Appunti Neuroanatomia

Neuroanatomia

Generalità

Il sistema nervoso si può dividere in:

• Sistema nervoso centrale (o nevrasse): composto da encefalo (nella scatola cranica) e midollo spinale (nel canale vertebrale, non lo percorre tutto).
• Sistema nervoso periferico: composto dai nervi sensitivi e motori, che innervano la periferia a cui si uniscono anche i nervi cranici.

Il sistema nervoso centrale riceve una grande quantità di informazioni (= afferente) dalla periferia, raccolte da recettori specializzati. I neuroni che veicolano verso il SNC le afferenze sensitive = fibre afferenti.

I recettori specializzati nel ricevere gli stimoli sono molteplici:

• Da comparto viscerale = sensibilità viscerale.
• Da cute, ossa, muscolatura scheletrica e articolazioni = sensibilità somatica generale, più subunità:
  • Sensibilità esterocettiva = informazioni sensitive dalla cute.
  • Sensibilità propriocettiva = informazioni da muscolatura scheletrica, ossa e articolazioni.
• Da organi specializzati (nel capo) = sensibilità speciale.

Tutte le informazioni vengono elaborate per produrre risposte adeguate (= efferente). I neuroni che inviano la risposta elaborata verso la periferia = fibre efferenti.

Le vie efferenti comprendono:

• Fibre nervose efferenti verso muscolatura striata scheletrica volontaria = sistema nervoso somatico.
• Fibre nervose efferenti verso la muscolatura liscia, muscolatura cardiaca e ghiandole = sistema nervoso autonomo o viscerale:
  • Simpatica
  • Parasimpatica

Sviluppo del sistema nervoso centrale

Il SNC origina da ectoderma dorsale. Dalla placca neurale (16° giorno) ha un'invaginazione che porta alla formazione della doccia neurale (21° giorno), da cui ha origine il tubo neurale (27° giorno).

Ai margini della doccia neurale si hanno degli ammassi cellulari che rappresentano la cresta neurale → in uno stadio successivo migreranno per formare le strutture del SNP:

• Neuroni il cui corpo cellulare è fuori dal SNC → neuroni sensitivi e componenti periferiche del SNA.
• Midollare del surrene
• Cellule di Schwann
• Aracnoide e pia madre

Osservando l'embrione dall'esterno: Successivamente dal tubo neurale si formano:

• Caudalmente: midollo spinale → mantiene forma tubolare.
• Cranialmente: vescicole encefaliche, inizialmente 3 (in senso caudocraniale):
  • Rombencefalo
  • Mesencefalo
  • Prosencefalo

Poi diventano 5:

• Mielencefalo → da rombencefalo, si formerà midollo allungato o bulbo.
• Metencefalo → da rombencefalo, si formeranno ponte (anteriormente) e cervelletto (dorsalmente).
• Mesencefalo, vescicola che cresce meno, rimane tale nell'adulto.
• Diencefalo → da prosencefalo, rimane tale nell'adulto.
• Telencefalo → da prosencefalo, rimane tale nell'adulto, si sviluppa maggiormente, si parla di telencefalizzazione.

Tronco encefalico = bulbo + ponte + mesencefalo, forma una struttura di collegamento tra midollo spinale e cervello. Struttura molto importante del nevrasse → passaggio di molti assoni organizzati in fasci ascendenti e discendenti, importanti per funzionamento del sistema nervoso.

Cervello = derivato della vescicola prosencefalica, formato da diencefalo + telencefalo. Importante è l'indice di encefalizzazione = peso del cervello rispetto al peso corporeo, ha un significato importante perché maggiore è il peso del cervello rispetto al peso corporeo, maggiore sarà la quantità di neuroni liberi dal normale controllo preposto alle funzioni motorie e sensitive.

Midollo spinale e tronco encefalico hanno una struttura segmentarla dal punto di vista funzionale (non anatomico). Il midollo spinale può essere suddiviso in neuromeri, segmenti da cui prenderanno origine due coppie di nervi → tanti neuromeri quanti sono le coppie di nervi spinali:

• 8 neuromeri cervicali da cui originano 8 paia di nervi cervicali
• 12 neuromeri toracici da cui originano 12 paia di nervi toracici
• 5 neuromeri lombari da cui originano 5 paia di nervi lombari
• 5 neuromeri sacrali da cui originano 5 paia di nervi lombari
• 1 neuromero coccigeo

La corteccia cerebrale durante lo sviluppo cresce enormemente, avvolgendo anche parti che crescono meno, come il diencefalo. Per evitare che il cranio aumentasse a dismisura per assecondare la necessità di aumentare il più possibile la massa cerebrale:

• Le strutture hanno assunto una forma ricurva occupando tutto lo spazio sferico a disposizione nel cranio.
• I neuroni sono stati posti in superficie → corteccia superficiale nervosa.
• Si sono sviluppate fessure, solchi e ripiegamenti che si approfondano verso l'interno → aumenta la superficie a parità di volume, si hanno più neuroni corticali contenuti in un volume accettabile.

