Sistema nervoso, rimodellamento e rigenerazione a seguito di traumi

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(immagine di copertina)

I neuroni, come noto, a differenza della maggior parte delle cellule del nostro corpo NON hanno capacità riproduttiva.

Una volta che lo sviluppo è completo quindi si assiste ad un deterioramento e ad una progressiva diminuzione del numero di neuroni.

 E’ tuttavia noto da tempo come il cervello sia in grado di mantenere un elevato grado di efficienza anche in età avanzata, e questo è dovuto essenzialmente ad un'elevata "ridondanza" (sovrabbondanza?) del numero di neuroni e reti neuroniche presenti.

Risulta quindi possibile per il corpo sopperire al naturale deperimento del sistema nervoso tramite il coinvolgimento di progressivo di sistemi e strutture neuronali in eccesso, che sono in grado di svolgere compiti appartenuti in passato ad altre strutture che, per un qualunque motivo, non ne sono più in grado.

 Questa capacità di adattamento viene dato il nome di neuroplasticità.

""si definisce ‘plasticità cerebrale’ la capacità di adattamento dei sistemi di controllo dei vari parametri fondamentali della funzione cerebrale (metabolici, neuronali, vascolari, pressori, ecc...) allo scopo di ripristinare una certa funzione compromessa da un fattore lesivo"".

(neuroni dell'ippocampo umano)

Struttura di un nervo periferico

 Un tronco nervoso contiene al suo interno molteplici assoni con funzioni  diverse, da quelle sensoriali a quelle motorie o autonomiche , cioè relativi alla muscolatura involontaria, al cuore o al sistema endocrino).

 (struttura di un nervo secondo wikipedia)

Questo avviene a livello della spina dorsale, dove una volta terminato il midollo spinale la cauda equina, il tronco nervoso principale, continua lungo la colonna vertebrale, doveprogressivamente i vari fasci assonici si dividono per raggiungere le proprie destinazioni.

Gli assoni di maggiore diametro sono circondati da cellule dette cellule di SCHWANN, che hanno lo scopo di produrre una guaina mielinica a scopo protettivo e isolante, che ha lo scopo di rendere più veloce la propagaione degli impulsi

 Una singola cellula di Schwann può circondare talvolta anche più di un assone, ed è a sua volta circondata da un sistema di fibre di collagene e fibroblasti che prende il nome di Endoneurium.

Una seconda lamina basale, chiamata Perineurium, avvolge il fascicolo contentente gli assoni e funge anche da barriera ematica.

Un comune nervo periferico contiene molteplici "fascicoli", che risultano solidali tra loro grazie ad un terzo strato protettivo chiamato Epineurium che li contiene tutti.

(struttura interna di un neurone)

Processi di rigenerazione nervosa

Data una lesione, nel periodo immediatamente successivo si possono avere:

1) Modifiche Biochimiche

             Ipermetabolismo post ischemico

             Iperattività post sinaptica

             Liberazione di fattori trofici e inibitori

2)Modifiche di tipo biofisico

                  Presenza di edema e ipertensione endocranica in caso di danno                   al SNC.

3) Modifiche vascolari

             Controllo del flusso e attivazione circoli collaterali

Il recupero di una funzione compromessa da un danno neurologico comporta generalmente tre fenomeni:

1)Un processo di disinibizione vale a dire la ripresa delle normali attività metaboliche dei processi neuronali coinvolti, precedentemente inibita.

2)Fenomeni di rigenerazione dei sistemi neuronali lesi

3)Fenomeni di riorganizzazione più globale, vale a dire una fisiologica redistribuzione di compiti al fine di sopperire ad un eventuale danno funzionale.

(Io che cerco immagini pertinenti per questo post)

 Rigenerazione tissutale nel SNP

Il sistema nervoso periferico ( o SNP), a differenza di quello centrale, non può contare sulle sopracitate capacità di plasticità, di conseguenza è provvisto di una discreta capacità di rigenerazione.

