Anatomia e fisiologia del sistema nervoso centrale e psicofarmaci

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1 Anatomia e fisiologia del sistema nervoso centrale e psicofarmaci cerebrali nello spazio sovratentoriale e la fossa cranica posteriore al di sotto del tentorio), fornendo pure un supporto ai vasi sanguigni nel loro decorso. Gli altri due strati meningei più interni, a contatto con la superficie cerebrale e midollare, sono rappresentati dalla aracnoide e dalla pia madre. Tra queste membrane scorre il liquido cefalorachidiano che mantiene l ambiente ideale per il buon funzionamento dei neuroni e delle cellule di supporto. Esso riempie pure i ventricoli cerebrali, 4 cavità in comunicazione con gli spazi subaracnoidei cerebrali e midollari. a cura della Dr.ssa Enrica Franchini medico specializzando in neurologia - Verona Il sistema nervoso centrale è costituito dall encefalo, dal tronco dell encefalo e dal midollo spinale. Essi sono contenuti nella scatola cranica e nel canale della colonna vertebrale, contenitori rigidi e protettivi in continuità tra loro grazie al grande foro occipitale (o forame magno), rivestiti dalle meningi. Le meningi sono membrane che aderiscono alla scatola cranica ed al canale vertebrale (lo strato più esterno è chiamato dura madre) e suddividono gli spazi interni al cranio (falce cerebrale e tentorio) in diversi settori (i due emisferi VASCOLARIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO casi in cui ci siano problemi di occlusioni a livello del circolo anteriore o posteriore. L ENCEFALO, IL CONTENUTO DELLA SCATOLA CRANICA La vascolarizzazione cerebrale è garantita dal circolo anteriore rappresentato dalle carotidi interne (che originano dalle carotidi comuni e di conseguenza dall arco aortico) e dal circolo posteriore, costituito dalle arterie vertebrali che si uniscono a formare l arteria basilare che si divide all interno del cranio nelle due arterie cerebrali posteriori. I circoli anteriore e posteriore sono in comunicazione tra loro grazie ad un sistema a forma di anello chiamato poligono di Willis, che garantisce la distribuzione del sangue a tutto l encefalo anche nei L encefalo è organizzato macroscopicamente in circonvoluzioni e lobi (frontale, temporale, parietale ed occipitale), suddivisi da solchi e scissure (le più importanti sono la scissura di Rolando, fra lobo frontale e parietale, e la scissura di Silvio, tra il lobo parietale e temporale). Tagliando l encefalo in sezioni è possibile distinguere la sostanza grigia dalla sostanza bianca. Esse corrispondono rispettivamente ai corpi dei neuroni ed ai loro prolungamenti assonali rivestiti da mielina, una guaina protettiva e isolante che permette la conduzione dell impulso elettrico nervoso. 45

2 IL TRONCO DELL ENCEFALO ED IL CERVELLETTO, DI PASSAGGIO TRA L ENCEFALO ED IL MIDOLLO SPINALE Il tronco dell encefalo è costituito dal mesencefalo, dal ponte e dal midollo allungato (o bulbo) e si continua nel midollo spinale, raccogliendo i fasci di assoni che nascono a livello della corteccia cerebrale e quelli che provengono invece dalla periferia dei sistemi recettoriali sensitivi. Esso si collega tramite i peduncoli cerebellari al cervelletto, una componente del sistema nervoso indispensabile per l equilibrio e la coordinazione e fluidità dei movimenti. IL MIDOLLO SPINALE, IL CONTENUTO DEL CANALE VERTEBRALE Dal midollo spinale si dipartono i nervi che raggiungono i muscoli e che trasportano le informazioni sensitive che provengono dai recettori periferici. Tali recettori sono di diversi tipi e si trovano a livello cutaneo (per la sensibilità tattile superficiale e dolorifica/termica), dei tendini (per segnalare il grado di contrazione, e di conseguenza la posizione, dei muscoli) o degli organi interni (per ricevere informazioni sul loro funzionamento). Il sistema nervoso periferico è costituito anche dal sistema simpatico e parasimpatico, che regolano le funzioni vegetative, ovvero per esempio la frequenza cardiaca, la pressione arteriosa, il respiro, la digestione, la minzione ecc. ISTOLOGIA DEL TESSUTO NERVOSO Al microscopio il tessuto nervoso appare costituito dai neuroni e dalle cellule gliali. I neuroni esistono di varie forme e interagiscono tra loro grazie alle sinapsi. La sinapsi è lo spazio di contatto tra un neurone e l altro, dove si interfacciano i recettori. Nello spazio sinaptico vengono rilasciate delle molecole messaggere, i neurotrasmettitori, che si vanno a legare ai recettori generando l impulso elettrico. I neuroni sono costituiti da un corpo (o soma) e da due tipi di prolungamenti che permettono l interazione con gli altri neuroni e con l ambiente: l assone, di solito unico, dedicato alla produzione dell impulso in uscita dal neurone, e i dendriti, che invece raccolgono gli stimoli provenienti dagli altri neuroni, i segnali ambientali ed i nutrimenti provenienti dalle cellule della glia. Queste ultime sono cellule di supporto dal punto di vista strutturale, nutritivo ed immunitario ed hanno un ruolo importante nell approvvigionamento dei nutrienti e dell ossigeno e nel metabolismo degli scarti. 46

