Il Sistema Nervoso Centrale (SNC), ed in particolar modo il cervello, sono da sempre avvolti da un fascino particolare. Nei secoli, hanno attirato l’attenzione di scienziati ed artisti. Andiamo in profondità, per cercare di capire cosa avviene microscopicamente e cosa c’è alla base del suo funzionamento.

Quali sono le cellule che costituiscono il Sistema Nervoso Centrale?

Nel sistema nervoso esistono due classi di cellule: i neuroni, anche chiamati cellule nervose, e le cellule gliali o glia.

I neuroni sono cellule costituite da 4 parti:

  • corpo cellulare, che è il centro metabolico
  • assone, ovvero la principale via di conduzione dei segnali del neurone
  • dendriti, arborizzazioni che prendono origine dal corpo cellulare
  • terminazioni pre-sinaptiche, ovvero dei rigonfiamenti localizzati alla fine dell’assone deputati alla trasmissione dei messaggi. È attraverso queste terminazioni che i neuroni trasmettono informazioni circa la propria attività ai dendriti ed ai corpi cellulari di altri neuroni.

I punti di contatto tra i neuroni vengono definiti sinapsi, strutture che consentono sia la comunicazione tra neuroni sia quella tra neuroni ed altre cellule (muscolari, sensoriali, endocrine).

Le cellule gliali, invece, sono molto più numerose delle cellule nervose e circondano il corpo dei neuroni stessi. Assumono molteplici funzioni: sembra fungano da sostegno dando forma e consistenza al tessuto nervoso, danno origine ad una guaina che avvolge la parte assonale dei neuroni permettendo all’impulso che viene trasmesso di andare più veloce, hanno una funzione fagocitaria in seguito a lesione o morte dei neuroni, danno origine alla barriera tra vasi sanguigni ed encefalo (emato-encefalica) e sembrerebbe che possano avere anche una funzione nutritiva.

Da neurone a neurone: gli impulsi nervosi

Tutti i neuroni impiegano gli stessi meccanismi per inviare i propri messaggi. Il carattere del messaggio, che viene inviato da un neurone, non dipende tanto dalla proprietà del messaggio stesso quanto dal tipo di connessioni specifiche che la cellula nervosa stabilisce con altri neuroni.

I messaggi nervosi sono determinati da modificazioni delle proprietà elettriche dei neuroni. Come tutte le cellule dell’organismo, anche ai capi della membrana cellulare si dispongono cariche elettriche (ioni), che permettono alla cellula nervosa di mantenere una differenza di potenziale ai lati della membrana plasmatica. Per membrana plasmatica si intende quel sottile rivestimento che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall’ambiente esterno e ne regola gli scambi di elementi e sostanze chimiche.

La differenza di potenziale viene determinata dalla presenza di ioni sodio e di ioni potassio, la cui distribuzione di segnale viene garantita e mantenuta da un meccanismo chiamato pompa sodio-potassio, il quale permette di trasportare sodio all’esterno della membrana e potassio all’interno.

Le cellule nervose come quelle muscolari hanno la caratteristica di essere particolarmente eccitabili in quanto il loro potenziale a riposo di membrana può andare incontro a notevoli variazioni. Nel momento in cui il potenziale si modifica, variando anche di solo 10mV (a riposo il potenziale è di -65mV), si viene a generare un potenziale di azione.

Che cosa è il potenziale d’azione?

Il potenziale d’azione è  una rapida variazioni nel potenziale di membrana che passa dal normale valore negativo verso un valore positivo, e termina con una variazione che ripristina il potenziale negativo. Il potenziale d’azione nelle cellule del sistema nervoso permette la trasmissione di informazioni fra cellule: esso si trasmette simultaneamente a tutte le membrane della cellula e dunque anche alle diramazioni più distanti costituite dagli assoni. Quando il potenziale di azione raggiunge le terminazioni del neurone si determina la liberazione di neurotrasmettitori.

I neurotrasmettitori

Il neurotrasmettitore è una sostanza che veicola le informazioni fra le cellule che compongono il sistema nervoso attraverso la trasmissione sinaptica. La liberazione dei neurotrasmettitori costituisce il segnale di uscita e la quantità di neurotrasmettitore liberato è una funzione graduata del numero e della frequenza dei potenziali d’azione arrivati. Il neurotrasmettitore, una volta liberato, determina a sua volta l’insorgenza di un potenziale sinaptico. Una cascata di potenziali di azione con il rilascio di neurotrasmettitori e di potenziali post-sinaptici sono quindi alla base del funzionamento del nostro sistema nervoso.

Foto: iStockphoto, Sebastian Kaulitzki

Mauro Monesi

Mauro Monesi

Fisioterapista

Laureato in Fisioterapia presso l’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, ad oggi è fisioterapista presso Physioup Studio Professionale e presso il centro sanitario Arcobaleno ’85 di Roma. È assistente alla didattica per il Master “Riabilitazione dei disordini muscolo scheletrici” presso l’Università degli Studi di Genova.

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