Le cellule nervose e le cellule gliali sono i due tipi di cellule che compongono il sistema nervoso. Le prime trasmettono i segnali elettrici tra loro e con altre cellule del corpo. Le seconde svolgono funzioni di sostegno, nutrizione, isolamento e protezione per le cellule nervose. Esistono diversi tipi di cellule gliali a seconda della loro forma, localizzazione e funzione nel sistema nervoso centrale o periferico.
Cellule nervose
Struttura delle cellule nervose
In generale nelle cellule nervose si possono distinguere quattro zone distinte dal punto di vista morfologico: il corpo cellulare, i dendriti, l’assone e le terminazioni presinaptiche.
Il corpo cellulare (soma) è il centro metabolico del neurone. Esso contiene il nucleo, che costituisce i geni della cellula, e il reticolo endoplasmatico ruvido e liscio che sintetizza le proteine cellulari.
Il corpo cellulare in genere da origine a due prolungamenti; i dendriti e l’assone.
I neuroni possiedono molti dendriti e rappresentano l’apparato destinato a ricevere i messaggi, mentre possiedono un solo assone che è un processo cilindrico che prende origine in una zona specializzata della cellula detto cono d’emergenza.
L’assone è l’elemento specializzato per la conduzione dell’impulso nervoso ed è capace di trasmettere segnali elettrici. I potenziali di azione (PdA) prendono inizio dal cono d’emergenza e vengono condotti lungo l’assone senza decremento o distorsione. L’ampiezza del Potenziale di azione non si modifica lungo l’assone in quanto l’energia dell’impulso si rigenera continuamente. Infatti, generalmente gli assoni sono circondati da un’involucro di mielina che è interrotto ad intervalli regolari dai nodi di Ranvier, ed è al livello di questi siti che si rigenera l’energia dell’impulso nervoso.
Le sinapsi
I punti di contatto con gli altri neuroni vengono dette sinapsi. La cellula che trasmette l’informazione viene detta cellula presinaptica, quella che la riceve cellula postisinaptica . Le terminazioni presinaptiche non hanno contatto anatomico con la cellula postsinaptica, poiché le due cellule sono separate da una fessura sinaptica .
Il principio della polarizzazione dinamica e il principio della specificità delle connessioni
Fu Cajal a scoprire molte caratteristiche delle cellule nervose. In primo luogo egli intuì il principio della polarizzazione dinamica; per cui in ogni neurone, i messaggi nervosi seguono sempre e soltanto una direzione costante e prevedibile. Il flusso va dalle zone di ricezione (corpo cellulare e i dendriti) verso la zona d’innesco, al livello del cono di emergenza, Qui insorge il Potenziale di azione che si propaga poi unidirezionalmente lungo l’assone verso le terminazioni presinaptiche.
In secondo luogo postulò il principio della specificità delle connessioni: non esiste continuità citoplasmatica fra le diverse cellule nervose, al livello delle sinapsi esiste una fessura, e in più ciascuna cellula stabilisce connessioni specifiche con determinate cellule bersaglio e non altre.
Tipologie di cellule nervose
La classificazione delle cellule nervose in base al numero dei processi
A seconda del numero dei processi che nascono dal corpo cellulare i neuroni possono essere classificati in 3 grandi gruppi:
- Cellule unipolari. Hanno un solo processo primario in generale fornito da molte ramificazioni. Di cui una di queste è l’assone mentre le altre servono come strutture dendritiche di ricezione.
- I neuroni bipolari Hanno un corpo ovoidale che da origine a due processi: un dendrite, e un assone. Molti neuroni bipolari sono di natura sensitiva, come le cellule bipolari della retina. Le cellule che portano informazioni tattili si sviluppano come cellule bipolari ma i due processi vanno incontro a fusione formando un unico processo che emerge dal corpo cellulare; una parte va verso la periferia mentre l’altra entra nel midollo spinale. Queste cellule vengono chiamate pseudo-unipolari.
- I neuroni multipolari predominano nel sistema nervoso dei vertebrati. Queste cellule hanno un unico assone e una o più branche di dendriti che possono nascere da ogni parte del corpo cellulare (es. motoneurone e cellula del Purkinje).