I derivati delle vescicole non crescono con la stessa velocità. Anche la corteccia cerebrale cresce in modo diverso nelle varie parti del nostro telencefalo, si può riconoscere infatti la corteccia dell’insula che rimane nascosta perché cresce meno.

Osservando l'embrione dall'interno: man mano che si formano le vescicole si creano delle cavità interne che danno origine al sistema dei ventricoli cerebrali = sistema di cavità che contiene il liquor, un liquido importante.

La parte caudale del tubo neurale avrà una piccola cavità interna = canale centrale del midollo spinale. Ad ogni vescicola invece corrisponde una cavità:

• Quarto ventricolo = cavità del rombencefalo (mielencefalo e metencefalo), cavità importante poiché da qua il liquor esce dal sistema interventricolare per portarsi in uno spazio esterno al SNC. Comunica caudalmente con il canale centrale del midollo spinale e cranialmente con l’acquedotto cerebrale.
• Acquedotto cerebrale o mesencefalico (acquedotto di Silvio) = cavità del mesencefalo, non costituisce un ventricolo, si restringe progressivamente formando un canale ristretto. Mette in comunicazione caudalmente il quarto ventricolo con il terzo cranialmente.
• Terzo ventricolo: cavità del diencefalo, cranialmente tramite dei forami interventricolari comunica con le cavità del telencefalo.
• Ventricoli laterali (primo e secondo ventricolo): due cavità del telencefalo, una per ogni emisfero cerebrale.

L'embrione subisce anche dei ripiegamenti, si parla di:

• Flessura cervicale = primo ripiegamento del tubo neurale.
• Flessura cefalica = ripiegamento che porterà i derivati del prosencefalo a trovarsi su un piano di 90° rispetto ai derivati delle altre vescicole.

Liquor

Il sistema ventricolare contiene il liquor o liquido cefalorachidiano o liquido cerebrospinale → fondamentale per funzionamento neuroni. Il sistema ventricolare può contenere fino a 120/130 ml di liquor ma questo giornalmente viene prodotto in quantità maggiori → deve esserci un ricambio.

Il liquor è un ultrafiltrato del plasma, prodotto dai plessi corioidei = agglomerati di capillari che si formano dopo la penetrazione nella volta dei ventricoli cerebrali. Il liquor ha una circolazione intraventricolare: dopo aver riempito tutte le cavità del nevrasse, esce tramite il foro a livello del tetto del quarto ventricolo, per portarsi in un comparto esterno.

I plessi corioidei si vengono a creare nella volta dei ventricoli cerebrali come invaginazioni dei vasi sanguigni, i quali vengono avvolti dall’ependima = un epitelio specializzato che riveste tutte le cavità del nevrasse. L’insieme dei capillari sanguigni forma i plessi corioidei.

Il numero dei plessi corioidei è uguale al numero dei ventricoli cerebrali: dei ventricoli laterali, del terzo e del quarto ventricolo.

Cellule del sistema nervoso

Il sistema nervoso comprende 10 neuroni e 5x10¹⁰ cellule gliali. Esistono diverse tipologie di neuroni, che possono essere classificati secondo la morfologia e secondo la funzione.

Secondo la morfologia:

• Multipolari = pirenoforo, assone unico e numerosi dendriti.
• Bipolari = pirenoforo, due neuriti (assone + dendriti).
• Pseudounipolari = corpo cellulare in parte staccato dai due neuriti, attaccato ad essi da un tratto riunente. Sono presenti nei gangli sensitivi.

Secondo la funzione:

• Afferenti o neuroni sensitivi → portano le informazioni al SNC.
• Efferenti o neuroni motori → portano le informazioni dal SNC.
• Internuciali = modulano la risposta tra l’input afferente e l’output efferente. Sono presenti solo nel SNC.

Le informazioni vengono raccolte da recettori, che si possono suddividere in diverse categorie:

• Interocettori o enterocettori: sugli organi viscerali.
• Esterocettori: sulla superficie corporea.
• Propriocettori: sull’apparato locomotore.

