Istologia 13 - Appunti 13 PDF

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Tessuto nervoso ...

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TESSUTO NERVOSO Il tessuto nervoso è costituito da cellule che sanno trasmettere impulsi nervosi, sostenuti dalle cellule della glia. Esso va ad organizzare le strutture del sistema nervoso centrale e del sistema nervoso periferico. I segnali che devono arrivare e che la struttura sa avviare sono o segnali in entrata (afferenti) o in uscita (efferenti). Le informazioni possono arrivare dall’esterno verso il sistema nervoso centrale, o al contrario possono arrivare dal sistema nervoso centrale, da dove vengono po rtate all’esterno e interpretate come periferiche. Tutte le afferenze sono chiamate sistema afferente (dalla periferia al sistema nervoso centrale), e viaggiano sulle vie sensitive. Le informazioni che provengono dall’occhio, dall’orecchio, etc, sono sistemi che vengono percepiti dall’esterno. ! Ci sono informazioni che viaggiano dal sistema nervoso centrale verso l’esterno (es. contrazione di muscoli striati o lisci); le vie motrici sono vie che dal centro si portano alla periferia (vie efferenti). Il sistema utilizza dei dispositivi sia nel sistema nervoso centrale (regioni particolari che l’anatomia individua come aree grigie e aree bianche), che nel sistema nervoso periferico (nervi). I neuroni possono avere diverse forme. Il più rappresentato è il neurone multipolare, con un corpo chiamato soma o pirenoforo, molto voluminoso, con nucleo unico e chiaro. Il nucleo ha forma sferica ovalare, è chiaro e vescicoloso con evidente nucleolo. Esso è ricco di eucromatina e possiede almeno un nucleolo. Nel citoplasma, gli organuli più rappresentati sono mitocondri, REr e Golgi. In particolare, i REr e i poliribosomi liberi si strutturano e si raggruppano in aree chiamate zone del Nissl o zone tigroidi. I neuroni devono costruire vescicole contenenti neurotrasmettitori, strutture che dovranno essere vescicolate, contenute all’interno di una membrana. I mitocondri e le vescicole non rimangono necessariamente nel corpo, bensì si portano in un altro distretto del neurone, il bottone presinaptico, perché devono funzionare in quella zona. Il neurone multipolare qui rappresentato ha tanti prolungamenti corti e tozzi, i dendriti, che a raggiera si dispongono attorno al neurone. Ha sempre un lungo neurite o assone. Nei neuroni multipolari, gli assoni essere davvero molto lunghi, anche cm e dm nel sistema nervoso periferico. Al termine di ogni assone l’area si dilata e può sfioccarsi in diverse strutture chiamate telodendri e al termine di ogni telodendro è presente un’area più dilatata, il bottone presinaptico. In alternativa l’assone può finire con una sola sinapsi. ! Attorno all’assone spaccato è possibile vedere una stratificazione e un superavvolgimento delle membrane cellulari di queste altre cellule che accompagnano il neurone e fanno parte della cellule della glia, e si chiamano nel SNC oligodendrociti. Gli oligodendrociti hanno corpo globoso, nucleo singolo, con diversi prolungamenti. Hanno una forma stellata come il neurone. Ogni prolungamento termina con un’area laminare che si avvolge più e più volte attorno all’assone, formando manicotti mielinici (aree di superavvolgimento della membrana plasmatica dell’oligodendrocita). Gli assoni sono molto lunghi, per cui servono molti oligodendrociti che si modellano attorno al singolo assone. Più l’assone è lungo, maggiore è il numero dei manicotti mielinici attorno all’oligodendrocita. Tra un manicotto mielinico e l’altro è presente un’area dove la mielina è assente: queste

