Neurone: definizione, struttura, funzione e tipi

Il sistema nervoso umano ha una funzione di base ma incredibilmente vitale: comunicare e ricevere informazioni da diverse parti del corpo e generare risposte specifiche della situazione a queste informazioni.

A differenza di altri sistemi del corpo, la funzione della maggior parte dei componenti del sistema nervoso può essere apprezzata solo utilizzando la microscopia. Mentre il cervello e il midollo spinale possono essere visualizzati abbastanza facilmente a un esame grossolano, questo non riesce a fornire anche una frazione dell'estensione dell'eleganza e della complessità del sistema nervoso e dei suoi compiti.

Tessuto nervoso è uno dei quattro principali tessuti del corpo, gli altri sono il tessuto muscolare, epiteliale e connettivo. L'unità funzionale del sistema nervoso è il neuroneo cellula nervosa.

Sebbene i neuroni, come quasi tutte le cellule eucariotiche, contengano nuclei, citoplasma e organelli, sono altamente specializzati e diversificati, non solo in relazione alle cellule in sistemi diversi, ma anche rispetto a diversi tipi di cellule nervose.

Il sistema nervoso umano può essere suddiviso in due categorie: il sistema nervoso centrale (SNC), che comprende il cervello umano e il midollo spinale, e il sistema nervoso periferico (PNS), che include tutti gli altri componenti del sistema nervoso.

Il sistema nervoso è costituito da due principali tipi di cellule: neuroni, che sono le cellule "pensanti", e glia, che supportano le cellule.

A parte il anatomico divisione del sistema nervoso in SNC e SNP, il sistema nervoso può anche essere suddiviso in divisioni funzionali: il somatico e il autonomo. "Somatico" in questo contesto si traduce in "volontario", mentre "autonomo" significa essenzialmente "automatico" o involontario.

Il sistema nervoso autonomo (SNA) può essere ulteriormente suddiviso in base alla funzione in: comprensivo e parasimpatico sistemi nervosi.

Il primo è dedicato principalmente alle attività "up-tempo", e il suo rilancio è spesso definito come la risposta "fight-or-flight". Il sistema nervoso parasimpatico, invece, si occupa di attività "down-tempo" come la digestione e la secrezione.

I neuroni differiscono ampiamente nella loro struttura, ma tutti presentano quattro elementi essenziali: il corpo cellulare stesso, dendriti, un assone, e il terminali assoni.

"Dendrite" deriva dalla parola latina per "albero" e a un'ispezione la ragione è ovvia. I dendriti sono piccoli rami della cellula nervosa che ricevono segnali da uno o più (spesso molti più) altri neuroni.

I dendriti convergono sul corpo cellulare, che, isolato dai componenti specializzati della cellula nervosa, assomiglia molto a una cellula "tipica".

Dal corpo cellulare parte un singolo assone, che trasporta segnali integrati verso il neurone o il tessuto bersaglio. Gli assoni di solito hanno un numero di rami propri, sebbene questi siano in numero inferiore rispetto ai dendriti; questi sono indicati come terminali assoni, che funzionano più o meno come divisori di segnale.

Mentre di regola i dendriti portano segnali verso il corpo cellulare e gli assoni portano segnali lontano da esso, la situazione nei neuroni sensoriali è diversa.

In questo caso, i dendriti che vanno dalla pelle o altro organo con innervazione sensoriale si fondono direttamente in a assone periferico, che viaggia verso il corpo cellulare; un assone centrale poi lascia il corpo cellulare in direzione del midollo spinale o del cervello.

Oltre alle loro quattro principali caratteristiche anatomiche, i neuroni hanno una serie di elementi specializzati che facilitano il loro lavoro di trasmissione segnali elettrici lungo la loro lunghezza.

Il guaina mielinica svolge lo stesso ruolo nei neuroni del materiale isolante nei cavi elettrici. (La maggior parte di ciò che gli ingegneri umani hanno scoperto è stato sviluppato dalla natura molto tempo fa, spesso con risultati ancora superiori.) La mielina è una sostanza cerosa costituita principalmente da lipidi (grassi) che circonda assoni.

