3Origine della mielina 3

Espulsione progressiva di citoplasma;lo stretto accollamento di membrane spiega la rifrangenza “bianca” della mielina

Nodo di Nodo di RanvierRanvier

• Segmenti “internodali” di 500-1000 µm Segmenti “internodali” di 500-1000 µm interrotti dai nodi di Ranvierinterrotti dai nodi di Ranvier

• Il tutto circondato da membrana basale:Il tutto circondato da membrana basale:– Lamina basale (interna) glicoproteicaLamina basale (interna) glicoproteica– Lamina reticolare di Key e RetziusLamina reticolare di Key e Retzius

Mielina nel SNCMielina nel SNC• SNP: Schwann-mielinaSNP: Schwann-mielina• SNC: oligodendroglia-mielinaSNC: oligodendroglia-mielina

Sostanza grigia (scarsamente mielinizzata)

Mielina nel SNCMielina nel SNC

Sostanza bianca (mielinizzata)

Fibre mieliniche e amielinicheFibre mieliniche e amieliniche

• Spessore della guaina in relazione a tipo Spessore della guaina in relazione a tipo e calibro della fibra nervosa:e calibro della fibra nervosa:

• Motoneuroni:Motoneuroni:– Assone spesso Assone spesso guaina spessa guaina spessa

• N. della sensibilitN. della sensibilitàà tattile: tattile:– Assone medio Assone medio guaina di medio spess. guaina di medio spess.

• N. della sensibilitN. della sensibilitàà dolorifica: dolorifica:– Assone sottile Assone sottile guaina sottile guaina sottile

• Fibre dei nervi olfattiviFibre dei nervi olfattivi– amielinicheamieliniche

Significato funzionale Significato funzionale della mielinadella mielina

• Isolamento elettricoIsolamento elettrico• Aumento della velocitAumento della velocitàà di di

conduzione dell’impulsoconduzione dell’impulso(teoria della conduzione saltatoria)(teoria della conduzione saltatoria)

• Regolazione degli scambi Regolazione degli scambi metabolicimetabolici

• Ruolo della cellula di Schwann Ruolo della cellula di Schwann nella rigenerazione delle fibrenella rigenerazione delle fibre

Degenerazione e rigenerazioneDegenerazione e rigenerazione

• All’inizio della vita postnatale, i neuroni All’inizio della vita postnatale, i neuroni perdono rapidamente e definitivamente perdono rapidamente e definitivamente la capacitla capacitàà di replicarsi di replicarsi(popolazioni cellulari statiche o perenni)(popolazioni cellulari statiche o perenni)

• Il tessuto nervoso pertanto non Il tessuto nervoso pertanto non èè in in grado di rigenerare neuroni in seguito a grado di rigenerare neuroni in seguito a lesioni gravi del corpo cellularelesioni gravi del corpo cellulare

• In seguito alla lesione di un assone, In seguito alla lesione di un assone, invece, il soma invece, il soma èè in grado di rigenerare in grado di rigenerare il moncone periferico (grazie al flusso il moncone periferico (grazie al flusso assoplasmatico)assoplasmatico)

Lesione (taglio o schiacciamento) dell’assoneLesione (taglio o schiacciamento) dell’assone

Degenerazione Walleriana:Degenerazione Walleriana:completa degenerazione del moncone completa degenerazione del moncone distale di assone e della guaina mielinicadistale di assone e della guaina mielinica

Altre conseguenzeAltre conseguenze

• degenerazione transinaptica o degenerazione transinaptica o transneuronaletransneuronale– ……che non si arresta alla sinapsi ma che non si arresta alla sinapsi ma

si estende al neurone successivosi estende al neurone successivo• degenerazione retrogradadegenerazione retrograda

(anche la porzione prossimale del (anche la porzione prossimale del neurone danneggiato rivela segni di neurone danneggiato rivela segni di lesione)lesione)– Cromatolisi:Cromatolisi:

dissoluzione della sostanza di Nissldissoluzione della sostanza di Nissl– Frammentazione del GolgiFrammentazione del Golgi

Rigenerazione 1Rigenerazione 1

• Le cellule di Schwann iniziano a formare un Le cellule di Schwann iniziano a formare un “tubo” cellulare per dirigere la rigenerazione“tubo” cellulare per dirigere la rigenerazione

• I macrofagi fagocitano i detritiI macrofagi fagocitano i detriti

Rigenerazione 2Rigenerazione 2• L’assone emette “gemme” che si allungano L’assone emette “gemme” che si allungano

distalmentedistalmente

• L’accrescimento dei prolungamenti L’accrescimento dei prolungamenti èè guidato guidato dal “tubo” o “cordone” formato dalla rete di dal “tubo” o “cordone” formato dalla rete di cellule di Schwanncellule di Schwann

Rigenerazione 3Rigenerazione 3• I prolungamenti si allungano verso il bersaglio I prolungamenti si allungano verso il bersaglio

periferico crescendo di circa 3-4 mm al giornoperiferico crescendo di circa 3-4 mm al giorno

• Il ristabilimento della funzione puIl ristabilimento della funzione puòò avvenire avvenire anche dopo mesi e si possono verificare anche dopo mesi e si possono verificare errorierrori nelle riconnessioninelle riconnessioni