3 LA BARRIERA EMATOENCEFALICA A proposito di nutrizione e eliminazione degli scarti, molto particolare è la vascolarizzazione cerebrale a livello microscopico. Il tessuto nervoso è infatti protetto dalla cosiddetta barriera ematoencefalica. Questo concetto riassume la presenza di una serie di strutture vascolari capillari e perivascolari (in primis le cellule della glia chiamate astrociti, che formano un manicotto pericapillare) che sono in grado di limitare il passaggio di sostanze dal circolo sanguigno all interno del tessuto nervoso e del liquido cefalorachidiano. Ecco perché alcuni farmaci raggiungono il sistema nervoso centrale grazie alle caratteristiche lipofiliche o di legame a trasportatori proteici, mentre altri come alcuni antibiotici o antidolorifici non possono attraversare questa barriera. BIOCHIMICA DEI NEUROTRASMETTITORI I neuroni si differenziano nella forma, nella funzione e nella produzione di sostanze utilizzate come neurotrasmettitori. I neurotrasmettitori sono delle molecole messaggere in grado di generare un impulso elettrico legandosi a recettori specifici. Alcuni farmaci agiscono a livello sinaptico legandosi a recettori specifici. Le benzodiazepine si legano al recettore per il GABA. Il GABA possiede una attività inibitoria agendo sul suo recettore costituito da un canale anionico (esso presenta un sito di legame per le benzodiazepine, che esplicano la loro azione attraverso l attivazione di questo recettore). L ipereccitabilit à neuronale è invece mediata dal glutammato tramite i suoi recettori espressi sulla membrana neuronale (AMPA ed NMDA, associati a canali cationici). 47

4 La noradrenalina ha funzioni modulatorie a seconda del tipo di recettore cui si lega. I corpi cellulari dei neuroni adrenergici si trovano nel ponte e nel bulbo e sono connessi con la corteccia cerebrale diffusamente, con l ippocampo ed il cervelletto (l adrenalina è il mediatore della risposta istintiva di attacco/fuga). La dopamina ha recettori inibitori ed è un neurotrasmettitore molto rappresentato a livello dei nuclei della base, quindi nel controllo del movimento. La serotonina è implicata nel tono dell umore, nel sonno e nell appetito (alcuni antidepressivi della classe SSRI sono inibitori della ricaptazione della serotonina, questo significa che fanno in modo di rendere maggiormente disponibile la serotonina a livello della sinapsi neuronale in modo da aumentare la stimolazione a livello dei recettori che sono per esempio meno efficienti o meno rappresentati a causa di una degenerazione legata all età o ad una malattia). Anche l istamina ha un azione inibitoria simile alla serotonina a livello di altri circuiti neuronali. Farmaci antiistaminici per esempio provocano sonnolenza per l attivazione di recettori a livello del sistema nervoso centrale. FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO Dal punto di vista funzionale il sistema nervoso è organizzato nel sistema motorio e sensitivo e presenta aree dedicate all elaborazione di vari stimoli, come quello visivo. L immagine di un oggetto viene proiettata per esempio al contrario sulla retina e, quando il segnale raggiunge la corteccia, viene elaborato in modo tale da diventare cosciente e orientato correttamente in modo da poterci muovere nello spazio o comprendere la profondità necessaria per afferrare l oggetto. 48

5 E interessante poi ricordare il circuito della memoria, implicato anche nelle emozioni, negli istinti come paura e fame o nel benessere che deriva dall accoppiamento. Le strutture coinvolte sono rappresentate dall ippocampo, dall amigdala e dall insula (componenti cerebrali profonde ed antiche, presenti pure a livello di altre specie animali, capaci quindi di provare emozioni), e collegate alle parti più anteriori dei lobi frontali (aree importanti per il funzionamento sociale, il comportamento, la motivazione) e le aree frontali inferiori associate alle funzioni olfattorie (queste connessioni rendono ragione di come alcuni odori o profumi riescano ad evocare ricordi ed emozioni particolari). Le aree associative dove vengono elaborati gli stimoli provenienti dai diversi sistemi sensitivi in modo integrato e complesso si trovano nelle zone di confine tra lobi parietale, temporale ed occipitale. Un network complicato e affascinante è rappresentato dal circuito cortico- sottocorticale alla base di una funzione complessa come il linguaggio. Nell area di Wernicke (lobo temporale laterale) vengono elaborati gli stimoli uditivi in funzione di una comprensione del linguaggio orale, più posteriormente è invece presente un area coinvolta nella elaborazione della scrittura. Queste aree sono connesse tramite fasci di sostanza bianca alle aree più frontali (di Broca), responsabili della creazione di un piano motorio finalizzato a coordinare i muscoli ed i sistemi fonatori per la produzione linguistica. I nuclei della base sono implicati nella programmazione dei movimenti e sono compromessi nella malattia di Parkinson. E interessante notare come la levodopa, un farmaco utilizzato in questa malattia per supplire alla carenza di dopamina conseguente alla degenerazione dei neuroni che la producono, possa migliorare la rigidità e la lentezza nei movimenti tipica di questa malattia, ma dall altra parte provocare effetti collaterali come psicosi, con allucinazioni complesse e deliri, stati confusionali o il cosiddetto gambling (compulsione per il gioco d azzardo) e l ipersessualità, rendendo ragione di come esista una base organica di manifestazioni psichiche. 49

