Appunti per esame completo di istologia

Tessuto nervoso

Sistema nervoso centrale e periferico

Il sistema nervoso può essere diviso in sistema nervoso centrale (SNC) e sistema nervoso periferico (SNP).

• Sistema Nervoso Centrale (SNC), che comprende:
  • Encefalo (cervello e cervelletto racchiusi nella scatola cranica)
  • Midollo spinale (racchiuso nel canale vertebrale)
• Sistema Nervoso Periferico (SNP), che comprende:
  • Tutto il tessuto nervoso al di fuori del SNC (nervi e gangli nervosi)

Divisione funzionale del sistema nervoso

Dal punto di vista funzionale, il sistema nervoso si può dividere in:

1. Somatico (centrale e periferico) per il controllo delle attività volontarie
2. Autonomo per il controllo delle attività che non sono sotto il diretto controllo della volontà (cuore, muscolatura intestinale, secrezione ghiandolare).

Funzioni del sistema nervoso

• Fornisce informazioni sensoriali sull'ambiente esterno e interno
• Coordina le attività volontarie e involontarie
• Regola e controlla le strutture e gli apparati periferici
• È sede di emozioni, cognizione e memoria

Componenti del sistema nervoso

È costituito da:

• Cellule nervose o neuroni (100 miliardi nel cervello), i quali ricevono, elaborano e integrano informazioni = eccitabilità, ricevono conducendo e trasmettendo impulsi nervosi = conducibilità, sono cellule secernenti (messaggeri chimici) e perenni (non si dividono, tanto che i danni cerebrali sono irreversibili).
• Cellule gliali o nevroglia (10 volte più numerose dei neuroni), le quali non ricevono né trasmettono impulsi, sostengono e nutrono i neuroni e sono capaci di dividersi.

La ECM è molto scarsa: è ridotta alla sola lamina basale. I tumori del sistema nervoso sono tumori delle cellule gliali.

Struttura generale del neurone

1. Corpo cellulare o soma o pirenoforo, in cui ha sede il nucleo e i vari organelli
2. Dendriti e assoni sono prolungamenti del neurone: i dendriti sono più numerosi e più corti dell'assone. L'assone è unico e se si arborizza lo fa distalmente; può avere una lunghezza variabile da pochi mm a fino a 1 m.
3. Sinapsi sono giunzioni specializzate che permettono la comunicazione tra i neuroni.

Tipi di neuroni

Le cellule del Purkinjie sono neuroni del cervelletto che hanno un assone corto e i dendriti arborizzati e molto numerosi. Il corpo cellulare del neurone ha un aspetto tondeggiante con un nucleo al centro ed è circondato da cellule satelliti (cellule gliali) e il prolungamento è pseudounipolare.

Caratteristiche del nucleo neuronale

I neuroni hanno un nucleo chiaro in cui si vede bene il nucleolo. Il nucleo è poco colorabile perché la cromatina si trova sotto forma di eucromatina —> i geni trascritti sono tanti. Il citoplasma è molto colorato poiché è basofilo per la presenza di ribosomi e RNA. I neuroni sono evidenziabili con l'impregnazione argentica perché gli assoni, i dendriti e il citoplasma sono ricchi di citoscheletro (microtubuli, filamenti intermedi sono in grado di legare l'Ag nell'impregnazione argentica).

Nell'immagine si vede che il nucleo è poco colorato per la presenza di eucromatina, è evidente il nucleolo, formato da RNA e proteine e il citoplasma è basofilo. Intorno sono presenti le cellule gliali. Nella corteccia cerebrale sono presenti le cellule piramidali con impregnazione argentica. Elementi piramidali colorati con un colorante basico.

Corpo cellulare o soma o pirenoforo

Ha una morfologia variabile (5-150 micron)

• Può avere una forma stellata
• Piramidale
• Piriforme (Purkinjie)
• Sferica (gangli sensitivi)

Il nucleo è voluminoso e centrale; appare chiaro per la presenza di eucromatina. Il nucleolo è unico, voluminoso e intensamente basofilo, in cui c'è un'elevata attività di sintesi ribosomale.