Le informazioni vengono raccolte dai neuroni sensitivi che popolano i gangli sensitivi periferici = gangli che si trovano fuori dal SNC, nel SNP.

Gangli = insieme di neuroni che si trova fuori dal SNC, veicolano sia afferenze che efferenze.

Nuclei = insieme di neuroni che si trova nel SNC.

La risposta efferente somatica tramite fibre efferenti controlla la muscolatura striata scheletrica volontaria. I neuroni motori del comparto somatico sono sempre nel SNC.

La risposta efferente del sistema nervoso autonomo viscerale è più complicata → è un sistema disinaptico = è sempre composto da due neuroni efferenti: uno nel SNC che con le sue fibre controlla un secondo neurone effettore presente in un ganglio (di neuroni effettori). Da questi neuroni nasceranno ulteriori fibre (chiamate postgangliari) che andranno a controllare e sinaptare la muscolatura liscia, cardiaca e fondamentalmente l’attività ghiandolare.

Struttura neurone

Corpo cellulare: diametro variabile, centro metabolico e trofico.

Dendriti: possono contenere ribosomi e apparati per la produzione di proteine.

Assone: lunghezza variabile, importante è anche il cono d’emergenza dell’assone o monticolo assonico = parte da cui origina il potenziale d’azione, si trova tra il corpo cellulare e l’assone. Dimensione dell’assone condiziona la velocità di conduzione dell’impulso.

I neuroni afferenti ed efferenti sono perlopiù polarizzati funzionalmente: la parte recettrice del neurone è rappresentata dall’albero dendritico e dal corpo cellulare, mentre la parte effettrice è rappresentata dall’assone, che è sempre unico.

Esistono tre tipi di trasporto assonale:

• Anterogrado rapido = trasporto di vescicole di neurotrasmettitori verso la periferia → 300-400 mm/giorno.
• Anterogrado lento = trasporto dei costituenti del citoscheletro verso la periferia → 0,5-2 mm/giorno, importante da un punto di vista clinico poiché condiziona la velocità di rigenerazione dei nervi in caso di lesione.
• Retrogrado rapido = anche i bersagli degli assoni possono condizionare a ritroso l’attività del neurone che lo innerva → 200-300 mm/giorno, ha anche importanza clinica poiché viene usato da diversi virus per risalire ai neuroni distruggendoli.

Cellule della nevroglia o neuroglia

Diverse per SNC e SNP:

• Astrociti (come fibroblasti nel parenchima di altri organi), distinti in:
  • Fibrosi se si trovano nella sostanza bianca.
  • Protoplasmatici se si trovano nella sostanza grigia.
• Oligodendrociti = producono mielina per più assoni.
• Cellule di Schwann = producono mielina, si avvolgono attorno parti di un unico assone, ciò consente una rigenerazione più efficiente dei nervi in caso di lesione.
• Cellule ependimali = sono le cellule che rivestono le cavità del tubo neurale primitivo, possono specializzarsi in cellule epiteliali corioidee.
• Cellule della microglia = spazzini tissutali del SNC, assimilabili a istiociti degli altri tessuti.
• Cellule satelliti = rivestono e proteggono i corpi cellulari che si trovano nei gangli.

Nel SNP tutti i corpi cellulari e le fibre sono avvolte da cellule accessorie.

Funzioni neuroglia

Astrociti:

• Sostegno e forma.
• Compartimentalizzazione = creano compartimenti anatomo-microscopici con la formazione di una membrana gliale limitante esterna o subpiale (strato di astrociti sotto la membrana più interna, cioè la membrana piale) e di una membrana gliale limitante interna o subventricolare (strato di astrociti che separa i neuroni dalle cellule ependimali che rivestono la cavità).
• Trofica, tramite produzione di citochine e fattori di crescita.
• Contribuiscono alla formazione della barriera ematoencefalica, insieme ai capillari encefalici con endotelio continuo, barriera molto selettiva.
• Isolano elettricamente le sinapsi e i nodi di Ranvier.
• Assorbimento di K, glutammato e GABA (neurotrasmettitori) rilasciati negli spazi intercellulari dei neuroni (funzione svolta dagli astrociti).

Oligodendrociti e cellule di Schwann: formazione della mielina nel SNC e nel SNP.

Cellule ependimali corioidee: formazione del liquor.

Microglia: fagocitosi → correlato degli istiociti negli altri tessuti e deriva dai monociti macrofagi e quindi non ha derivazione neuroectodermica ma deriva dal midollo osseo.

