I Neuroni e le Cellule Gliali

Il neurone è l’unità fondamentale di tutto il sistema nervoso. È costituito da una regione rigonfia contenete il nucleo della cellula chiamata corpo cellulare, soma o pericario. Dal soma si irradiano numerosi filamenti chiamati neuriti che possono dividersi in due categorie: assoni e dendriti.
Generalmente dal corpo del neurone si diparte un unico assone, che mantiene un diametro unitario per tutta la sua lunghezza; se si dirama, tali rami si estendono ad angolo retto.

I dendriti raramente si estendono in lunghezza per più di due millimetri. Molti dendriti si estendono dal soma e, generalmente, si assottigliano fino ad un punto finale.

Il SOMA: è la parte centrale del neurone di forma approssimativamente sferica. Il fluido acquoso interno alla cellula è chiamato citosol, una soluzione salina ricca di potassio. La membrana, spessa 5 ηm, separa l’interno dall’esterno della cellula.

Insieme al soma, sono presenti una serie di strutture ricoperte da membrana, chiamate collettivamente organuli. Il soma contiene gli stessi organuli che si possono trovare in tutte le cellule animali. Tutto ciò che è contenuto all’interno della membrana, escluso il nucleo, viene chiamato citoplasma.

Il nucleo, di forma sferica, è contenuto all’interno di un doppio involucro chiamato membrana nucleare.

 

La MEMBRANA NEURONALE: serve come barriera per contenere il citoplasma all’interno del neurone e per escludere alcune sostanze che galleggiano nel fluido extracellulare. Tale membrana è spessa 5ηm ed è costellata di proteine. Alcune proteine associate alla membrana  pompano sostanze dall’interno verso l’esterno, altre formano dei pori che “scelgono” quali sostanze possono aver accesso al neurone. Un’importante caratteristica dei neuroni è che la composizione proteica della membrana varia a seconda che si tratti del soma, dei dendriti o dell’assone.

La funzione dei neuroni non può essere compresa senza capire la struttura e la funzione della membrana e delle proteine associate.

Il CITOSCHELETRO: costituisce l’impalcatura, formata da microtuboli , neurofilamenti e microfilamenti, che conferisce al neurone la sua caratteristica forma.

L’ASSONE: è una struttura che si trova solo nei neuroni ed è altamente specializzata per il trasporto dell’informazione a distanza nel Sistema Nervoso (SN).

L’assone ha inizio con un segmento chiamato cono d’integrazione.

Due notevoli caratteristiche distinguono l’assone dal soma: in primo luogo, nessun RE rugoso si estende nell’assone; secondariamente la composizione della membrana assonica è fondamentalmente diversa da quella della membrana somatica. Queste differenze strutturali si traducono in distinzioni funzionali:l’assenza di ribosomi impedisce la sintesi proteica. Ciò significa che tutte le proteine dell’assone  originano nel soma e sono le diverse proteine della membrana assonica che permettono di inviare informazioni attraverso lunghe distanze.

Gli assoni si possono estendere da 1 mm fino a 1 m di lunghezza. Un assone che origina e che si estende da un particolare neurone viene chiamato efferente, mentre un assone che si estende verso un particolare neurone viene chiamato afferente.

La velocità dell’impulso nervoso varia a seconda del diametro assonico: più grosso è l’assone, maggiore è la velocità di conduzione.

La parte terminale dell’assone viene chiamata terminale assonico o bottone sinaptico. Il terminale è un sito dove l’assone viene in contatto con altri neuroni o altre cellule e passa loro l’informazione. Il punto di contatto prende il nome di sinapsi, contenente numerose piccole cavità membranose chiamate vescicole sinaptiche.

Talvolta, gli assoni presentano numerose ramificazioni nelle loro parti finali e ciascun ramo forma una sinapsi sui dendriti o sui corpi cellulari nella stessa zona. Questi rami vengono collettivamente definiti con il termine di arborizzazione dendritica.

Il trasferimento dell’informazione presso la sinapsi da un neurone ad un altro è chiamato trasmissione sinaptica. Presso la maggioranza delle sinapsi, l’informazione, viaggiando sotto forma di impulsi elettrici lungo l’assone, nella parte terminale viene convertita in un segnale chimico che attraversa lo spazio intersinaptico. Sulla membrana post-sinaptica, questo segnale chimico viene riconvertito in un segnale elettrico. Il segnale chimico è chiamato neurotrasmettitore ed è immagazzinato e rilasciato dalle vescicole sinaptiche all’interno del terminale. Diversi neurotrasmettitori sono usati da neuroni di tipi diversi.

