Sistema nervoso: tessuto, neuroni e sinapsi in dettaglio per Biologia

Tessuto nervoso

Il tessuto nervoso è costituito da: · neuroni, che sono delle cellule molto particolari, in grado di eccitarsi e di trasmettere un impulso nervoso; · cellule di glia (neuroglia o nevroglia), che sono le cellule di sostegno, rappresentano lo stroma del tessuto nervoso. Il tessuto nervoso deriva dall'ectoderma, il foglietto embrionale più esterno, che da origine anche alla maggior parte dei tessuti epiteliali.

Neuroni

Il neurone ha la capacità di eccitarsi, reagendo agli stimoli modificando il suo potenziale di membrana: ha infatti una soglia di eccitabilità molto più bassa rispetto a quella delle altre cellule dell'organismo. Questa modificazione del potenziale di membrana genera una serie di impulsi di tipo elettrochimico che consentono la trasmissione dell'impulso nervoso lungo tutto il neurone. Una volta che l'impulso nervoso viene condotto, questo può diffondere grazie alle sinapsi, i sistemi di giunzione tra i neuroni, grazie alle quali l'impulso può passare al neurone successivo. Il sistema nervoso, nel complesso, ha il compito di ricevere gli stimoli e convertirli in stimoli elettrici; una volta che questo stimolo arriva al sistema nervoso centrale, questo elabora una serie di risposte, ciò viene fatto dal compartimento effettore del sistema nervoso. Il sistema nervoso ha la capacità di memorizzare le informazioni che riceve dall'ambiente esterno, grazie alla plasticità sinaptica, ovvero la capacità del neurone di modificare le proprie caratteristiche in base agli stimoli esterni, in modo da fornire risposte più rapide e precise nel caso l'organismo dovesse sottoporsi nuovamente allo stesso stimolo. Ogni neurone è composto da un corpo cellulare, chiamato anche pirenoforo, che contiene il nucleo e gli organelli, e da una serie di ramificazione, i dendriti, che iniziano con un unico ramo che poi si ramifica ulteriormente in ramificazioni sempre più sottili: i dendriti hanno la capacità di raccogliere l'impulso nervoso. E' presente anche l'assone, o fibra nervosa, che è sempre unico, in cui l'impulso viaggia in direzione centrifuga. L'assone termina con delle terminazioni assoniche.

• Il corpo cellulare rappresenta la parte che contiene in nucleo, il citoscheletro: nel contiene dei microfilamenti e dei filamenti intermedi particolari, poichè contengono delle proteine particolari specifiche del sistema nervoso, tanto che i filamenti intermedi prendono anche il nome di neurofilamenti e i microtubuli prendono il nome di neurotubuli. Si trova anche un apparato di Golgi e un reticolo endoplasmatico molto sviluppati, poiché il neurone ha un metabolismo molto elevato, perchè molti neurotrasmettitori sono di natura proteica. Inoltre, il neurone è in continua evoluzione, per la plasticità sinaptica, quindi è necessario un reticolo endoplasmatico molto sviluppato. E' talmente sviluppato che occupa la maggior parte del citoplasma e assume un aspetto particolare al microscopio. Si organizza a formare delle zolle, che prendono il nome di sostanza tigroide o zolle di Nissl. Nel corpo cellulare sono presenti anche altre formazioni, dei granuli di neuromelanina, esclusiva delle cellule che formano la sostanza nera: i neuroni dopaminergici della sostanza nera, e anche quelli del locus coeruleus del tronco encefalico, presentano nel citoplasma numerosi granuli scuri, visibili anche ad occhio nudo. Nel corpo cellulare di neuroni si possono accumulare anche i granuli di lipofuscine, che sono dei pigmenti colorati che derivano dalla degradazione all'interno dei lisosomi delle molecole e delle sostanze di rifiuto presenti nella cellula.Le lipofuscine sono inerti, non hanno alcuna funzione e non reagiscono in generale. Nei neuroni vecchi si trovano in abbondanza, e tendono ad aumentare con l'età dei neuroni.
• I dendriti rappresentano la parte recettrice del neurone, quella che cede gli impulsi e li trasmette al corpo cellulare. Sono in numero variabile, presentano un numero di ramificazione variabile e contengono al loro interno gli organelli cellulari, così come il pirenoforo: contengono il RER, mitocondri, neurofilamenti e neurotubuli. Le loro estremità possono essere dilatate a formare strutture chiamate spine o gemmule : le spine rappresentano dei punti di connessione con le cellule adiacenti nei quali avvengono le sinapsi.
• Dal corpo cellulare l'impulso viaggia verso l'assone, in direzione centrifuga. L'assone è sempre unico, e inizia in genere con una zona dilatata che si chiama monticolo assonico o cono di emergenza: questa regione è una zona a bassa soglia di eccitabilità, ed in questa regione si instaura il potenziale d'azione, che gli consente di condurre un impulso in maniera continua e senza modificarne l'intensità, secondo un meccanismo "tutto o nulla". Nel suo citoplasma sono presenti solo mitocondri, necessari a fornire l'energia al livello della terminazione assonica per determinare la sinapsi.