Sinapsi

Distinte in diverse tipologie:

• Asso-dendritiche: sinapsi tra assone e un dendrite, più frequenti, può avvenire sulla parte liscia di un dendrite o su una spina dendritica. Sono sinapsi di tipo eccitatorio → depolarizzano la membrana del neurone bersaglio.
• Asso-somatiche: sinapsi tra un terminale assonico e il corpo cellulare del neurone bersaglio. Meno frequenti delle sinapsi asso-dendritiche, molto vicine al cono d’emergenza dell’assone → modulano in senso inibitorio il segnale che sta viaggiando = iperpolarizzano la membrana del neurone bersaglio.
• Asso-assoniche: sinapsi tra due assoni, modulano la risposta, in senso eccitatorio o inibitorio, del rilascio di neurotrasmettitori anche se il segnale è già partito.
• Dendro-dendritiche: tra dendriti, questa tipologia di sinapsi non instaurano un potenziale d’azione ma modulano il potenziale di riposo della cellula, sono numerose nei neuroni internuciali.

Neurotrasmettitori

Il 90% dei neurotrasmettitori sono aminoacidi → importante la barriera ematoencefalica, non possono passare liberamente perché comprometterebbero funzionamento del sistema nervoso. Tra questi ci sono:

• Glutammato = più importante neurotrasmettitore eccitatorio.
• Glicina e GABA (acido gamma-amminobutirrico) = più importanti neurotrasmettitori inibitori.

Altri neurotrasmettitori sono amine biogene, tra questi:

• Dopamina = una delle molecole più importanti dei sistemi di rinforzo e di ricompensa, gran parte delle psicosi maggiori (ad esempio la schizofrenia o la sindrome maniaco depressiva) dipendono da rilasci inappropriati di dopamina in aree del nostro cervello → farmaci antidopaminergici.
• Norepinefrina o noradrenalina = neurotrasmettitore presente sia nel SNC che nel SNP, la noradrenalina è importante anche nel sistema nervoso autonomo.
• Serotonina = neurotrasmettitore implicato nel controllo dell’umore, responsabile dell’induzione dell’addormentamento.

Altro neurotrasmettitore è l’acetilcolina = neurotrasmettitore del SNC e del sistema nervoso autonomo.

Insieme ai neurotrasmettitori ci sono altre molecole neuromodulatrici, come gli oppioidi = molecole che, a differenza dei neurotrasmettitori, agiscono in tempi maggiori (ore/giorni), sono in grado di influenzare la risposta dei recettori ai neurotrasmettitori stessi.

Degenerazione e rigenerazione nervosa

Grande problema → importanza clinica. Le lesioni dei neuroni possono indurre degenerazioni, diverse tipologie:

• Walleriana = degenerano anche le cellule di Schwann, intervengono cellule della microglia nel SNC e macrofagi nel SNP per eliminare i resti. Se il neurone sopravvive, l’assone può ricrescere, altrimenti se il neurone non sopravvive, può indurre la morte anche nei neuroni a valle e a monte → accade nei neuroni disposti in maniera successiva.
• Transneurona anterograda = degenerazione del neurone in seguito a morte del neurone precedente → non riceve più fattori di crescita.
• Transneurona retrograda = degenerazione del neurone in seguito a morte del neurone successivo.

La prognosi è migliore se avviene una lesione da schiacciamento o congelamento → si mantiene la continuità anatomica. La velocità di rigenerazione è condizionata dal trasporto anterogrado lento → non si può andare più veloci di 1 mm al giorno, più efficiente nel SNP che nel SNC → legato anche al fatto che nel SNC ci sono gli oligodendrociti che sono legati a più assoni.

La velocità di rigenerazione è accompagnata anche da una sensazione di una scossa elettrica quando si preme il punto che corrisponde al tronco nervoso che si sta rigenerando = segno di Tinel.

La scarsa / assente rigenerazione neuronale a livello del SNC può dipendere da:

• Assenza di tubi endoneuronali nel SNC che guidano la rigenerazione assonica.
• Incapacità degli oligodendrociti di supportare la rigenerazione.
• Assenza di fattori trofici o la presenza di fattori inibitori nel SNC.
• Tendenza degli astrociti a formare tessuto cicatriziale in caso di lesione = fenomeno detto gliosi.

Nonostante ci possano essere lesioni importanti, ci può essere un recupero che dipende da una proprietà del sistema nervoso = plasticità nervosa → il sistema nervoso è adattabile alle diverse condizioni.