Tessuto nervoso: neurotrasmettitori, Morbo di Parkinson e neuroglia

Tipologie di Neurotrasmettitori

Abbiamo diverse tipologie di neurotrasmettitori. Questa tabella vi mostra la I classe di neurotrasmettitori, di cui fa parte un estere chiamato Acetilcolina. Dovete ricordarvi che i neuroni colinergici, ovvero quelli che producono Acelticolina, si trovano sia a formare la giunzione neuromuscolare (tra motoneurone e muscolo scheletrico) dove essa viene rilasciata, che nel Sistema Nervoso Autonomo. L'Acetilcolina ha la funzione di diminuire il battito cardiaco e di rilassare la muscolatura liscia del tratto gastro intestinale. L'Acetilcolina agisce sia mediante i recettori ionotropici che metabotrobici. Il Curaro, ad esempio, è un veleno che si lega ai recettori ionotropici (chiamati "nicotinici" quando si lega l'Acetilcolina") bloccando i canali del Sodio Na+, causando paralisi muscolare. La II classe di neurotrasmettitori è rappresentata dalle monoammine: Epinefrina, Noraepinefrina, Dopamina, Serotonina (sono catecolammine prodotte a partire dalla tirosina). I neuroni che producono questi neurotrasmettitori vengono chiamati catecolaminergici e nel SNC sono coinvolti nella regolazione del movimento, dell'umore e dell'attenzione. I primi tre hanno recettori metabotropici, mentre la Serotonina ha recettori sia ionotropici che metabotropici. La Serotonina viene sintetizzata a partire dal Triptofano nel SNC e nel sistema nervoso enterico. Poi abbiamo anche degli amminoacidi come il Glutammato, che è il neutroasmettirore eccitatori più importante del SNC, il GABA (Acido Gamma Ammino Butirrico) che invece è il più importante neurotrasmettitore del SNC perchè abbiamo detto che apre i canali del Cloro CI- causando un'iperpolarizzazione di membrana (e quindi sarà ancora più difficile l'instaurarsi di un potenziale d'azione), e la Glicina. Esistono poi anche dei piccoli polipeptidi che agiscono come neurotrasmettitori: sostanza P, Colecistochinina, Endorfine, Cefaline, Vasopressina, Ossitocina, Endocanabinoli (derivati dell'acido arachidonico). Molti di questi neurotrasmettitori sono rilasciati dalle cellule enteroendocrine del sistema gastrico intestinale che esercitano appunto questa secrezione paracrina o endocrina. Agisce come neurotrasmettitore anche l'Ossido Nitrico, un gas che non ha alcun tipo di recettore ma diffonde venendo sintetizzato all'interno della sinapsi e nel neurone postsinaptico attiva un enzima chiamato Guanidil Ciclasi, determinando l'aumento del GMP ciclico intracellulare che agisce direttamente sulle proteine G, le quali andranno ad innescare dei potenziali d'azione. Ogni neurone dunque utilizza solo uno dei trasmettitori principali quindi ogni neurotrasmettitore viene rilasciato in tutti i terminali sinaptici che originano da uno stesso neurone.

Andando ad osservare le vescicole contenenti neurotrasmettitori possiamo inoltre identificare il tipo di neurotrasmettitore. Ad esempio l'Acetilcolina è contenute in piccole vescicole agranulari. Piccole vescicole granulari, invece, con contenuto molto elettrondenso sono tipiche delle Cotacolammaine, della Serotonina odell' Istamina. Le grandi vescicole granulari con contenuto elettrondenso, di contro, riguardano le purine e i neuropeptidi.

Destino dei Neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori dunque vengono rilasciati a livello delle sinapsi e poi è importante che venga limitata la durata della stimolazione o dell'inibizione della membrana postisinaptica. Così è importante che il neurotrasmettitore smetta di agire sul recettore della membrana postsinaptica e la cessazione della sua attività si ha grazie a due fenomeni diversi: la sua ricattura ad alta affinità (nell'80 % dei casi) o la sua degradazione (nel 20 % dei casi).

Ricattura ad Alta Affinità

La ricattura ad alta affinità avviene così: i neurotrasmettitori, una volta rilasciati a livello della sinapsi, si legano a dei recettori presenti nella membrana presinaptica e quindi tali recettori trasportano poi indietro i neurotrasmettitori (una volta cessata la loro attività) nel neurone presinaptico dove vengono o degradati enzimaticamente oppure riutilizzato e ricaricato in vescicole per un uso futuro (re uptake del neurotrasmettitore). Questo è quello che avviene alle Catecolammine: vi sono però agenti come le anfetamine o la cocaina che bloccano questa ricattura del neurotrasmettitore e quindi prolungano la sua azione sulla membrana postsinaptica.

Degradazione del Neurotrasmettitore

La degradazione del neurotrasmettitore, invece, avviene così: enzimi associati alla membrana postsinaptica che lo degradano. L'esempio più classico è quello dell'Acetilcolina, che viene degradata dalla Acetilcolin Esterasi, un enzima presente nella membrana postsinaptica che la degrada in Acido Acetico e Colina, riassorbiti poi dal terminale presinaptico per riutilizzarli per la sintesi di nuova Acetilcolina. In questa slide vedete quale è l'azione dell'Acetilcolina e l'effetto degli agenti nervini e la cura di tali agenti con la Tropina.