I neuroni sono considerati delle cellule perenni, che non sono in grado di dividersi: rimangono sempre in fase G, che segue la fase M del ciclo cellulare; poichè sono perennemente in fase G1, in questo caso si parla di fase G . Ha una vita molto lunga, pari a quella dell'individuo: in realtà, è stato dimostrato che ci sono delle regioni del sistema nervoso dotate di neurogenesi, in grado di moltiplicarsi per mitosi. Queste regioni però sono estremamente circoscritte nel sistema nervoso centrale: si trovano nel cervelletto, nello strato dei granuli; un'altra regione dotata di neurogenesi è il bulbo olfattivo, che è una zona del sistema nervoso centrale che raccoglie gli impulsi odoriferi. Anche l'ippocampo, zona del telencefalo importante per la memoria e per l'apprendimento, è dotato di neurogenesi. I neuroni possono essere più o meno complessi, possono avere dimensioni o forme differenti a seconda delle loro funzione e della loro specializzazione. In generale, possono essere classificati in base a criteri morfologici:

• Il tipo di neurone più semplice è quello definito unipolare, caratterizzato dalla presenza di solo corpo cellulare e da un prolungamento che si comporta da assone, quindi ha la capacità di raccogliere l'impulso nervoso e anche di trasmetterlo.
• Un altro tipo di neurone è il bipolare, costituito da un corpo cellulare, un unico dendrite e un unico assone. Questi neuroni si trovano a livello della retina, sono i neuroni bipolari della retina, che hanno la capacità di trasmettere l'impulso nervoso alle cellule gangliari della retina.
• Dei neuroni molto particolari sono i neuroni pseudounipolari: hanno un corpo cellulare da cui si diparte un prolungamento che si ramifica a T, infatti questi neuroni si chiamano anche "neuroni a T". Di queste due ramificazioni, una funge da dendrite e quindi va verso la periferia per raccogliere l'impulso nervoso, l'altra funge da assone, quindi va in direzione del sistema nervoso centrale. Questi neuroni si trovano solo nel sistema nervoso periferico a formare i gangli sensitivi. Nel sistema nervoso centrale troviamo i neuroni di questo tipo soltanto in un nucleo del nervo trigemino, nel nucleo mesoencefalico.
• La maggior parte dei neuroni è di tipo multipolare: presentano numerosi dendriti che si aprono ad albero a partire dal pirenoforo. Sono i neuroni presenti, per esempio, nel sistema nervoso centrale. I neuroni motori, detti motoneuroni, che sono quelli che trasmettono l'impulso alla periferia, che quindi mediano le risposte del sistema nervoso, sono sempre neuroni multipolari. Sono anche i neuroni più grandi del sistema nervoso.
  • Dei neuroni particolari sono i neuroni piramidali, sempre neuroni multipolari particolari: sono in genere dei neuroni di tipo motorio, efferenti, si trovano per esempio nella corteccia del telencefalo, ma anche in altre regioni, come l'ippocampo. Sono detti piramidali perchè hanno il corpo cellulare di forma grossomodo triangolare: da questo corpo cellulare si dipartono numerosi dendriti.
  • Altri neuroni speciali sono i neuroni di Purkinje, che si trovano solo nel cervelletto. Questi neuroni hanno la caratteristica di avere un corpo cellulare definito "piriforme", perchè ricorda un po' una fiammella.

Classificazione topografica dei neuroni

I neuroni possono essere classificati anche in base alla posizione (classificazione topografica), in questo caso possiamo distinguere:

• neuroni del sistema nervoso centrale: a loro volta, possono essere distinti in neuroni sensitivi, cioè che raccolgono l'impulso dalla periferia e lo trasmettono verso l'alto, nel sistema nervoso centrale, e i neuroni motori, che, invece, mandano l'impulso alla periferia, mediano una risposta. I neuroni motori si chiamano anche motoneuroni o neuroni effettori.
• neuroni del sistema nervoso periferico;

Classificazione dei neuroni in base all'assone

I neuroni possono essere classificati anche in base all'aspetto dell'assone:

• l'assone può essere molto lungo (anche 1m), che abbandona spesso il sistema nervoso centrale e arriva fino alla periferia formando nervi. In questo caso si parla di neuroni del primo tipo di Golgi: un esempio di questi neuroni sono i motoneuroni del midollo spinale, che dal midollo arrivano fino al muscolo scheletrico. Questi neuroni possono essere distinti a loro volta in neuroni:
  • funicolari: quando l'assone si divide a "T" e collega più parti del sistema nervoso; generalmente questi neuroni sono di tipo sensitivo;
  • radicolari: formano le radici del midollo spinale; generalmente sono neuroni motori che vanno ad innervare i muscoli scheletrici.

. Esistono anche neuroni del secondo tipo di Golgi: l'assone è molto breve e rimane all'interno della sostanza grigia nel sistema nervoso centrale. Questi sono in genere gli interneuroni, i neuroni di associazione e collegamento tra regioni più o meno vicine del sistema nervoso centrale.

Classificazione funzionale dei neuroni

I neuroni si possono classificare anche in base alla funzione, quindi possiamo distinguere:

• neuroni sensitivi: raccolgono informazioni sensoriali dall'esterno (neuroni sensitivi somatici) e dall'interno del corpo (neuroni sensitivi viscerali). Entrambi appartengono alla categoria dei neuroni psuedounipolari; il loro pirenoforo è sempre collocato all'interno di un ganglio (aggregato di corpi cellulari) esterno al SNC, mentre gli assoni di questi neuroni (fibre afferenti) si estendono dal recettore al sistema nervoso centrale.
• neuroni motori: presentano assoni (fibre efferenti) che si allontanano dal sistema nervoso centrale e raggiungono gli organi periferici. Si distinguono in neuroni motori somatici (per i muscoli scheletrici) e neuroni effettori viscerali (per i muscoli lisci, cuore e ghiandole).
• interneuroni: collegano neuroni afferenti e neuroni efferenti.