Midollo spinale: anatomia e fisiologia

2 febbraio 2018 in Libri 45 Condivisi
Midollo spinale

Il midollo spinale fa parte, insieme all’encefalo, del sistema nervoso centrale (SNC). La sua estensione va dal foro occipitale del cranio fino alla prima vertebra lombare.

Lungo il midollo spinale sono connessi 31 nervi spinali. È composto da un nucleo di sostanza grigia, dove si trovano i corpi neuronali, che a sua volta è circondato dalla sostanza bianca dove si trovano gli assoni. Curiosamente, la distribuzione della sostanza grigia e bianca nel midollo spinale è opposta a quella del cervello. Il midollo viene protetto dalle vertebre, dai legamenti di sostengo, dalle meningi e dal liquido cefalorachidiano.

Le funzioni del midollo spinale sono varie. Si occupa di ricevere e processare (a livello superficiale) l’informazione sensitiva e di inviare l’informazione motoria che parte dall’encefalo. Le sue funzioni sono fondamentali e di vitale importanza. Una lesione può provocare effetti gravi come la paralisi a livello motorio o la perdita della sensibilità.

Anatomia del midollo spinale

Sostanza grigia

La sostanza grigia, a differenza di quanto avviene nel cervello, si trova nella parte interna del midollo spinale. È il luogo dove si trovano i corpi neuronali e dove viene processata l’informazione. È formata da diversi corni (ventrale, dorsale, laterale) e da una zona intermedia.

  • Corno posteriore: si occupa dell’informazione sensitiva.
  • Zona intermedia: vi si trovano gli interneuroni che legano tra di loro i neuroni, sono neuroni di associazione.
  • Corno laterale: si trova solo a livello toracico e lombare. Si occupa dell’omeostasi del corpo, regolarizzando il sistema nervoso autonomo.
  • Corno anteriore: si occupa dell’informazione motoria.

Sinapsi di neuroni

All’interno di questa sostanza grigia si trovano diversi nuclei con differenti funzioni:

  • I-IV: responsabili delle sensazioni esterocettive. Registrano le sensazioni che ricevono da stimoli esterni, come, la luce.
  • V-VI: responsabili delle sensazioni propiocettive. Forniscono informazioni sugli stimoli generati internamente.
  • VIII: ha la funzione di intermediario tra il mesencefalo e il cervello. È il luogo in cui i neuroni provenienti dal mesencefalo vengono trasmessi per essere diretti al cervello e viceversa.
  • IX: principale area motoria dove i corpi neuronali che provengono dalla corteccia motoria dirigono gli impulsi di movimento.
  • X: nucleo che circonda il condotto centrale e contiene la neuroglia, ovvero i neuroni di sostegno o supporto.

La sostanza grigia del midollo spinale è il luogo di passaggio dell’informazione motoria e sensibile,  ma deve dare un rapido giudizio sull’informazione prima di qualsiasi arrivo a destinazione. Questo serve nel caso in cui sia necessario attivare i riflessi in situazioni di emergenza, come la ricezione di uno stimolo molto doloroso.

Sostanza bianca

Nella sostanza bianca del midollo spinale si trovano le fibre (assoni) che inviano informazioni ascendente e discendente. La sua funzione principale è quella di inviare l’informazione. Come la sostanza grigia, si divide in diverse parti, che in questo caso vengono denominate cordoni:

  • Colonna posteriore: invia l’informazione somatica.
  • Colonna anteriore e laterale: sono le vie efferenti che si occupano di inviare l’informazione dall’encefalo fino ai muscoli. Formano parte del sistema motorio.

Dentro la sostanza bianca esistono diverse vie, ascendenti e discendenti. I tratti prendono i nomi dalle due strutture tra cui circola l’informazione e ciascuno dei tratti invia un’informazione diversa.

  • Gracile e cuneiforme: è responsabile della sensibilità tattile discriminativa e dei movimenti delle mani.
  • Spinocerebellare anteriore e posteriore: movimenti incoscienti proveniente da muscoli, articolazioni, pelle e tessuto sottocutaneo.
  • Spinolivale: nonostante questo tratto sia stato localizzato, non se ne conosce con esattezza la funzione.
  • Spinotalamico laterale: sensazioni dolorose e termiche.
  • Spino-tettale: informazione afferente ai riflessi spino-visivi.
  • Spinotalamico anteriore: tatto leggero e pressione.
  • Cortico-spinale anteriore e laterale: conferisce agilità e velocità ai movimenti.
  • Tetto-spinale: partecipa ai movimenti per gli stimoli visuali.
  • Vestibolospinale: responsabile di mantenere l’equilibrio.
  • Olivo-spinale: regola l’attività e i neuroni motori
  • Rubrospinale: inibisce l’attività dei muscoli esterni.