regioni sono chiamate nodi di Ranvier. Ogni oligodendrocita può prendersi carico di più assoni; la forma stellata consente all’oligodendrocita di raggiungere diversi assoni. La mielina è costituita dalla membrana plasmatica di queste cellule. Si tratta di una membrana plasmatica particolarmente ricca in lipidi e povera in proteine (70% da lipidi). Il lipide diventa un importante materiale isolante che, avvolgendosi attorno all’assone, ne va a costituire un’area dove le cariche elettriche non possono muoversi (isolamento elettrico). Le cariche elettriche si muovono solo nei nodi di Ranvier, dove la mielina non è rappresentata. L’oligodendrocita è la cellula che nel SNC costruisce questi elementi di isolanti attorno agli assoni. Un analogo dell’oligodendrocita nel SNP si chiama cellula di Schwann, anch'esso attorno però.a un solo assone un manicotto mielinico. I manicotti mielinici, che lasciano aree scoperte nei nodi, sono utili in assoni che devono trasmettere l’impulso velocemente. Più l’assone è mielinizzato, più l’impulso viaggia velocemente. Ci sono anche assoni poco o per nulla mielinizzati, gli amielinici, che conducono l’impulso elettrico ma più lentamente. Anche l’astrocita è una cellula gliale con forma stellata. L’astrocita ha tante funzioni: • Funzione di sostegno ai neuroni. Questo tessuto ha scarsissima o assente matrice extracellulare. Le cellule, per poter rimanere fissate nel tessuto, si agganciano agli astrociti, manca la matrice a cui appiccicarsi. Alcuni di questi prolungamenti vanno a sostenere corpi, dendriti e assoni dei neuroni. Altri prolungamenti invece si orienteranno verso i vasi sanguigni. I vasi sanguigni sono fondamentali nel tessuto nervoso, poiché neuroni e cellule della glia necessitano di un apporto continuo di sostanze nutritizie e di ossigeno. Appena manca l’ossigeno il tessuto va in ipossia, quindi in degenerazione, soprattutto la parte neuronale. Si trovano tantissimi vasi sanguigni, di solito sotto forma di sottili capillari. • Mantenimento della barriera emato-encefalica. Alcuni prolungamenti astrocitari si approcciano al vaso e riescono, con le loro propaggini, ad avvolgerlo, costruendogli attorno un terzo avvolgimento, che costituisce la barriera ematoencefalica, barriera selettiva capace di selezionare le sostanze che arrivano dal sangue. Non è sempre così efficace, perché non sempre le sostanze dannose riescono ad essere selezionate dalla barriera. L’astrocita sulle propaggini forma strutture laminali, i pedicelli, che imbragano completamente il vaso. • Regolazione della concentrazione di ioni, sostanze nutritizie e gas disciolti. A migliorare la selettività e permeabilità del vaso ci sono numerose giunzioni occludenti tra gli astrociti e il tessuto circostante (endotelio e membrana basale). È selettivo per alcuni batteri, virus, microrganismi, non per altre sostanze (come alcol e droghe). • Captare e riciclare i neurotrasmettitori. Gli astrociti sanno anche recuperare e degradare i neurotrasmettitori non più necessari. • Formazione di un tessuto cicatriziale dopo il danno. Se il tessuto si danneggia gli astrociti sanno riproliferare e costruire un tessuto cicatriziale di riempimento che non è in grado di condurre gli impulsi elettrici. Le cellule della microglia appartengono alle cellule della glia. Sono macrofagi stanziali, che si ritrovano già nel tessuti (non vi arrivano attraverso i vasi sanguigni, sono fisse). Si chiama microglia perché le cellule sono piccole, e hanno anch’esse un sacco di prolungamenti. I prolungamenti dendritici, il neurite dell’assone, i prolungamenti degli oligodendrociti, degli astrociti, delle cellule della glia, tutti insieme formano un intricato intreccio di prolungamenti che si chiama neuropilo e che sostiene il tessuto, che non ha matrice extracellulare ma trova un sostegno costruendo queste reti. Toccando un encefalo, o un midollo spinale, si sente una consistenza molliccia. Se appare robusto è perché ha mantenuto attorno le meningi, gli unici supporti connettivali che si ritrovano. L’ultima categoria delle cellule gliali del sistema nervoso centrale sono gli ependimociti o cellule ependimali. Queste cellule vanno a rivestire aree e spazi encefalici: ventricoli cerebrali e il canale centrale presente all’interno del midollo centrale, il canale ependimale. Hanno forma cuboidale e si dispongono una accanto all’altra. Sono cellule ciliate con elementi mobili, con le ciglia che si rivolgono verso i ventricoli o canali ependimali, perché questi spazi sono riempiti di liquido cefalo rachidiano o liquor. Questo liquido imbibisce sia l’encefalo che il midollo spinale anche nello spazio subaracnoideo tra le strutture meningee. Le ciglia servono a muovere il liquido cefalorachidiano. !

