Le cellule del sistema nervoso
Neuroni
Cellule gliali
Responsabili dell’attività
elettrica del SN
Varie funzioni di supporto
all’attività dei neuroni
Le cellule gliali svolgono nel SN moltissime
funzioni fondamentali:
•Riempiono lo spazio separando un neurone dall’altro e
isolano elettricamente gli assoni
•Nutrono i neuroni
•Mantengono
extracellulare
stabile
la
composizione
dello
spazio
•Guidano la crescita e la ricrescita delle cellule neuronali
•Riparano i tessuti e difendono dai patogeni (sostituendo il
sistema immunitario)
Cellule Gliali
• Microglia
• Macroglia
• Astrociti
• Oligodendrociti
• Cellule di Schwann
Le microglia
Mentre le macroglia hanno la stessa origine embriologica dei
neuroni, le microglia derivano dal mesoderma (in particolare dai
macrofagi)
La principale funzione delle microglia è quella di riparare i
tessuti danneggiati fagocitando quel che rimane delle cellule
morte
Gli astociti
• Prendono il loro nome dalla loro forma a stella
• Svolgono molte funzioni importanti
– Nutrono i neuroni e
contribuiscono a formare la barriera emato-encefalica
– Tamponano la concentrazione extra-cellulare del K+
– Catturano i neurotrasmettitori che fuoriescono dalla
fessura sinaptica e li metabolizzano
– Producono i growth factors
– Svolgono le stesse funzioni delle microglia
Gli astrociti nutrono i neuroni
Essi sono in
contatto da un
lato con i vasi
del sistema
circolatorio,
dall’altro con i
neuroni
Vaso
sanguigno
Grazie a questo loro ruolo, gli astociti assieme alle cellule endoteliali
dei vasi vanno a costituire la barriera emato-encefalica
Microfotografia di astrociti
In gran parte del corpo le cellule che rivestono i capillari
non aderiscono fra loro in modo stretto. In questo modo
molte sostanze possono liberamente fluire dai capillari ai
tessuti circostanti. Nel SNC ciò non avviene
La barriera emato-encefalica
• Grazie alla barriera emato-encefalica (e al lavoro degli astrociti)
viene controllato il passaggio di tutte le molecole (dagli ioni alle
macromolecole) all’interno del SNC
•
le sue funzioni principali sono:
– Evitare che virus e batteri penetrino nel SNC
– Mantenere costante la concentrazione di ioni nel liquido
extracellulare dei tessuti del SNC
(infatti le variazioni nella concentrazione ionica che si osservano nel sangue non sarebbero
compatibili con il funzionamento dei neuroni)
– Evitare il contatto dei neuroni con molte sostanze presenti nel
sistema circolatorio che hanno un forte effetto sui neuroni
(ad esempio l’amminoacido Acido Glutammico presente nel sangue anche ad altre
concentrazioni, nel sistema nervoso viene utilizzato come neurotrasmettitore ed è pertanto in
grado di eccitare molti neuroni)
La barriera emato-encefalica
inoltre impedisce l’entrata di
macromolecole o di agenti
patogeni
che
potrebbero
infettare il tessuto nervoso
Gli astociti
• Prendono il loro nome dalla loro forma a stella
• Svolgono molte funzioni importanti
– Nutrono i neuroni e
contribuiscono a formare la barriera emato-encefalica
– Tamponano la concentrazione extra-cellulare del K+
– Catturano i neurotrasmettitori che fuoriescono dalla
fessura sinaptica e li metabolizzano
– Producono i growth factors
– Svolgono le stesse funzioni delle microglia
Gli astrociti sono in comunicazione tra loro mediante giunzione
comunicanti (note anche col nome di giunzioni serrate o gap
junctions) in modo tale che sia gli ioni, i neurotrasmettitori o le
altre sostanze in eccesso che vengono riassorbite, che le sostanze
nutritive sono distribuite in una rete di cellule collegate tra loro
Cellule Gliali
• Microglia
• Macroglia
• Astrociti
• Oligodendrociti
• Cellule di Schwann
La maggior parte degli assoni sono ricoperti da un
rivestimento, la guaina mielinica che serve ad isolare
l’assone e ad aumentare la velocità della trasmissione dei
segnali elettrici
La mielina che costituisce la guaina è composta per
l’80% di lipidi e per il 20% di proteine
Le cellule che formano la mielina
Nel sistema nervoso Centrale (SNC)
la mielina è formata dagli Oligodendrociti
Nel sistema nervoso Periferico (SNP)
la mielina è formata dalle Cellule di Schwann
La modalità con la quale queste due tipi di cellule formano la
mielina è differente
Nel SNP ciascuna
Cellula di Schwann
avvolge un tratto
dell’assone
Nel SNC ciascun Oligodendrocita
forma numerosi tratti di mielina
sia nello stesso assone che in
assoni di cellule diverse
Formazione della mielina
Oligodendrociti
Sistema Nervoso
Centrale
Cellula di Schwann
Sistema Nervoso
Periferico
Sia nel sistema nervoso periferico che in quello centrale
la mielina che ricopre l’assone si interrompe ad intervalli
regolari lasciando per un breve tratto la membrana
scoperta. Questa regione viene chiamata nodo di Ranvier
Cellula gliale avvolta
attorno all’assone
Nodo di Ranvier
I segmenti di guaina mielinica hanno una lunghezza
all’incirca di 1 mm mentre il nodo di Ranvier misura
solitamente 1-2 μm
Cellule gliali e rigenerazione degli assoni lesionati
Negli assoni dei neuroni del SNP le cellule di Schwann sono sistemate come
tante perle di una collana. Nella microfotografia a destra si possono osservare
due cellule Schwann nelle quali si riconosce il nucleo.
Quando un assone viene lesionato
esso degenera (mentre il soma
della cellula rimane integro)
Al contrario le cellule di Schwann
che
circondavano
l’assone
rimangono nella loro posizione
Dopo un po' il soma produce un
nuovo abbozzo di Assone
Durante la ricrescita dell’assone,
le cellule di Schwann fanno da
guida
segnalando
la
via
precedentemene occupata.
Dopo la ricrescita esse daranno
origine nuovamente alla guaina
mielinica
Dato che tutti i nervi appartengono al SNP, quando un nervo viene
lesionato esso è normalmente in grado di rigenerare. Il tempo
necessario a riacquisire la funzionalità è quello necessario per la
ricrescita degli assoni che costituiscono quel nervo
Al contrario gli oligodendrociti del SNC non sono in grado di
svolgere questa funzione. Quando ad esempio viene lesionato il
midollo spinale i vuoti lasciati dagli assoni degenerati vengono
presto riempiti dalle cellule gliali rendendo impossibile la ricrescita
degli assoni
Per questo lesioni alla colonna vertebrale
comportano deficit difficilmente reversibili.
Quando si ha un recupero delle funzioni,
questo è solitamente dovuto all’utilizzo di
vie nervose alternative che sono rimaste
intatte