2. Vista laterale di cervello umano
attività
motoria
integrazione
cognizione,
emozioni, ecc.
percezione
apprendimento
e memoria
controllo
delle funzioni
vitali
attività
motoria
3. Suddivisione anatomica generale
• Sistema nervoso centrale (SNC)
– Encefalo
(racchiuso nella cavità cranica)
– Midollo spinale
(racchiuso nel canale vertebrale)
• Sistema nervoso periferico (SNP)
– Tutto il tessuto nervoso al di fuori
del SNC (nervi e gangli nervosi)
4. Tessuto nervoso
• Concentrato per il 98% nel SNC
• Contiene due tipi di cellule:
– Neuroni
– Neuroglia
esercizio:
dei tessuti studiati,
quali sono dotati e
quali sono privi di
vascolarizzazione?
• E’ provvisto vascolarizzazione
5. Corteccia cerebrale di mammifero al microscopio
(metodo di colorazione istologica di Nissl)
ciascuna aerea colorata
ciascuna aerea colorata
rappresenta la parte
rappresenta la parte
principale di una
principale di una
cellula (corpo o soma);
cellula (corpo o soma);
100 µm
questa tecnica consente di apprezzare la
questa tecnica consente di apprezzare la
distribuzione delle cellule nell’ambito
distribuzione delle cellule nell’ambito
del tessuto (citoarchitettura), ma non
del tessuto (citoarchitettura), ma non
rivela la vera morfologia dei neuroni;
rivela la vera morfologia dei neuroni;
in particolare, cosa c’è nelle parti
in particolare, cosa c’è nelle parti
“bianche” di quest’immagine?
“bianche” di quest’immagine?
6. un singolo neurone al microscopio
(colorazione istologica di Golgi)
per motivi tuttora sconosciuti, il
per motivi tuttora sconosciuti, il
metodo di Golgi “riempie” di
metodo di Golgi “riempie” di
colorante nero solo alcune cellule,
colorante nero solo alcune cellule,
in modo apparentemente casuale;
in modo apparentemente casuale;
tali cellule spiccano nettamente
tali cellule spiccano nettamente
rispetto allo sfondo omogeneo di
rispetto allo sfondo omogeneo di
cellule non colorate
cellule non colorate
7. neuropilo
• dunque, le porzioni di tessuto che
appaiono non colorate dalla tecnica
di Nissl sono in realtà occupate da
intricate espansioni o prolungamenti
citoplasmatici, come dimostra la
colorazione di Golgi
• esistono due tipi diversi di
prolungamento…
10. assone
mentre il numero di
mentre il numero di
dendriti è variabile, tutti
dendriti è variabile, tutti
ii neuroni possiedono un
neuroni possiedono un
singolo assone
singolo assone
istologicamente, il decorso
istologicamente, il decorso
dell’assone è più difficile da
dell’assone è più difficile da
seguire rispetto ai dendriti
seguire rispetto ai dendriti
11. 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
13. ganglio
voluminoso soma
voluminoso soma
neuronale con grande
neuronale con grande
nucleo chiaro e denso
nucleo chiaro e denso
nucleolo
nucleolo
prolungamenti sezionati
prolungamenti sezionati
periferico
trasversalmente
trasversalmente
14. • 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
15. schema delle parti fondamentali del neurone
arborizzazione
terminale
dendrite
soma o corpo
cellulare
guaina
mielinica
nucleo con
nucleolo
assone o
neurite
19. 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)
20. 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
24. 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
25. 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
26. pre- e post-sinaptico
la sinapsi chimica è la
la sinapsi chimica è la
principale struttura di
principale struttura di
connessione funzionale
connessione funzionale
fra neuroni
fra neuroni
30. 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
32. Il flusso di
informazioni
2. rilascio di
2. rilascio di
neurotrasmettitore
neurotrasmettitore
alla sinapsi
alla sinapsi
1. conduzione dell’impulso
1. conduzione dell’impulso
lungo l’assone eeiisuoi
lungo l’assone suoi
terminali
terminali
3. eccitazione o
3. eccitazione o
inibizione del
inibizione del
neurone postneurone postsinaptico
sinaptico
4. potenziale d’azione
4. potenziale d’azione
37. 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
38. 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?
39. 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…
40. 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
41. 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…
49. 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
50. 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
58. Guaine di rivestimento dell’assone
• Fibra nervosa:
l’insieme dell’assone e dei suoi involucri di
origine ectodermica
59. Origine della mielina 1
Nel SNP, la
guaina mielinica
è formata dalle
cellule gliali di
Schwann
60. Origine della mielina 2
Multipli
avvolgimenti
concentrici di
plasmalemma
intorno all’assone
61. Origine della mielina 3
Espulsione
progressiva di
citoplasma;
lo stretto
accollamento di
membrane spiega
la rifrangenza
“bianca” della
mielina
62. • 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
66. 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
67. 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
68. 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)
69. Lesione (taglio o schiacciamento) dell’assone
Degenerazione Walleriana:
completa degenerazione del moncone
distale di assone e della guaina mielinica
70. 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
71. Rigenerazione 1
• Le cellule di Schwann iniziano a formare un
“tubo” cellulare per dirigere la rigenerazione
• I macrofagi fagocitano i detriti
72. 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
73. 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
74. 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?
Questa è una vista laterale di un cervello umano prelevato nel corso di un’autopsia.
Anche a una prima occhiata, è evidente che il SNC è una struttura complessa, formata da diverse parti, ciascuna, probabilmente, incaricata di svolgere qualche ruolo ben preciso. Questo è certamente vero, e arriveremo ad accennare a qualcuna delle funzioni di cui si cominciano a comprendere i meccanismi.
Prima però dobbiamo fare un gran salto nel “piccolo”...
Questa è corteccia cerebrale di mammifero vista al microscopio.
L’area qui rappresentata copre una piccola frazione di millimetro quadrato.
È evidente l’aspetto cellulare; queste sono le cellule del sistema nervoso, i.e., i neuroni.
Questo tipo di tecnica istologica ha grossi limiti: non permette di osservare la vera morfologia dei neuroni.
Prossima...
Con questo metodo, una singola cellula (apparentemente una a caso) è stata colorata intensamente di nero.
Sono visibili numerosi prolungamenti che si partono dal corpo centrale della cellula. Come vedremo questi prolungamenti svolgono un ruolo assolutamente fondamentale nella funzione del tessuto nervoso.
Gli studiosi di circa un secolo fa, armati di santa pazienza, hanno disegnato in grande dettaglio la morfologia di un gran numero di neuroni diversi, presi da divese aree del sistema nervoso
