tessuto nervoso - Sezione di Anatomia e Istologia

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tessuto
nervoso


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Vista laterale di cervello umano
attività
motoria

integrazione

cognizione,
emozioni, ecc.

percezione
apprendimento
e memoria
controllo
delle funzioni
vitali

attività
motoria


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Suddivisione anatomica generale
• Sistema nervoso centrale (SNC)
– Encefalo
(racchiuso nella cavità cranica)
– Midollo spinale
(racchiuso nel canale vertebrale)

• Sistema nervoso periferico (SNP)
– Tutto il tessuto nervoso al di fuori del
SNC (nervi e gangli nervosi)


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Tessuto nervoso
• Concentrato per il 98% nel SNC
• Contiene due tipi di cellule:
– Neuroni
– Neuroglia

esercizio:
dei tessuti studiati,
quali sono dotati e
quali sono privi di
vascolarizzazione?

• E’ provvisto vascolarizzazione


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Corteccia cerebrale di mammifero al microscopio
(metodo di colorazione istologica di Nissl)
ciascuna aerea colorata
rappresenta la parte
principale di una
cellula (corpo o soma);
100 µm

questa tecnica consente di apprezzare la
distribuzione delle cellule nell’ambito
del tessuto (citoarchitettura), ma non
rivela la vera morfologia dei neuroni;
in particolare, cosa c’è nelle parti
“bianche” di quest’immagine?


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un singolo neurone al microscopio
(colorazione istologica di Golgi)

per motivi tuttora sconosciuti, il
metodo di Golgi “riempie” di
colorante nero solo alcune cellule,
in modo apparentemente casuale;
tali cellule spiccano nettamente
rispetto allo sfondo omogeneo di
cellule non colorate


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neuropilo
• dunque, le porzioni di tessuto che
appaiono non colorate dalla tecnica
di Nissl sono in realtà occupate da
intricate espansioni o prolungamenti
citoplasmatici, come dimostra la
colorazione di Golgi
• esistono due tipi diversi di
prolungamento…


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corpo cellulare


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dendriti
Dal greco déndron = 'albero'


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assone

mentre il numero di
dendriti è variabile, tutti
i neuroni possiedono un
singolo assone

istologicamente, il decorso
dell’assone è più difficile da
seguire rispetto ai dendriti


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schema di un
neurone
realizzato con la
“camera lucida”

in questo disegno è visibile solo il
moncone prossimale dell’assone,
che può percorrere distanze
notevolissime prima di dare
origine a ramificazioni terminali


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morfologia delle cellule nervose


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ganglio

voluminoso soma
neuronale con grande
nucleo chiaro e denso
nucleolo

prolungamenti sezionati
periferico
trasversalmente


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• Multipolari
– i più comuni

• Pseudounipolari
– gangli sensitivi

• Bipolari
– retina
– ganglio
vestibolare
– mucosa
olfattiva

• Unipolari
– molto rari

Classificazione dei neuroni
in base al numero di
prolungamenti


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schema delle parti fondamentali del neurone
arborizzazione
terminale
dendrite

soma o corpo
cellulare

guaina
mielinica

nucleo con
nucleolo
assone o
neurite


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corpo cellulare o soma
e dendriti


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Corpo cellulare o soma
• Morfologia variabile:
– Stellata (motoneuroni)
– Piramidale (corteccia cerebrale)
– Piriforme (Pukinje del cervelletto)
– Sferica (gangli sensitivi)

• Nucleo:
– Voluminoso, sferico od ovoidale, centrale
– chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente
alla predominio di eucromatina (elevata
attività genetica)
– Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente
basofilo (elevata attività di sintesi proteica)


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Citoscheletro e zolle di Nissl

Impregnazione
argentica

Coloranti basici


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Soma: componenti citoplasmatiche
• Mitocondri numerosi
(anche nei prolungamenti)
• Gogli spesso di estensione considerevole
• Sostanza di Nissl: zolle basofile che si
estendono ai dendriti (ma non all’assone) 
reticolo endoplasmatico rugoso
• Ribosomi numerosissimi
• Neurotubuli e neurofibrille
(aggregati di neurofilamenti di 10 nm)
• Centrioli quasi sempre presenti
(nonostante l’assenza di mitosi)


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Dendriti
• In genere multipli
• Emergono da vari punti del
corpo cellulare
• Relativamente più brevi
dell’assone
• Si ramificano ripetutamente
rimanendo nelle vicinanze del
soma
• Contorno irregolare, spesso
ricoperto di spine o gemmule
• Contengono tutti gli organuli
(tranne il Golgi) 
• Funzionalmente e
morfologicamente espansioni
del soma


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assone


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Ultrastruttura dell’assone


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assone in sezione longitudinale