Citoplasma del pirenoforo

Contiene numerosi mitocondri (anche nei prolungamenti) e ha un apparato del Golgi ben sviluppato. È possibile notare la sostanza di Nissl o sostanza tigroide, zone basofile che si estendono ai dendriti, ma mancano negli assoni. Sono aree ricche di ribosomi sia liberi che associati al RER. Il citoscheletro comprende microtubuli e microfilamenti di actina. Essi servono a dare la forma finale al neurone, ma anche per permettere dei movimenti intracitoplasmatici che si verifica all'interno dell'assone. Nella foto si vedono bene anche i nuclei delle cellule gliali. Sono rappresentati dei neuroni che con ematossilina eosina mettono in evidenza la basofilia del citoplasma, dovuta a una grande quantità di ribosomi liberi o legati al RER.

Al TEM

È rappresentato un neurone col nucleo, citoplasma in basso con mitocondri, nucleo di una cellula gliale. L’impregnazione argentica che si usa per evidenziare il citoscheletro e le fibre reticolari. Essa colora a caso alcuni neuroni, per cui dà un’idea del tessuto. L’Ag⁺ viene ridotto ad Ag metallico.

Dendriti

Sono espansioni del corpo cellulare più brevi dell’assone. Si ramificano ripetutamente rimanendo nelle vicinanze del pirenoforo e contengono tutti gli organuli, tranne il Golgi e il nucleo. Generalmente ricevono gli stimoli tramite le sinapsi (polo ricevente). Le sinapsi sono delle estroflessioni della membrana plasmatica e sono delle aree specializzate in cui i due neuroni entrano in contatto. Queste spine dendritiche contengono microfilamenti di actina e possono essere evidenziati con gli anticorpi anti-actina (immunoistochimica).

Assone

L’assone è unico ed è presente in tutti i neuroni. Di solito ha uno spessore da 0,1 a 20 micron, per cui non sempre è possibile vederlo, ma se si usa l’impregnazione argentica si aumenta lo spessore. L’assone ha origine da una porzione del soma detta cono di emergenza e di solito si ramifica verso l’estremità terminale, dove fa sinapsi con i dendriti di un altro neurone. L’assone trasmette l’impulso in direzione centrifuga. Può rigenerarsi qualora venisse danneggiato, mentre se il pirenoforo o i dendriti venissero lesionati, il neurone sarebbe destinato a morire. Questa funzione di recupero funzionale la svolge solo nel SNP. Nell’ippocampo in realtà, vengono prodotti circa 1400 neuroni al giorno da parte delle staminali.

Trasporto assonico

Poiché l’assone non contiene ribosomi, deve essere rifornito di materiale e ciò lo fa grazie al trasporto assonico che può essere veloce e lento e richiede ATP. La strada sono i microtubuli e microfilamenti e i vettori sono delle proteine di trasporto che si muovono lungo i binari e che portano il materiale che deve essere spostato.

1. Veloce (bidirezionale)
   • Anterogrado veloce (100-400 mm/giorno): coinvolge microtubuli e microfilamenti di actina. Vengono spostati mitocondri, vescicole che contengono il neurotrasmettitore o enzimi che servono alla sintesi del neurotrasmettitore (che può essere costruito nella regione estrema dell’assone oppure può essere già prodotto prima del trasporto). Il vettore è una proteina-motore che è la chinesina.
   • Retrogrado veloce (300 mm/giorno): riporta indietro organelli (mitocondri) e vescicole da degradare. La proteina-motore è la dineina. Qui sono coinvolti solo i microtubuli.
2. Lento (unidirezionale) —> la velocità è di 0.2-8 mm al giorno poiché questo trasporto coinvolge materiale non urgente, come sub-unità proteiche del citoscheletro (tubulina). La chinesina sembra coinvolta nel trasporto assonico lento.

Fibra nervosa

È una struttura allungata ed è la somma dell'assone + cellule della glia che lo avvolgono (guaina mielinica). L'assone è avvolto da cellule della glia che lo proteggono, formando il rivestimento gliale. Può essere organizzato in modi diversi:

• Assone + guaina mielina = fibra nervosa mielinica
• Fibra mielinica = la cellula gliale avvolge più volte l’assone
• Fibra amielinica = la cellula gliale avvolge una sola volta l’assone

La guaina mielinica è formata da una spirale di membrane cellulari (lipidi e proteine) avvolte intorno all’assone. Queste membrane appartengono alle cellule di Schwann (SNP) o agli oligodendrociti (SNC). Tra una cellula gliale e l’altra c’è uno spazio chiamato nodo di Ranvier, importante dal punto di vista funzionale. Qui le due membrane delle due cellule di Schwann si accostano ma senza formare la guaina mielinica, mentre se ci troviamo nel SNC il nodo di Ranvier rimane scoperto. La funzione principale della guaina mielinica è quella di far aumentare la velocità di conduzione dell’assone (da 1 m/s a più di 100 m/s). Un impulso nervoso è un impulso che viaggia a livello della membrana plasmatica, non entra nel citoplasma.

