Il tessuto nervoso è formato da: -cellule nervose (neuroni) -cellule della glia

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1 Il tessuto nervoso è formato da: -cellule nervose (neuroni) -cellule della glia

2 TESSUTO NERVOSO Cellule nervose o neuroni ( miliardi) Ricevono, elaborano, integrano e trasmettono informazioni (impulsi nervosi) Sono cellule secernenti (messaggeri chimici) Sono cellule perenni (non si dividono: i danni cerebrali sono irreversibili) Cellule gliali (glia=colla) o nevroglia (10 volte più numerose dei neuroni) -non ricevono né trasmettono impulsi -sostengono e nutrono i neuroni -sono capaci di dividersi

3 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)

4 Suddivisione funzionale Sistema nervoso somatico (centrale e controllo delle attività volontarie periferico) Sistema nervoso autonomo controllo delle attività che non sono sotto il diretto controllo della volontà (cuore, muscolatura intestinale, secrezione ghiandolare)

5 Il cervello umano comprende miliardi di neuroni (cellule nervose) e molte più cellule ausiliarie (glia, ecc.).

6 Struttura generale del neurone Dendriti Nucleo Corpo cellulare o pirenoforo o soma Assone Sinapsi

7 TIPI DI NEURONI

8 Struttura generale del neurone Dendriti Corpo cellulare (pirenoforo) Assone

9 PIRENOFORO: nucleo e citoplasma Nucleo: Voluminoso, sferico od ovoidale, centrale chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente alla presenza di eucromatina Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente basofilo sede di elevata attività di sintesi proteica Citoplasma: Mitocondri numerosi (anche nei prolungamenti) Apparato di Golgi ben sviluppato reticolo endoplasmatico rugoso Molti ribosomi liberi

10 Tratto da: Sobotta-Hammersen, Atlante di Istologia, UTET

11 Dendriti Sono espansioni del corpo cellulare In genere multipli e più brevi dell assone Si ramificano ripetutamente rimanendo nelle vicinanze del pirenoforo Presentano protrusioni citoplasmatiche chiamate spine Contengono tutti gli organuli (tranne il Golgi) Generalmente ricevono gli stimoli tramite sinapsi

12 Tratto da: Sobotta-Hammersen, Atlante di Istologia, UTET Il cervelletto pesa soltanto 150 grammi e contiene circa 50 miliardi di neuroni, mentre la corteccia cerebrale, che pesa circa un chilo, contiene appena 30 miliardi di neuroni.

13 Assone Presente in tutti i neuroni Di solito unico, largo da 0,1 a 20 µm Di solito non emette rami collaterali in vicinanza del pirenoforo ma si divide distalmente Contatti con altre cellule nervose o organi effettori

14 Trasporto assonico richiede ATP assolemma assoplasma Due tipi: veloce e lento -Anterogrado veloce ( mm/giorno) -movimento a scatti (8 nm per volta) - non è influenzato né dal diametro né dalla lunghezza dell assone -sono coinvolti neurotubuli e microfilamenti (il traffico è bloccato da colchicina e citocalasina) -garantisce il trasporto di mitocondri e di vescicole contenenti i neurotrasmettitori o gli enzimi per la loro sintesi MOTORE MOLECOLARE: KINESINA (ATPasi) -Retrogrado veloce (300 mm/giorno) -sono coinvolti neurotubuli -garantisce il trasporto di organuli e vescicole da degradare MOTORE MOLECOLARE: DINEINA (ATPasi)

15 Trasporto assonico richiede ATP assolemma assoplasma Lento (0,2-8 mm/giorno) solo anterogrado A) più lento (0,2-3 mm/giorno)-garantisce il trasporto di enzimi e di subunità proteiche del citoscheletro (tubulina, neurofilamenti) B) meno lento (2-8 mm/giorno)-enzimi del citoplasma, sub-unità di actina. Il trasporto lento è mediato forse dalle stesse proteine kinesina e dineina citoplasmatica che alternano momenti di trasporto rapido a lunghe pause di arresto

16 Lo schema mostra come le molecole di kinesina e di dineina citoplasmatica siano responsabili del trasporto anterogrado e retrogrado di organelli lungo l assone. La kinesina idrolizza ATP per spostarsi verso l estremità (+) di un microtubulo e la dineina citoplasmatica verso l estremità (-). L ipotesi è che un organello leghi selettivamente solo uno dei due motori molecolari. Ci sono recettori specifici sulla superficie dell organello?

17 Neurotubuli e neurofilamenti (ingrandimento)

18 Vescicole che si spostano sui microtubuli (trainate da proteine motore)

19 I neuroni sono cellule perenni TESSUTO NERVOSO Danni cerebrali Se è leso il corpo cellulare la cellula muore DANNO IRREVERSIBILE Se è lesa la parte terminale dell assone, può essere ricostruita RECUPERO FUNZIONALE

20 Tuttavia si è scoperto che c è una continua nascita di neuroni (circa 1400 al giorno) in una area definita del cervello. Si tratta dell ippocampo, area destinata alla memorizzazione.