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Assone
• Presente in tutti i neuroni
• Di solito unico
• Origina da una protrusione del soma detta
cono di emergenza
• In genere più lungo e regolare dei dendriti
• Di solito non emette rami collaterali in
vicinanza del soma…
• … ma si divide ripetutamente nel cosiddetto
territorio di innervazione
• presenta un citoplasma (assoplasma)
contenente strutture citoscheletriche
altamente specializzate


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Dendriti

 

• Abbondanti ribosomi,
reticolo endoplasmico
• Superficie
punteggiata da
“spine”
• Più corti e ramificati
nei pressi del soma

Assone
• Assenza di
componenti associate
a sintesi proteica
• Abbondanti
mitocondri
• Speciali strutture
citoscheletriche
• Superficie avvolta da
guaina mielinica


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pre- e post-sinaptico
la sinapsi chimica è la
principale struttura di
connessione funzionale
fra neuroni


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la sinapsi

terminale
presinaptico
vescicole
sinaptiche
terminale
postsinaptico


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In relazione al punto di contatto





Sinapsi
Sinapsi
Sinapsi
Sinapsi

asso-somatica
asso-dendritica
asso-assonica
dendro-dendritica (più rara)


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Pompa di
scambio
sodiopotassio


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Potenziale transmembrana

+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
- - +
+ - - - +
+ La asimmetria nella
- -70 mV distribuzione di ioni carichi elettricamente è all’origine di
una differenza di potenziale
fra i due lati della membrana
che si trova normalmente in
tutte le cellule


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Il neurone e la trasmissione di informazioni


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Il flusso di
informazioni
2. rilascio di
neurotrasmettitore
alla sinapsi

1. conduzione dell’impulso
lungo l’assone e i suoi
terminali

3. eccitazione o
inibizione del
neurone postsinaptico

4. potenziale d’azione


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Schema dell’ultrastruttura della
sinapsi

mitocondrio
vescicola di
neurotrasmettitore

terminale
presinaptico

recettore

terminale
postsinaptico

neurotrasmettitore
rilasciato nella
fessura sinaptica


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Numerosissimi contatti sinaptici per neurone


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Placca neuromuscolare


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trasporto assoplasmatico


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Flusso o trasporto
assoplasmatico o assonico
• Veloce
– bidirezionale, 400 mm al giorno
– vescicole derivate dal Golgi o dal reticolo
endoplasmico
– glicoproteine e fosfolipidi di membrana
– enzimi

• Lento
– Solo anterogrado, 1-6 mm al giorno
– Componenti solubili
– Costituenti monomerici del citoscheletro
– mitocondri


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Trasporto veloce
• Microtubuli, neurofilamenti e
microfilamenti sono indispensabili
• Microtubuli e neurofilamenti: “binari”
• Microfilamenti: “trazione”

Trasporto lento
• Indipendente dai microtubuli
• Forse onde di contrazione
dell’assolemma?


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Sommario sull’ultrastruttura della sinapsi
• Membrana pre- e postsinaptica
• Spazio intersinaptico (20-30 nm)
occupato da una specie di glicocalice
• Ispessimenti pre- e postsinaptici
(ricordano i desmosomi)
• Notevoli differenze nell’ultrastruttura
dei due versanti…


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Bulbo presinaptico
• Assenza di neurotubuli
• Numerosissimi mitocondri
• Numerosissime vescicole sinaptiche,
(20-65 nm) rivestite di membrana unitaria

Lato postsinaptico
• Completamente assenti le vescicole
• Molti neurotubuli


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Correlati funzionali dell’ispessimento delle
membrane sinaptiche secondo Gray (1969):
• Sinapsi di tipo I
– Ispessimento postsinaptico
più pronunciato di quello
presinaptico
– Fessura sinaptica
relativamente ampia

Dendritiche,
eccitatorie

• Sinapsi di tipo II
– Ispessimento postsinaptico
più sottile
– Fessura sinaptica meno
ampia

Somatiche,
inibitorie
regola non assoluta…


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Neurotrasmettitori
• Acetilcolina
• Noradrenalina o norepinefrina
• Dopanima
• Serotonina
• Istamina
• GABA
• Acido glutamico, acido aspartico
• Glicina
• …?


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Astrocita protoplasm.