La sostanza bianca del midollo spinale si occupa della trasmissione di informazioni motorie e sensitive in un’ampia gamma di movimenti e sensazioni poiché comunica con molteplici aree.

Vie ascendenti (sensoriali)

Le vie ascendenti, come indica il nome, si occupano di inviare l’informazione raccolta dai sensi esterni (informazione esterocettiva) o di stimoli interni (propriocettiva) verso la corteccia cerebrale dove avverà un’elaborazione più profonda. La maggior parte delle vie ascendenti funge da intermediari, eccetto per gli stimoli olfattivi che giungono direttamente al bulbo olfattivo.

Donna di colori

Sono ascendenti, centripete, nascono dalla periferia e forniscono informazioni ai centri superiori. Alcune delle fibre nervose vincolano diversi segmenti del midollo spinale, invece altre salgono dal midollo fino ai centri superiori e così connettono il midollo spinale all’encefalo. Conducono informazioni che possono raggiungere o meno la coscienza.

Nella sua forma più semplice, la via che ascende fino alla coscienza è formata da tre neuroni. Molti dei neuroni presenti nelle vie ascendenti si ramificano e altri partecipano all’attività muscolare riflessa. Sono quelle vie che trasmettono l’informazione dai recettori sensoriali. Esistono due grandi vie:

  • Via nocicettiva che trasmette l’informazione del dolore e della temperatura.
  •  Via meccanica che trasmette l’informazione del tatto superficiale e profondo, la propiocezione e la vibrazione.

Vie discendenti (motorie)

Le vie piramidali sono le vie nervose discendenti (motorie) che passano attraverso le piramidi. Sono responsabili del movimento volontario veloce, agile e preciso. I neuroni implicati nell’invio dell’informazione per esercitare un movimento sono tre. Seguono il seguente circuito:

  • Neurone 1: neurone situato nella corteccia precentrale e premotoria.
  • Neurone 2: non esiste sempre nella via. È un interneurone o neurone internunciale.
  • Neurone 3: situato nel cono anteriore del midollo spinale.

Tutte le vie piramidali terminano in modo controlaterale, il che significa che una lesione nella corteccia motoria destra provocherà una lesione nella parte sinistra del corpo.

La via extrapiramidale si occupa dei movimenti involontari, proviene da una struttura sottocorticale viaggiando fino al midollo spinale. Regola l’esecuzione dei movimenti involontari (marcia, postura, tono muscolare, livello di allerta e comportamenti istintivi). A differenza del sistema piramidale, non ha origine nella corteccia cerebrale, ma nelle diverse strutture sottocorticali.

Un’altra funzione delle vie motorie discendenti è quella di modulare i circuiti riflessi nel midollo spinale. L’adattabilità dei riflessi spinali può cambiare in base al contesto comportamentale, visto che talvolta la forza o persino il segno (estensione vs flessione) di un riflesso devono essere cambiati affinché il movimento si adatti alle circostanze. Le vie discendenti controllano queste variabili.

Midollo spinale colorato in un uomo

Riflessi del midollo spinale

Realizziamo alcuni movimenti in modo incosciente, prima che l’informazione sensitiva dello stimolo che provoca il movimento arrivi al cervello. Si tratta dei movimenti riflessi come: togliere la mano da una fonte di dolore o chiudere gli occhi quando si sente un rumore forte; non li controlliamo.

Il riflesso è il circuito più semplice del sistema nervoso. Ha origine nei recettori, strutture che trasformano l’energia dello stimolo in un cambiamento elettrico nei nervi periferici afferenti che trasportano gli impulsi al centro integratore, l’interneurone. L’informazione viene trasmessa ai neuroni motori efferenti, affinché l’effettore (muscolo) realizzi il movimento riflesso.

Questi moviementi avvengono grazie all’arco riflesso. Il soma del neurone si trova nel ganglio della radice posteriore, passa dal corno dorsale, dove comunica con l’interneurone, ovvero, il neurone associativo che integra l’informazione e la trasmette al neurone motorio, presente nel corno ventrale per uscire attraverso la radice ventrale e dirigere l’impulso nervoso al muscolo affinché esso si contragga.

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