21 Cell Jun 6;153(6): Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans. Spalding KL, Bergmann O, Alkass K, Bernard S, Salehpour M, Huttner HB, Boström E, Westerlund I, Vial C, Buchholz BA, Possnert G, Mash DC, Druid H,Frisén J. Department of Cell and Molecular Biology, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden. Abstract Adult-born hippocampal neurons are important for cognitive plasticity in rodents. There is evidence for hippocampal neurogenesis in adult humans, although whether its extent is sufficient to have functional significance has been questioned. We have assessed the generation of hippocampal cells in humans by measuring the concentration of nuclear-bomb-test-derived (14)C in genomic DNA, and we present an integrated model of the cell turnover dynamics. We found that a large subpopulation of hippocampal neurons constituting one-third of the neurons is subject to exchange. In adult humans, 700 new neurons are added in each hippocampus per day, corresponding to an annual turnover of 1.75% of the neurons within the renewing fraction, with a modest decline during aging. We conclude that neurons are generated throughout adulthood and that the rates are comparable in middle-aged humans and mice, suggesting that adult hippocampal neurogenesis may contribute to human brain function.

22 La fibra nervosa è la somma dell assone + i suoi rivestimenti gliali

23 dendrite componenti del neurone: la fibra nervosa corpo cellulare (soma, pirenoforo) arborizzazione terminale Assone + guaina gliale: fibra nervosa assone o neurite l assone non è mai nudo ma è avvolto da cellule gliali che, insieme all assone, formano la fibra nervosa

24 componenti del neurone: concetto di assone e fibra nervosa Assone + guaina mielinica: fibra nervosa mielinica guaina mielinica assone o neurite

25 CHE COS E LA GUAINA MIELINICA? È costituita da una spirale di membrane cellulari (lipidi e proteine) avvolte intorno all assone Tali membrane appartengono alle cellule di Schwann (SNP) o agli oligodendrociti (SNC) Ricopre il tratto di assone corrispondente alla estensione di una cellula gliale ed è separata dalla porzione di guaina precedente o successiva da uno spazio chiamato nodo di Ranvier Assieme all assone forma la FIBRA NERVOSA E fondamentale nella conduzione dell impulso nervoso perché: aumenta la velocità di conduzione dell assone (da 1m/s a più di 100m/s)

26 LA GUAINA MIELINICA Nucleo assone citoplasma cellula di Schwann o oligodendrocita mesassone mielina

27 Fibra nervosa mielinica al ME D. W. Fawcett - THE CELL - Ed. W.B. SAUNDER COMPANY - Philadelphia and London

28 LA GUAINA MIELINICA È formata dalle cellule di Schwann o da oligodendrociti (due tipi di cellule della glia) È costituita da una spirale di membrane cellulari (lipidi e proteine) avvolte intorno all assone E una guaina discontinua separata da spazi chiamati nodi di Ranvier Fa aumentare la velocità di conduzione dell assone (da 1 m/s a più di 100 m/s)

29 Fibre nervose Tratto da: Sobotta-Hammersen, Atlante di Istologia, UTET

30 A M Isolamento dell assone da parte di cellule della Glia per formare una fibra: fibra amielinica (A) fibra mielinica (M)

31 FIBRE NERVOSE Velocità di conduzione dell impulso nervoso La velocità di conduzione dell impulso nervoso dipende: Dal diametro delle fibre Dalla presenza della mielina SCLEROSI MULTIPLA (o a placche): grave patologia associata alla distruzione della mielina nel SNC (il SNP viene raramente interessato)

32 TESSUTO NERVOSO Sistema nervoso centrale Sostanza bianca: assoni e le loro guaine mieliniche Sostanza grigia: corpi cellulari dei neuroni, dendriti, parti iniziali degli assoni

33 Il nervo

34 Il nervo Le fibre nervose sono associate in fasci: i nervi I rivestimenti connettivali sono: Endonevrio reticolare Perinevrio lasso Epinevrio + denso con: funzione meccanica funzione trofica (vasi)

35 Il nervo Le fibre nervose sono associate in fasci: i nervi I rivestimenti connettivali sono: Endonevrio reticolare Perinevrio lasso Epinevrio + denso con: funzione meccanica funzione trofica (vasi)

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37 Funzione dei neuroni l impulso nervoso

38 L IMPULSO NERVOSO è un segnale elettrico La superficie interna della membrana plasmatica del neurone è leggermente più negativa rispetto a quella esterna per una diversa distribuzione di cariche ai due lati della membrana assone I neuroni a riposo mantengono un potenziale elettrico di membrana di circa -70 mv