Astrocita fibroso

Oligodendroglia

Microglia

Tipi di cellule gliali


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sostanza grigia e sostanza bianca


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nella sostanza grigia sono
concentrati i corpi cellulari,
le arborizzazioni dendritiche
e i terminali degli assoni


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neuroni piramidali della corteccia


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la sostanza bianca è essenzialmente
costituita da fasci di assoni


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marcatura da tracciante retrogrado


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Classificazione dei neuroni
in base al comportamento dell’assone:
• Neuroni di proiezione (tipo I di Golgi)
– Assone di lunghezza considerevole:
– grigia  bianca 
– grigia  nervo 

• Interneuroni (tipo II di Golgi)
– Assone più breve, non entra nella
bianca, non entra in un nervo
– Si ramifica ripetutamente nell’ambito
della sostanza grigia


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Classificazione dei neuroni
in base al comportamento dell’assone:
• Neuroni del I tipo di Golgi
– Assone di lunghezza considerevole:
– grigia  bianca 
– grigia  nervo 

• Neuroni del II tipo di Golgi
– Assone più breve, non entra nella
bianca, non entra in un nervo
– Si ramifica ripetutamente nell’ambito
della sostanza grigia


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nervo mielinizzato


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fibre
mielinizzate


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Guaine di rivestimento dell’assone
• Fibra nervosa:
l’insieme dell’assone e dei suoi involucri
di origine ectodermica


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Origine della mielina 1
Nel SNP, la
guaina mielinica
è formata dalle
cellule gliali di
Schwann


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Origine della mielina 2
Multipli
avvolgimenti
concentrici di
plasmalemma
intorno all’assone


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Origine della mielina 3
Espulsione
progressiva di
citoplasma;
lo stretto
accollamento di
membrane spiega
la rifrangenza
“bianca” della
mielina


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• Segmenti “internodali” di 500-1000 µm
interrotti dai nodi di Ranvier
• Il tutto circondato da membrana basale:
– Lamina basale (interna) glicoproteica
– Lamina reticolare di Key e Retzius

Nodo di
Ranvier


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nervo mielinizzato


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Mielina nel SNC

• SNP: Schwann-mielina
• SNC: oligodendroglia-mielina

Sostanza grigia (scarsamente mielinizzata)


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Mielina nel SNC
Sostanza bianca (mielinizzata)


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Fibre mieliniche e amieliniche
• Spessore della guaina in relazione a tipo
e calibro della fibra nervosa:
• Motoneuroni:
– Assone spesso  guaina spessa

• N. della sensibilità tattile:
– Assone medio  guaina di medio spess.

• N. della sensibilità dolorifica:
– Assone sottile  guaina sottile

• Fibre dei nervi olfattivi
– amieliniche


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Significato funzionale
della mielina
• Isolamento elettrico
• Aumento della velocità di
conduzione dell’impulso
(teoria della conduzione saltatoria)
• Regolazione degli scambi
metabolici
• Ruolo della cellula di Schwann
nella rigenerazione delle fibre


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Degenerazione e rigenerazione
• All’inizio della vita postnatale, i neuroni
perdono rapidamente e definitivamente
la capacità di replicarsi
(popolazioni cellulari statiche o perenni)

• Il tessuto nervoso pertanto non è in
grado di rigenerare neuroni in seguito a
lesioni gravi del corpo cellulare
• In seguito alla lesione di un assone,
invece, il soma è in grado di rigenerare
il moncone periferico (grazie al flusso
assoplasmatico)


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Lesione (taglio o schiacciamento) dell’assone
Degenerazione Walleriana:

completa degenerazione del moncone
distale di assone e della guaina mielinica


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Altre conseguenze
• degenerazione transinaptica o
transneuronale
– …che non si arresta alla sinapsi ma
si estende al neurone successivo

• degenerazione retrograda

(anche la porzione prossimale del
neurone danneggiato rivela segni di
lesione)

– Cromatolisi:
dissoluzione della sostanza di Nissl
– Frammentazione del Golgi


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Rigenerazione 1
• Le cellule di Schwann iniziano a formare un
“tubo” cellulare per dirigere la rigenerazione
• I macrofagi fagocitano i detriti


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Rigenerazione 2
• L’assone emette “gemme” che si allungano
distalmente

• L’accrescimento dei prolungamenti è guidato
dal “tubo” o “cordone” formato dalla rete di
cellule di Schwann


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Rigenerazione 3
• I prolungamenti si allungano verso il bersaglio
periferico crescendo di circa 3-4 mm al giorno

• Il ristabilimento della funzione può avvenire
anche dopo mesi e si possono verificare errori
nelle riconnessioni


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Neuroni e neuroglia: riepilogo
• neuroni
– specializzati nella conduzione di impulsi
elettrici che:
• trasportano informazioni
da una regione del corpo all’altra
• integrano ed elaborano tali informazioni

• cellule gliali
– cellule “non nervose” che forniscono
• sostegno strutturale
• mezzo interno per gli scambi nutritivi e gassosi
• attività di riparazione di lesioni
• funzione di “isolamento” elettrico
• forse partecipano alla conduzione nervosa?


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“IT”
Effettori
SN
somatico

SNC

Muscolo
scheletrico

Efferenze
SN
autonomo

Muscolo liscio
Muscolo cardiaco
Ghiandole

integrazione
Recettori

altri organi

Afferenze
ambiente
esterno