In caso di danneggiamento, il moncone di un assone danneggiato può propagarsi in più direzioni nello spazio, fino a ritrovare , se possibile, il moncone prossimale, ed avviare così un processo di rigenerazione.

Danno nervoso, o insulto

I nervi danneggiati, per un qualsiasi motivo, sviluppano una serie di risposte di tipo sia degenerativo  che rigenerativo.

Il soma, o corpo cellulare, è solitamente localizzato in vicinanza del midollo spinale, e in caso di danno tende a gonfiarsi,a diminuire la produzione di neurotrasmettitore e ad aumentare quella di tubulina, una proteina di trasporto normalmente presente nell'assone.

Il metabolismo cellulare si modifica, in modo tale da prediligere la produzione di fibre e costituenti necessarie alla rigenerazione.

La parte distale del nervo (quella staccata dal corpo cellulare), subisce un processo di degenerazione progressiva, chiamata processo Walleriano, solitamente dopo solo una a o due ore dall’evento lesivo.

ll rivestimento mielinico e i nervi isolati vengono  infatti degradati dai macrofagi e dalle cellule di Schwann stesse, che a loro volta proliferano  e mantengono intatto il canale neurale completamente svuotato dalle fibre assoniche recise.

 SE la lesione invece è troppo vicina al corpo cellulare( e di conseguenza più vicina alla colonna), si assiste ad una degenerazione retrograda, cioè che coinvolge anche il moncone prossimale.

Rigenerazione di un nervo periferico

Dopo alcuni giorni, il moncone prossimale di un assone interrotto inizia un'azione di gemmazione, con emissione di cosiddetti "coni di crescita", vale a dire estensioni chiamate anche fillipodia che si espandono nell'area danneggiate al fine di trovare una cellula di Schwann, a cui ancorarsi per iniziare una progressiva azione di rigenerazione, che nell'uomo corrisponde a circa 1-4 millimetri al giorno di nuovo assone generato.

Da notare, tuttavia, che i coni di crescita non reagiscono se incontrano il moncone distale del nervo leso, ma se incontrano una cellula di Schwann.

Il moncone distale come specificato sopra, non esiste più in quanto andato incontro a degenerazione. Quello che permane è il canale neurale.

DI conseguenza sarà necessario per ogni fibra assonica rigenerarsi individualmente all’interno del canale neurale fino al ricongiungimento con il proprio muscolo-bersaglio per tutta  la lunghezza prima occupata dal moncone distale

 Riparazione chirurgica di un nervo danneggiato

In assenza di un intervento umano, le possibilità di guarigione e recupero della funzione compromessa di un nervo danneggiato è generalmente minima, in quanto possono frapporsi ostacoli quali una degenerazione retrograda, l'impossibilità dei fillipodia di trovare il moncone distale, sia per una distanza eccessiva sia a causa della sovrapposizione di tessuto connettivo cicatriziale.

Fin dagli anni 60 sono state sperimentate avanzate tecniche di microchirurgia che consistono del ricongiungimento di monconi nervosi fascicolo per fascicolo, con l'impiego, alle volte, di un microscopio in sala operatoria.

Risulta essere pratica comune anche l'utilizzo di una tecnica detta "di congelamento", vale a dire l'introduzione in situ di una soluzione simile al citoplasma, prima di ripulire le due estremità, riallinearle e suturare.

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Un'altra soluzione è quella di usare "canali di guida", vale a dire tubi di materiale polimerico contenenti fattori neurotrofici, che creano un percorso diretto e guidato alla crescita di nuove fibre assonali, senza che niente possa frapporsi.

Grazie a tutti per l'attenzione.

Fonti

Appunti personali e materiale dal corso Valutazione Funzionale e Riabilitazione Motoria del Politecnico di Milano

Testo:M Nordin, V.H.Frankel: Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Lea & Febiger

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