39 Il potenziale di membrana nel neurone è dovuto alla pompa Na+/K+, ed ai canali ionici presenti sulla membrana stessa.

40 Il potenziale d azione viaggia sulla membrana del neurone come un onda di depolarizzazione L IMPULSO NERVOSO è un segnale elettrico Un neurone può rispondere a uno stimolo conducendo un impulso (segnale elettrico) su tutta la sua superficie In risposta a uno stimolo adeguato si ha una istantanea (1 ms) inversione del potenziale di riposo e viene generato un potenziale d azione (~ +30 mv)

41 Fibra nervosa amielinica Conduzione punto per punto Conduzione lenta membrana a riposo memb.eccitata in una area definita propagazione del potenziale d azione lungo l assone; LA GUAINA MIELINICA aumenta la velocità di conduzione dell assone Fibra nervosa mielinica Conduzione saltatoria: Il PA si propaga solo ai nodi di Ranvier perché la mielina è un isolante elettrico Conduzione veloce Propagazione del potenziale d azione in una fibra mielinica. D, conduzione saltatoria da un nodo di Ranvier al successivo.

42 Il neurone e la trasmissione di informazioni l impulso nervoso deve essere trasmesso: -da un neurone ad un altro -da un neurone ad un muscolo -da un neurone ad una cellula ghiandolare In che modo? In modo unidirezionale! Dove?... a livello della sinapsi

43 asso-dendritica Tipi di sinapsi asso-somatica asso-assonica I neuroni sono connessi tra loro da sinapsi. Ogni neurone ne ha circa

44 Schema dell ultrastruttura della sinapsi terminale (neurone) presinaptico Ca++ mitocondrio vescicola di neurotrasmettitore recettore terminale (neurone) postsinaptico neurotrasmettitore rilasciato nella fessura sinaptica

45 Uno stesso neurone può produrre più neurotrasmettitori Un neurotrasmettitore può eccitare, inibire o modulare l attività della cellula postsinaptica in base al tipo di recettori presenti su quest ultima.

46 SINAPSI NEURO-MUSCOLARE O PLACCA MOTRICE

47 Neurotrasmettitore Composizione Localizzazione/Funzione Acetilcolina Piccola molecola non amminoacidica Placche motrici, sinapsi simpatiche pregangliari; sinapsi parasimpatiche. Neurotrasmettitore eccitatorio Acido glutammico Amminoacido Sinapsi della corteccia e altrove nel SNC. Neurotrasmettitore eccitatorio Glicina Amminoacido Midollo spinale. Neurotrasmettitore inibitorio Acido γ-ammino butirrico (GABA) Amminoacido SNC Neurotrasmettitore inibitorio Noradrenalina Amina biogena-catecolamina Neuroni gangliari ortosimpatici, sinapsi del SNC. Neurotrasmettitore eccitatorio o inibitorio Dopamina Amina biogena-catecolamina Corteccia cerebrale e gangli della base del SNC Neurotrasmettitore inibitorio Serotonina Amina biogena SNC. Controlla il sonno e l umore Endorfine/Encefaline Neuropeptidi oppiacei Sistema limbico, neocortex. Neurotrasmettitori inibitori nelle vie dolorifiche

48 Sintesi dei neurotrasmettitori: - le piccole molecole neurotrasmettitrici (acetilcolina, ammine biogene, derivati degli aminoacidi) sono sintetizzate nella zona del terminale assonico a livello di strutture endosomali o vescicolari, grazie alla presenza nell assoplasma degli enzimi specifici. - i neuropeptidi sono sintetizzati sui ribosomi del corpo cellulare e trasportati in vescicole derivate dal Golgi mediante trasporto veloce anterogrado.

49 TESSUTO NERVOSO Ècostituito da: Cellule nervose o neuroni ( miliardi) Cellule gliali o nevroglia 10 volte più numerose dei neuroni gruppo eterogeneo di cellule con diverse funzioni: Sostegno Trofica Difensiva astrociti Funzionale (mielina) cellule di Schwann, oligodendrociti

50 Cellule gliali

51 Cellule gliali TESSUTO NERVOSO (nella sost. bianca) (nella sost. grigia) TESSUTO NERVOSO Gli astrociti formano la barriera ematoencefalica; Le cellule della microglia svolgono funzioni fagocitarie, derivano dal mesoderma e appartengono al sistema dei monocitimacrofagi.

52 TESSUTO NERVOSO TESSUTO NERVOSO Astrociti fibrosi

53 TESSUTO NERVOSO TESSUTO NERVOSO Astrociti protoplasmatici

54 Astrocito protoplasmatico con un prolungamento* che aderisce strettamente ad un capillare** intracerebrale TESSUTO NERVOSO ** TESSUTO NERVOSO *

55 Oligodendrociti* * TESSUTO NERVOSO * TESSUTO NERVOSO

56 microgliociti TESSUTO NERVOSO * TESSUTO NERVOSO * attività fagocitaria derivano dal mesoderma appartengono al sistema dei monocitimacrofagi. Sono cellule mobili con attività fagocitaria

57 Processi di rigenerazione

58 Degenerazione walleriana:

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