6 Il cervelletto è coinvolto nell equilibrio e nella coordinazione dei movimenti. Interessante notare l effetto dell alcol su questa componente del sistema nervoso, particolarmente sensibile a questa sostanza tossica per le cellule neuronali che lo costituiscono. Ecco perché per mantenere l equilibrio l ubriaco allarga la base d appoggio, ha difficoltà nel coordinare i movimenti degli arti o nell articolare la parola. LE PRINCIPALI SOSTANZE FARMACOLOGICHE ATTIVE SUL SISTEMA NERVOSO Dal punto di vista farmacologico si possono riassumere le principali sostanze attive sul sistema nervoso centrale come segue: - - Benzodiazepine (es Tavor, Valium). Agiscono attraverso l attivazione dei recettori per il GABA, un neurotrasmettitore con attività inibitoria sulla trasmissione degli impulsi attraverso l apertura di un canale per il cloro posto a livello della membrana neuronale. Sono state osservate modificazioni ad esempio a livello del nucleus accumbens, del circuito di Papez e dell amigdala basolaterale. (strutture implicate nella funzione della memoria e delle emozioni). Esse presentano diversa durata d azione e l effetto dipende dal dosaggio utilizzato. Ad esempio il valium, a lunga durata d azione, si usa per l ansia e l insonnia, mentre le benzodiazepine a breve durata d azione sono utili nel trattamento dello stato di male epilettico e come sedativo per piccoli interventi. L utilizzo per lungo tempo può indurre dipendenza, quindi è necessario aumentare la dose per ottenere lo stesso effetto e la brusca interruzione può provocare sintomi d astinenza (agitazione, cardiopalmo, nausea, vertigini, cefalea, aumentata sudorazione). Neurolettici. Agiscono sulle vie dopaminergiche. I neurolettici di vecchia generazione (promazina Talofen, aloperidolo Serenase) presentano un attività più selettiva sui recettori D2, presentano maggiori effetti collaterali, ad esempio sintomi simil- parkinsoniani (rigidità, movimenti rallentati). Quelli di nuova generazione (clotiapina, clozapina, olanzapina, quetiapina, risperidone) hanno meno selettività per i recettori D2 e prevalente effetto sedativo e sono stati selezionati per avere minori effetti collaterali. Tali farmaci sono utilizzati nel trattamento del dei sintomi psicotici (deliri e allucinazioni) o nel delirium da ospedalizzazione dell anziano. - Antidepressivi di nuova generazione. SSRI e SNRI = inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina o della serotonina e noradrenalina (sertralina Zoloft, fluoxetina - Prozac). Tali molecole rendono maggiormente disponibile il neurotrasmettitore a livello dello spazio sinaptico e stimolano l esposizione di un maggior numero di recettori sulla membrana del neurone post- sinaptico, e quindi una migliore generazione dell impulso elettrico neuronale. L azione principale è il miglioramento del tono dell umore e la regolarizzazione del ritmo sonno- veglia e il trattamento a lungo termine dei disturbi d ansia. 50

7 - Antidepressivi di vecchia generazione. Tali farmaci sono caratterizzati da importanti effetti collaterali ed interazioni con altri farmaci. Triciclici = inibitori non selettivi della ricaptazione delle amine dalle terminazioni nervose, ma interagiscono pure con recettori colinergici muscarinici, serotoninergici e istaminici, alla base degli effetti collaterali (sedazione, ipotensione ortostatica, secchezza delle fauci, offuscamento della vista e costipazione, ritenzione urinaria, tachicardia, confusione e disfunzioni sessuali). - Psicostimolanti. Anfetamine e modafinil, aumentano l attenzione, la motivazione personale e il comportamento, sopprimendo l eccessivo appetito ed il sonno. Sono da considerarsi sostanze d abuso. - Anticonvulsivanti. Carbamazepina (Tegretol), Valproato di sodio (Depakin) e Lamotrigina (Lamictal) sono utilizzati come stabilizzatori dell umore, oltrechè nel trattamento dell epilessia. - Sali di Litio. Tale sostanza è utilizzata come stabilizzatore del tono dell umore, in pazienti che alternano disturbi depressivi a fasi maniacali (eccessiva elevazione del tono dell umore e iperattivazione comportamentale). La seconda parte del corso continua con riferimento al testo A. CENCINI - A. MANENTI, Psicologia e formazione, EDB come indicato nella bibliografia iniziale 51