Il trasporto assoplasmatico: non essendo presenti ribosomi all’interno del citoplasma assonico, compreso il  terminale, le proteine dell’assone vengono sintetizzate nel soma e trascinate verso l’assone. Questo movimento prende il nome di trasporto assoplasmatico. Il materiale viene incapsulato all’interno delle vescicole, spostandosi lungo i microtuboli dell’assone. Il movimento avviene grazie ad una proteina, la chinesina, e il processo è carburato dall’ATP. La chinesina muove solamente il materiale dal soma verso il terminale. Ogni movimento di materiale in questa direzione è chiamato trasporto anterogrado.

Esiste anche un meccanismo per il movimento di materiale dal terminale verso il soma, il trasporto retrogrado. Si pensa che questo processo fornisca segnali al soma riguardo ai cambiamenti nei bisogni metabolici del terminale assonico. Il meccanismo molecolare è simile al trasporto anterogrado,  ma il movimento viene fornito da una diversa proteina, la dineina.

I DENDRITI : i dendriti di un singolo neurone sono chiamati collettivamente albero dendritico. Essi si presentano con un’ampia varietà di forma e grandezze che vengono usate per classificare i diversi gruppi di neuroni.

I dendriti funzionano come le antenne del neurone e sono coperti da migliaia di sinapsi. I dendriti di alcuni neuroni sono ricoperti da strutture specializzate chiamate spine dendritiche, che ricevono alcuni tipi di input sinaptico. Le spine sembrano piccole protuberanze elastiche che espongono dal dendrite; si crede servano ad isolare diverse reazioni chimiche che sono innescate da alcuni tipi di attività delle sinapsi.

Il citoplasma dei dendriti assomiglia a quello degli assoni: è riempito con elementi del citoscheletro e mitocondri.

IL NEURONE E LE SUE CLASSIFICAZIONI

in base al NUMERO DEI NEURITI:

• Neurone unipolare: un neurone con un singolo neurite.
• Neurone bipolare: un neurone con due neuriti.
• Neurone multipolare:  un neurone con molti neuriti.
• La stragrande maggioranza dei neuroni è multipolare.

In base alla FORMA DEI DENDRITI:

• Cellule stellate, cellule piramidali.
• Dendriti spinosi o non spinosi.

In base alle CONNESSIONI:

L’informazione viene inviata verso il SN da  neuroni che hanno neuriti sulla superficie sensoriale del corpo umano, come la pelle e la retina dell’occhio. Cellule con queste connessioni sono chiamate neuroni sensitivi primari.

Altri neuroni hanno assoni che fanno sinapsi con i  muscoli e comandano i movimenti, questi sono chiamati motoneuroni.

Infine, tutti quei neuroni che fanno sinapsi con altri neuroni prendono il nome di interneuroni.

LE ALTRE CELLULE DEL CERVELLO

Le cellule gliali: le prove sperimentali attuali indicano che le cellule gliali contribuiscono principalmente alla funzione cerebrale, sostenendo i processi neuronali. Sebbene il ruolo della glia sia subordinato a quello dei neuroni, il cervello non potrebbe funzionare senza di essa.

Gli astrociti: il maggior numero di cellule gliali nel cervello è dato dagli astrociti. Essi riempiono lo spazio tra i neuroni, potendo influenzare la crescita o la degenerazione di un neurite.

Il ruolo fondamentale degli astrociti è quello i regolare il contenuto chimico dello spazio extracellulare. Oltre a limitare la diffusione delle molecole di neurotrasmettitore rilasciate, gli astrociti controllano strettamente la concentrazione extracellulare di molteplici sostanze che possono potenzialmente interferire con la corretta funzione neuronale (per es, essi regolano la concentrazione di ioni potassio nel fluido extracellulare).

Le cellule oligodendroglia e le cellule di Schwann: queste cellule gliali forniscono strati di membrana, un involucro chiamato mielina, che isolano gli assoni. Questi due tipi di cellule differiscono in base alla loro collocazione: l’oligodendroglia si trova solo nel Sistema Nervoso Centrale (SNC), quindi cervello e colonna vertebrale, mentre le cellule di Schwann si trovano solo nel Sistema Nervoso Periferico (SNP), quindi nelle parti al di fuori del cranio e della colonna vertebrale. Un’altra differenza è che la cellula oligodendroglia contribuisce a mielinizzare molteplici assoni, mentre ciascuna cellula di Schwann mielinizza un singolo assone.

Altre cellule non neuronali: nel cervello sono presenti cellule specializzate, chiamate cellule ependimali. Esse forniscono il rivestimento dei ventricoli pieni di fluido all’interno del cervello e giocano un ruolo fondamentale nel determinare la direzione della migrazione cellulare durante lo sviluppo cerebrale.

Infine incontriamo una seconda categoria di cellule chiamate microglia che funzionano come fagociti per rimuovere gli avanzi di neuroni e di glia morti o in via di degenerazione.

Il neurone è quindi la cellula fondamentale del sistema nervoso, ma le cellule gliali ne costituiscono un indispensabile supporto.

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