La quantità di liquido deve essere sempre costante. Viene prodotto, ma viene anche riassorbito in altre aree. È prodotto a livello di aree specifiche, i plessi corioidei, presenti nei due ventricoli laterali e nel quarto ventricolo. Queste aree sono molto vascolarizzate; gli ependimociti che rivestono queste aree estraggono dai vasi il plasma. Il liquido cefalorachidiano assomiglia molto come aspetto e contenuto al plasma sanguigno (non ha le proteine plasmatiche, ma acqua, sali e un po’ di lipidi). Per filtrazione viene prodotto il liquido. Viene riassorbito in altre aree che sono le granulazioni subaracnoidee che sono all’esterno, in prossimità dell’aracnoide, per mantenere sempre costante il volume medio di questo liquido che va sempre rinnovato. La funzione del liquor è trofica, ma soprattutto serve ad ammortizzare dagli gli urti che potrebbero essere causati a encefalo e midollo. Le ciglia formano un circuito fra l’esterno e l’interno. Ci sono due fori (fori del Magendie e del Luschka) che determinano il passaggio del liquido, dall’interno all’esterno. Per quanto riguarda lo studio del tessuto nervoso, le colorazioni tipiche dell’istologia mettono bene in evidenza i corpi cellulari, ma sono poco specifiche per i prolungamenti. Si sono dovute studiare una serie di tecniche. E-E colora dei tessuti nervosi soprattutto i corpi dei neuroni, i nuclei delle cellule della glia e vasi. Anche la colorazione di Nissl con blu di toluidina dà molte informazioni sui corpi, ma non sui prolungamenti. Le colorazioni di Golgi e Kajal hanno consentito di studiare molto bene soprattutto dal punto di vista tridimensionale i prolungamenti. Sezione di encefalo: le aree colorate di rosa sono i plessi corioidei. Già macroscopicamente, il tessuto nervoso appare colorato con due modalità. Si individuano sostanzialmente due aree: la sostanza grigia e la sostanza bianca. La sostanza grigia, nell’encefalo, riveste le parti più periferiche, le circonvoluzioni cerebrali. Anche alcune aree della porzione centrale dell’encefalo hanno aspetto grigiastro. Il bianco corrisponde alla sostanza bianca. ! Anche sezionando il midollo spinale a più livelli si trovano due aree (grigia al centro, bianca più esterna). In alcune aree la sostanza grigia risulta molto abbondante, in altre più limitata, a seconda delle sezioni; non si distribuisce in modo omogeneo su tutta la lunghezza. Si chiama sostanza grigia perché è costituita soprattutto dai corpi cellulari dei neuroni, dai vasi, da astrociti, e anche altre cellule della glia. La sostanza bianca è chiamata in questo modo per la mielina: è un’area quasi tutta costituita da prolungamenti assonali rivestiti da mielina. Il neurone multipolare ha dunque corpo stellato, con prolungamenti corti e tozzi, i dendriti. Possiede un apparato golgiano molto abbondante, zone tigroidi o del Nills, aggregati di ribosomi (o legati a membrana o liberi), tanti mitocondri. L’area di inizio del neurite è il cono di emergenza dell’assone, rivestito da più manicotti mielinici (aree beige della prima immagine). Le vescicole di neurotrasmettitore (prodotte nel corpo centrale) che devono arrivare alle terminazioni nervose vi arrivano con il trasporto assonale, supportato da dei microtubuli che vanno a costituire buona parte del prolungamento assonale. I neurotrasmettitori devono scendere e portarsi in aree periferiche. Vi è però anche un esempio di neurotrasmettitore che si forma localmente, a livello della regione presinaptica, in particolari sinapsi, le placche motrici o neuroni neuromuscolari. Queste sono le strutture che danno le informazioni al muscolo di contrarsi. Il REr non è presente, si trova nel corpo cellulare, nei dendriti e nel cono di emergenza. Per costruire il nuovo neurotrasmettitore, l’acetilcolina, si usa parte dell’acetilcolina vecchia. Per questo motivo non è necessaria la presenza di ribosomi. Esiste poi un’altra tipologia di cellule della glia, tipica solo dei gangli spinali (del SNP). Si tratta delle cellule satelliti, che si organizzano attorno ai corpi cellulari dei gangli del SNP. Sezione a ME di due corpi cellulari molto voluminosi (più un pezzo di un terzo) di neuroni. Tutte le cellule disposte attorno a formare dei satelliti sono cellule che proteggono il neurone, lo sostengono e soprattutto proteggono, perché diventano cellule selettive molto simili ad astrociti che selezionano le sostanze che servono per nutrire i neuroni. Nelle sezioni di MO, molto sottili, non si riesce a cogliere il neurone nella struttura. Si può vedere solo il corpo, un inizio di prolungamenti, a volte il cono di emergenza. Il neurone non si dispone in modo planare con le strutture nel disegno.