Struttura della fibra nervosa

Il mesassone è il punto di introflessione della guaina mielinica che accoglie l’assone. In microscopia elettronica si vede un assone, i puntini sono il citoscheletro, assolemma, cellula di Schwann con la membrana mielinica. Nei punti in cui si accollano le facce interne, contenenti citoplasma, si forma una linea più elettron-densa chiamata linea densa principale; dove si accollano le facce esterne si forma la linea intraperiodo. Le linee più chiare sono lo strato lipidico della membrana plasmatica. Fibra nervosa in sezione trasversale. Si vede l’assone, la guaina mielinica, un nucleo grandissimo della cellula di Schwann, il citoplasma esternamente e dentro l’assone si vedono dei puntini che rappresentano gli elementi del citoscheletro (microtubuli e microfilamenti).

Lo strato adassonale di Schwann è la porzione di citoplasma a ridosso dell’assone. NB: mentre una cellula di Schwann può avvolgere un solo assone, l’oligodendrocita può avvolgere più assoni. Nel SNC manca la lamina basale attorno all’oligodendrocita, manca anche il connettivo. Sezione longitudinale di una fibra nervosa: l’assone è il canale centrale, la parte scura è la guaina mielinica e il citoplasma di Schwann che si trova verso la superficie più esterna della fibra nervosa. 3 è la cellula gliale.

Incisure di Schmidt-Lantermann

Le incisure di Schmidt-Lantermann sono delle delaminazioni della mielina che racchiudono citoplasma. Favoriscono la diffusione di metaboliti del citoplasma più esterno della cellula di Schwann a quello interno, più vicino all’assone. In alto a destra c’è l’assone con la membrana plasmatica, poi iniziano le membrane delle Schwann. Nel SNP sono presenti fibre reticolari che fanno parte del connettivo. Nel nervo, le fibre nervose sono unite da un perinervio. Le singole fibre nervose sono avvolte dall’endonervio; l’epinervio avvolge l’intero nervo. In microscopia ottica è possibile evidenziare le fibre con il tetrossido di osmio che si lega ai lipidi della guaina mielinica. In alto c’è un nodo di Ranvier. In basso a sinistra sono presenti le incisure di Schmidt-Lantermann. L’impregnazione argentica colorerà il citoscheletro nell’assone. Con il tetrossido di osmio si possono vedere le fibre nervose che si possono unire insieme (nervo). La sezione ha colpito le fibre nervose in sezione trasversale e longitudinale.

Il nervo

I nervi cranici e spinali formano il SNP. Le fibre nervose sono impacchettate in fasci. Nell’immagine in alto è raffigurato un nervo colorato con Azan-Mallory. La guaina mielinica risulta poco colorabile poiché, essendo la sua natura lipidica, i lipidi vengono rimossi nell’allestitura del vetrino. Intorno è presente l’epinervio che avvolge l’intero nervo. I rivestimenti connettivali del nervo sono:

• Endonervio (reticolare)
• Perinervio (lasso)
• Epinervio (denso)

Con funzione meccanica e trofica (vasi). Più è spessa la fibra nervosa e più la velocità di conduzione è grande. Nella sclerosi multipla, grave patologia associata alla distribuzione della mielina nel SNC (il SNP viene raramente interessato).

Sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale si divide in:

1. Sostanza bianca: assoni e loro guaine mieliniche
2. Sostanza grigia: corpi cellulari dei neuroni, dendriti, parti iniziali degli assoni

Nel cervello e nel cervelletto la sostanza grigia (corpo cellulare e dendriti) si trova in periferia, mentre all’interno c’è la sostanza bianca (assoni + mielina). Nel midollo spinale è l’inverso: la sostanza bianca si trova in periferia, mentre quella grigia all’interno. Il midollo spinale, ha due corna anteriori e due posteriori. Nel corno anteriore si trovano i corpi cellulari dei neuroni motori, attraverso le radici anteriori. I corpi cellulari dei neuroni sensoriali si trovano nei gangli spinali. I nervi spinali sono nervi misti (sensoriali e motori).