La guaina mielinica è interrotta da una serie di lacune mentre corre lungo l'assone. Questi nodi di Ranvier permettere qualcosa chiamato il potenziale d'azione propagarsi lungo l'assone ad alta velocità. La perdita di mielina è responsabile di una varietà di malattie degenerative del sistema nervoso, tra cui sclerosi multipla.

Vengono chiamate le giunzioni tra le cellule nervose e altre cellule nervose, oltre ai tessuti bersaglio, che consentono la trasmissione di segnali elettrici sinapsi. Come il buco in una ciambella, questi rappresentano un'assenza fisica importante piuttosto che una presenza.

Sotto la direzione del potenziale d'azione, l'estremità assonale di un neurone rilascia uno di una varietà di tipi neurotrasmettitore sostanze chimiche che trasmettono il segnale attraverso la piccola fessura sinaptica e al dendrite in attesa o altro elemento sul lato opposto.

Potenziali d'azione, il mezzo attraverso il quale i nervi comunicano tra loro e con tessuti bersaglio non neurali come muscoli e ghiandole, rappresentano uno degli sviluppi più affascinanti della neurobiologia evolutiva. Una descrizione completa del potenziale d'azione richiede una descrizione più lunga di quella che può essere presentata qui, ma per riassumere:

Ioni di sodio (Na+) sono mantenuti da an Pompa ATPase nella membrana neuronale ad una concentrazione maggiore all'esterno del neurone che all'interno di esso, mentre la concentrazione di ioni potassio (K+) è mantenuto più alto all'interno del neurone che al di fuori di esso dallo stesso meccanismo.

Ciò significa che gli ioni sodio "vogliono" sempre fluire nel neurone, lungo il loro gradiente di concentrazione, mentre gli ioni potassio "vogliono" fluire verso l'esterno. (ioni sono atomi o molecole che portano una carica elettrica netta.)

Stimoli diversi, come neurotrasmettitori o distorsioni meccaniche, possono aprire canali ionici specifici per la sostanza nel membrana cellulare all'inizio dell'assone. Quando ciò si verifica, gli ioni Na+ entrano di corsa, interrompendo le cellule potenziale di membrana a riposo di -70 mV (millivolt) e rendendolo più positivo.

In risposta, gli ioni K+ si precipitano verso l'esterno per ripristinare il potenziale di membrana al suo valore di riposo.

Di conseguenza, la depolarizzazione si propaga, o si diffonde, molto rapidamente lungo l'assone. Immagina due persone che tengono una corda tesa tra di loro e una di loro fa scattare l'estremità verso l'alto.

Vedresti un'"onda" muoversi rapidamente verso l'altra estremità della corda. Nei neuroni, questa onda è costituita da energia elettrochimica e stimola il rilascio del neurotrasmettitore dal terminale (i) dell'assone alla sinapsi.

I principali tipi di neuroni includono:

• Motoneuroni (o motoneuroni) controllano il movimento (di solito volontario, ma talvolta autonomo).
  
• neuroni sensoriali rilevare informazioni sensoriali (ad esempio, l'olfatto nel sistema olfattivo).
• interneuroni agiscono come "dossi" nella catena di trasmissione del segnale per modulare le informazioni inviate tra i neuroni.
  
• Varie neuroni specializzati in diverse aree del cervello, come Fibre di Purkinje e cellule piramidali.

Nei neuroni mielinizzati, il potenziale d'azione si muove agevolmente tra i nodi di Ranvier perché la guaina mielinica impedisce la depolarizzazione della membrana tra i nodi. Il motivo per cui i nodi sono distanziati così com'è è che una distanza più ravvicinata rallenterà la trasmissione fino a velocità proibitive, mentre una maggiore spaziatura rischierebbe di "scomparire" il potenziale d'azione prima che raggiunga la nodo successivo.

La sclerosi multipla (SM) è una malattia che colpisce da 2 a 3 milioni di persone in tutto il mondo. Nonostante sia nota dalla metà del 1800, la SM è senza una cura a partire dal 2019, soprattutto perché non si sa esattamente cosa causi la patologia osservata nella malattia. Man mano che la perdita di mielina nei neuroni del SNC progredisce nel tempo, predomina la perdita della funzione neuronale.

La malattia può essere gestita con steroidi e altri farmaci; non è fatale di per sé, ma è estremamente debilitante e sono in corso intense ricerche mediche per cercare una cura per la SM.