Nei neuroni possono accumularsi dei depositi, i depositi lipofuscinici o lipofuscine. Sono depositi dei pigmenti, anche di colore brunastro. Non sono dannosi per la cellula,; sono il risultato di porzioni lipidiche non digerite perfettamente. Rimangono all’interno della cellula, l’ossigeno le ossida e fa cambiare loro colore. Il lipide irrancidisce e da biancastro diventa giallognolo. Più il neurone è di una persona anziana, più si accumula di lipofuscine. Nell’immagine di TEM si vedono dei lisosomi secondari: la parte bianca bianca è in via di digestione, la parte nera è indigerita. Oltre ai neuroni multipolari, i più diffusi, ci sono anche altre forme particolari: • Neuroni bipolari, presenti ad esempio nella retina. Il corpo cellulare è ovalare, con due prolungamenti che si dicototomizzano uno nella parte opposta rispetto all’altro. • Neurone pseudounipolare o a T. Si chiama così perché apparentemente sembra unipolare con un solo prolungamento che esce dal corpo cellulare, ma dopo pochi micron due prolungamenti a formare la struttura a T. Questo a T ha attorno le cellule satelliti. È la tipica cellula presente nei gangli spinali. • Cellule del Purkinje. Cellula con corpo cellulare ovalare, assone piuttosto lungo, arborizzazione dendritica che si sviluppa su un solo piano, tipico di regioni cerebellari. • Piramidale (ippocampo). Forma presente nell’area encefalica.

È necessario colorare con impregnazione argentica per interpretare le arborizzazioni. Con questa colorazione, tuttavia, si perdono i dettagli morfologici su nuclei e corpi cellulari.

IMMAGINE E-E • 4X: I nuclei appaiono distanti: ciò farebbe pensare che tra un nucleo e l’altro ci sia del citoplasma o della matricee. Si vedono molto ben evidenti sezioni di capillari, aree con eritrociti, colorati intensamente di rosa perché eosinofili. Il tessuto è riccamente vascolarizzato. Le aree bianche sono artefatti, sono strutture strappate (si vede bene a maggiore ingrandimento). • 10X: Alcuni nuclei di alcune cellule sono molto piccoli, alcuni sono molto eucromatici, altri eterocromatici. Si evidenziano i corpi dei neuroni, bluastri per il nucleo all’interno e anche per citoplasma decisamente basofilo (contiene tante zone del Nissl). In questo vetrino bisogna parlare dei neuroni, evidenziabili perché si vede chiaramente il citoplasma, dei vasi sanguigni, delle cellule della glia (che sono varie, non viene richiesto il riconoscimento delle diverse cellule), e già con questo ingrandimento serve fuochettare per rendersi conto che l’aspetto non è amorfo o filamentoso con fibre collageniche, ma si vede una rete (anche meglio a maggiore ingrandimento. Se si vede questa rete bisogna riconoscere che si tratta di un neuropilo. In questo campo sono presenti pochi neuroni e tante cellule della glia. 40X si vede neuropilo, rete viola. Si vede un rouleaux di eritrociti (tanti eritrociti impilati); il vaso è a • sezione longitudinale).