L'impulso nervoso

L’impulso nervoso è un segnale elettrico. La superficie interna della membrana plasmatica del neurone è leggermente già negativa rispetto a quella esterna per una diversa distribuzione di cariche ai due lati della membrana. I neuroni a riposo mantengono un potenziale elettrico di membrana di circa -70 mV, causato dalle pompe Na+/K+. Entrano 2 K+ nella cellula e escono 3 Na+ dalla cellula. Un neurone può rispondere a uno stimolo conducendo un impulso (segnale elettrico) su tutta la sua superficie. In risposta a uno stimolo adeguato si ha una instantanea inversione del potenziale a riposo e viene generato un potenziale d’azione (+30 mV). Il potenziale d’azione viaggia sulla membrana del neurone come un’onda di depolarizzazione.

La conduzione deve coinvolgere l’intera membrana dell’assone. Se non è presente la guaina mielinica si avrà una conduzione lenta (conduzione punto per punto). Se la guaina mielinica è presente, la conduzione sarà molto più veloce (conduzione saltatoria). L’impulso nervoso salta da un nodo di Ranvier all’altro, poiché la mielina è un isolante elettrico.

Sinapsi

La sinapsi è il punto in cui i neuroni vengono a contatto. Ogni neurone è collegato a centinaia di altri neuroni. Le sinapsi possono coinvolgere tutte le parti del neurone. Si può distinguere morfologicamente e presenta una struttura asimmetrica tra le due porzioni che la compongono. Nel neurone A ci sono delle vescicole che contengono il neurotrasmettitore. C’è la membrana, uno spazio intersinaptico (20-30 nm) occupato da una specie di glicocalice, sulla membrana del neurone post-sinaptico sono presenti i recettori specifici per il neurotrasmettitore rilasciato nella fessura sinaptica. Quando arriva l’impulso nervoso, entra il Ca⁺⁺ che fa spostare le vescicole contenenti il neurotrasmettitore sulla membrana pre-sinaptica, in modo che esse si fondano con la membrana e che venga rilasciato il neurotrasmettitore. Il legame neurotrasmettitore-recettore fa sì che si aprano dei canali ionici nella membrana post-sinaptica.

Nella sinapsi a riposo le vescicole sono trattenute dalla sinapsina I e dall’actina. Quando arriva l’onda di depolarizzazione nel bottone terminale si aprono i canali per il Ca⁺⁺ che entra nel bottone terminale e fa in modo tale da far avvenire la liberazione delle vescicole. Il Ca⁺⁺ attiva delle proteine enzimatiche che possono degradare l’actina e che possano fosforilare la sinapsina. È presente una proteina di membrana della vescicola, la sinaptotagmina che impedisce che essa si possa attaccare alla membrana pre-sinaptica; il legame tra Ca⁺⁺ e sinaptotagmina rimuove il blocco e la vescicola si lega alla membrana presinaptica ad opera della sinaptobrevina. La sinaptobrevina favorisce la fusione tra vescicola e membrana pre-sinaptica. Il neurotrasmettitore può avere effetto depolarizzante nel neurone post-sinaptico (sinapsi eccitatoria asimmetrica).

Le sinapsi simmetriche sono quelle che hanno un effetto inibitorio. Lo stesso neurone può produrre più neurotrasmettitori e lo stesso neurotrasmettitore può avere effetto eccitatori o inibitorio a seconda del recettore che si trova davanti. I neurotrasmettitori possono essere dei neuropeptidi o piccole molecole. Il muscolo riceve l’impulso grazie alla placca motrice o sinapsi neuro-muscolare. A sx c’è il tessuto muscolare striato. Il neurotrasmettitore che viene rilasciato nei tessuti muscolari è l’acetilcolina.

Cellule gliali

Oltre le cellule di Schwann e gli oligodendrociti ci sono anche altre cellule gliali, come gli astrociti, le cellule della microglia e le ependima (cellule del SNC). La microglia è una cellula gliale presente nel SNC ed ha un ruolo di cellula fagocitaria, di difesa immunitaria, poiché mancando nel SNC il connettivo, non ci sono i macrofagi. Esse derivano dal mesoderma e appartengono al sistema monociti-macrofagi; sono cellule tessuto residenti che derivano dal sacco vitellino. Gli astrociti sono cellule che possono essere o fibrosi (nella sostanza bianca) o protoplasmatici (nella sostanza grigia). Essi vanno ad aderire ai capillari che si trovano nel SNC e li decorano, come se li isolassero in modo da formare la barriera emato-encefalica (capillari continui).