Terminale assonico Mitocondrio Acetil-CoA CoA Acetilcolina A Ch Ch A Ch Vescicola sinaptica Colina Ch AChE A Ch Acetato A Fibra muscolare Acetilcolinesterasi (AChE) Recettore nicotinico per l'ACh (nAChR)

Azione dell'Acetilcolina e Agenti Nervini

Come avviene l'azione dell'Acetilcolina? Quello che accade è che l'Acetilcolina viene rilasciata dal neurone presinaptico, attraverso lo spazio intersinaptico, si lega al recettore sulla membrana postsinaptica e l'enzima Acetilcolin Esterasi la degrada in Acido Acetico e Colina che poi vengono riutilizzati nel neurone presinaptico. L'agente nervino blocca la capacità dell'enzima Acetilcolin Esterasi di degradare l'Acetilcolina, quindi essa continua a legarsi al recettore per stimolare la cellula bersaglio (cellula muscolare scheletrica, ad esempio). In questo modo, in presenza di agente nervino, l'Acetilcolina è libera di continuare ad agire. La Tropina, il farmaco che cura l'agente nervino, blocca invece il recettore in modo tale che l'Acetilcolina non è più in grado di legarsi ad esso e quindi andare a stimolare la cellula bersaglio. Dunque, l'effetto della Tropina non è mai sull'agente nervino o sulla Acetilcolin Esterasi, bensì sul recettore postsinaptico.

Morbo di Parkinson

Il Morbo di Parkinson è una malattia neurodegenerativa i cui sintomi cardine sono: rigidità e lentezza dei movimenti, instabilità nell'equilibrio. L'eziopatogenesi è un danneggiamento o addirittura la morte dei neuroni che rilasciano la Dopamina a livello della substantia nigra (è la "sostanza nera di Sommering" nel SNC). Questo malfunzionamento è legato all'accumulo citoplasmatico di una proteina che è l'Alfasinucleina in inclusioni chiamati "Corpi di Lewy" all'interno di questi neuroni (sono aggregati proteici insolubili) che causano un'insufficiente formazione della Dopamina (facente parte delle catecolammine che modulano l'azione inibitoria dei neurotrasmettitori GABAergici). Infatti i trattamenti si basano sulla somministrazione di agonisti della Dopamina.

Morbo di Parkinson Substantia nigra o sostanza nera di Sommering Substantia nigra del neurone Dopamina Substantia nigra sana Substantia nigra del neurone con il morbo di Parkinson Dopamina Ridotta substantia nigra Corpo di Lewy -- > Sezione trasversale del mesencefalo a livello del collicolo superiore 20 um

Neuroglia

Adesso ci concentreremo sulla NEUROGLIA (o GLIA). Parliamo di un'altra popolazione che costituisce il tessuto nervoso, una famiglia di cellule non neuronali che si vanno a trovare appunto tra i neuroni. La neuroglia si divide in neuroglia centrale e neuroglia periferica. Sono cellule di supporto dei neuroni ma ultimamente si sta sempre sottolineando di più il concetto di una interdipendenza funzionale: l'uno non può sopravvivere in assenza dell'altro. Sono cellule più abbondanti dei neuroni: sono circa 5-10 cellule della glia per neurone; alcuni affermano addirittura 50 per neurone.

Tipi di Cellule Gliali

Tipi di cellule gliali Cellula di Schwann Oligodendrocite Astrocita Cellula satellite Corpo cellulare del neurone Microglia Cellule ependimali Cellula gliale satellite Sistema nervoso periferico Sistema nervoso centrale

Glia Periferica

Cellule di Schwann

Si compone di cellule di Shwann Le cellule di Schwann hanno la funzione di supportare le fibre nervose e più in generale i neuroni mielinizzati e amielinizzati. Sono in grado di mielinizzare assoni ma offrono supporto anche a quegli assoni che non mielinizzano. Aiutano a ripulire i detriti del SNP, sono anche coinvolte nella rigenerazione dell'assone e nel garantire il corretto microambiente intorno agli assoni neuronali. Ci troviamo dunque nel SNP. Quindi quando parliamo di assoni mielinizzati, se io vi chiedo quali cellule mielinizzano questi assoni, voi dovete chiedermi se ci troviamo nel SNP o nel SNC, perchè nel centrale vi saranno altre cellule deputate alla mielinizzazione degli assoni neuronali. Queste cellule si avvolgono con la loro membrana plasmatica e corpo cellulare attorno agli assoni formando la cosiddetta "guaina mielinica". Ma ci sono anche cellule di Schwann che non mielinizzano assoni -> in questo caso gli assoni si vanno a trovare in delle invaginazioni della cellula di Schwann, ma non sono mielinizzati da esse. Una cosa da notare subito tra questi assoni mielinizzati e quelli non mielinizzati è il loro diametro: quello mielinizzato ha un diametro maggiore mentre quello non mielinizzato ha un diametro minore: questo è un punto importante. Le cellule di Schwann si differenziano a partire dalle cellule della cresta neurale e si differenziano poi esprimendo il fattore SOX 10. Possono differenziarsi a seconda dell'assone che andranno a circondare in cellule di Schwann mielinizzanti o non mielinizzanti. In ogni caso, quando un assone viene mielinizzato, i coni d'emergenza e le arborizzazioni terminali dell'assone non sono mai coperti da mielina.

Nel SN Periferico Nucleo della cellula di Schwann Citoplasma della cellula di Schwann Forma il nevrilemma Guaina mielinica Assone Figura 9.10 Cellula di Schwann La cellula di Schwann forma la guaina mielinica degli assoni del SNP.

nucleo della cellula di Schwann assone guaina mielinica

Guaina Mielinica

In che modo una cellula di Schwaan mielinizza un assone?