La cellula di Schwann, cellula prettamente del SNP, si approccia agli assoni con due modi diversi: 1) Assone (in azzurro) con cellula di Schwann (in giallo) superavvolta. Secondo questa modalità una cellule di Schwann si approccia ad un assone e lo mielinizza. Si tratta di un lavoro faticoso. 2) È meno faticoso costruire fibre non mielinizzate. Nell’immagine si vede la cellula viola, la cellula di Schwann, che abbraccia tre assoni, senza costruire un superavvoglimento. Si limita semplicemente ad abbracciare con due lembi cellulari, in modo da proteggere l’assone ma senza creare l’area di isolamento elettrico. Nelle terminazioni nervose di SNP amieliniche, una cellula di Schwann si occupa di più assoni (tre in questo caso, ma anche molti di più). L’isolamento elettrico non è necessario perché l’impulso elettrico deve passare più lentamente. Nell’immagine di ME si vede una guaina mielinica. Non c’è spazio per citoplasma, le membrane sono tutte molto incollate tra di loro. I superavvolgimenti mielinici si possono contare, la mielina è molto spessa. Non c’è dunque molto spazio per il citoplasma tra le membrane. Se ne vede un pochino di più nelle aree dei nodi di Ranvier (altra immagine), dove la mielina si fa sempre meno inspessita, fino ad arrivare all’area in cui si trova il nodo, dove diventa quasi inesistente.

Si descrivono ora le strutture del SNP. Nervo mielinico Il nervo è rivestito esternamente da tessuto connettivo, l’epinevrio. All’interno del nervo sono presenti tanti fasci di fibre nervose; ogni fascio è rivestito da altro tessuto connettivo, il perinevrio. Ogni fascio è costituito da tanti assoni mielinizzati, e attorno ad ogni assone si trova un altro strato di tessuto connettivo, l’endonevrio. Ci sono tre ordini di tessuti connettivi che abbracciano o la fibra mielinica, o fasci di fibre mieliniche, o l’intero nervo. Il tessuto connettivo, che accompagna il tessuto nervoso in periferia, serve a nutrirlo come supporto trofico (ci sono un sacco di vasi per nutrire le cellule di Schwann). Oltre alla funzione trofica danno forma e consistenza al nervo stesso. Nervo amielinico In giallo è rappresentata una cellula di Schwann, che abbraccia quattro assoni. Costruisce solo un lembo citoplasmatico attorno agli assoni, non un superavvolgimento. Gli assoni non sono isolati elettricamente. Immagine reale a TEM di una cellula di Schwann con il suo nucleo che abbraccia otto assoni. Accanto c’è un assone e una mielinizzazione abbastanza importante (area nera spessa che isola, contrariamente al sottile lembo citoplasmatico). Ogni struttura (seconda immagine di TEM) è un assone, ogni assone è rivestito dal piccolo avvolgimento del perinevrio. L’ingrandimento è piccolo, altrimenti si vedrebbe che ogni assone è avvolto almeno da un sottile lembo citoplasmatico della cellula di Schwann.

Classificazione degli assoni Gli assoni sono classificati a seconda del diametro, della mielinizzazione e della velocità di conduzione:

Il neurone è in grado di fare avvenire sulla sua membrana un meccanismo di depolarizzazione e ripolarizzazione della membrana (perturbazione della membrana con scambio di cariche elettriche). La membrana plasmatica in tutte le cellule ha un sistema di pompa ionica, la pompa sodio-potassio, che crea una differenza di cariche tra l’interno e l’esterno della cellula, con meno cariche all’interno che all’esterno. C’è una differenza di potenziale tra interno ed esterno, variabile in tutte le cellule. Le strutture neuronali hanno una differenza di potenziale di -70mV (potenziale a riposo). Quando arriva un segnale chimico da parte di una sinapsi di una cellula vicina, la membrana si perturba dal punto di vista delle strutture elettriche. La differenza di potenziale va variando. Nel grafico degli eventi la parte che si innalza è chiamata depolarizzazione, e il ritorno ripolarizzazione, con la quale vi è un momento in cui la differenza di potenziale raggiunge valori ancora inferiori rispetto a quelli iniziali. Il potenziale finale deve essere ancora quello a riposo. Il grafico accanto descrive i diversi momenti.! Sulla membrana plasmatica del neurone sono presenti, oltre ai sistemi di pompa, canali ionici voltaggio-dipendenti per il sodio e per il potassio. Nel disegno i canali del sodio sono in grigio, quelli del potassio sono in giallo. La pompa sodiopotassio pompa il sodio fuori e il potassio dentro. Quando lo stimolo chimico arriva a consentire l’apertura dei canali, che si aprono quando si raggiunge la soglia di -50mV, il sodio entra, ed entrano...