La classificazione funzionale delle cellule nervose
Dal punto di vista funzionale i neuroni possono essere suddivisi in:
- Neuroni sensitivi (o afferenti) che trasportano nel sistema nervoso le informazioni necessarie per la percezione che per la coordinazione motoria. Il corpo cellulare della fibra afferente primaria (sensitiva) è localizzata nei gangli delle radici dorsali in prossimità del midollo spinale. Queste cellule sono classificate come pseudo-unipolari, poiché il loro unico processo si suddivide in due branche. La branca periferica proietta verso il muscolo precisamente con il fuso muscolare, mentre la branca centrale si estende in direzione del midollo e fa sinapsi con i motoneuroni. L’assone sensitivo è ricoperto da uno strato di mielina che presenta interruzioni regolari dette nodi di Ranvier
- Interneuroni che costituiscono la classe di neuroni più numerosa.
- Motoneuroni. Il loro nucleo è caratteristico per le sue grandi dimensioni ed hanno un’arborizzazione dendritica estesa che consente a queste cellule di ricevere moltissimi segnali sinaptici. Al livello del cono di emergenza l’assone acquista la guaina mielinica. In prossimità del corpo cellulare il motoneurone da origine da 1 a 5 collaterali che vengono detti ricorrenti perché in generale terminano su interneuroni inibitori che a loro volto riproiettono ai motoneuroni. Quasi ¾ della membrana dendritica sono ricoperti da espansioni rotondeggianti dette bottoni sinaptici che sono terminazioni degli assoni di altri neuroni Le variazioni del potenziale di membrana determinate dall’attività di queste sinapsi vengono integrate a livello della zona d’innesco ed è in questa zona che prende origine un Potenziale di azione.
Non appena il motoneurone entra nel muscolo si ramifica in molte branche che diventano molto sottili, e ogni fibra perde quindi la guaina mielinica e stabilisce un contatto sinaptico detto giunzione neuromuscolare.
Cellule gliali
Il soma delle cellule nervose e i loro assoni sono circondati da cellule gliali. Esse sono coinvolte in alcune funzioni quali:
Le cellule gliali sono cellule di sostegno del tessuto nervoso. Hanno diverse funzioni:
- Formano la mielina, uno strato isolante che avvolge gli assoni di alcuni neuroni. Due tipi di cellule gliali danno origine alla mielina: le cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico e gli oligodendrociti nel sistema nervoso centrale.
- Fagocitano i residui cellulari e le sostanze tossiche. Alcune cellule gliali hanno funzione fagocitoria: i macrofagi nel sistema nervoso periferico e i microglia nel sistema nervoso centrale.
- Regolano la concentrazione di K e i neurotrasmettitori negli spazi extracellulari. Servono a mantenere costante la concentrazione di K negli spazi extracellulari e contribuiscono a captare e a smaltire i neurotrasmettitori liberati dai neuroni. Questa funzione è svolta principalmente dagli astrociti nel sistema nervoso centrale.
- Guidano la migrazione dei neuroni e la crescita degli assoni durante lo sviluppo del sistema nervoso. Durante lo sviluppo del sistema nervoso, alcune classi di cellule gliali guidano la migrazione dei neuroni e dirigono la crescita degli assoni. Questa funzione è svolta dagli astrociti radiali nel sistema nervoso centrale e dalle cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico.
- Creano la barriera emato encefalica che protegge il cervello dalle sostanze nocive presenti nel sangue. Alcune cellule gliali formano la barriera emato encefalica che impedisce alle sostanze tossiche presenti nel sangue di penetrare nel tessuto cerebrale. Questa funzione è svolta dagli astrociti nel sistema nervoso centrale.
- Nutrono i neuroni. Ci sono prove che le cellule gliali abbiano una funzione nutritiva nei confronti dei neuroni, fornendo loro glucosio e altri metaboliti.
Principali tipi di cellule gliali
Sono gli astrociti e gli oligodendrociti , nel sistema nervoso centrale, e le cellule di Schwann, nel sistema nervoso periferico. Gli oligodendrociti e le cellule di Schwann sono cellule piccole fornite da un numero limitato di processi. Queste cellule svolgono l’importante funzione di isolare gli assoni, avviluppando concentricamente i loro processi in modo da formare la guaina mielinica. Gli oligodendrociti possono avvolgersi attorno a più assoni, mentre le cellule di Schwann circondano un assone solo. Gli astrociti con forma irregolare a forma di stella sono dotati di lunghi processi che prendono contatto con i vasi sanguigni contribuendo a formare la barriera emato encefalica.
