Configurazione Interna del Midollo Spinale PDF

Neuroanatomia, Lezione 26 e 27, 19/03/2021 Prof. Claudio Celeghini **[CONFIGURAZIONE INTERNA DEL MIDOLLO SPINALE]** La struttura interna del midollo spinale è osservabile tramite sezioni trasverse da cui si apprezza una struttura centrale a forma di farfalla o di "H", la cosi...

Neuroanatomia, Lezione 26 e 27, 19/03/2021 Prof. Claudio Celeghini **[CONFIGURAZIONE INTERNA DEL MIDOLLO SPINALE]** La struttura interna del midollo spinale è osservabile tramite sezioni trasverse da cui si apprezza una struttura centrale a forma di farfalla o di "H", la cosiddetta **sostanza grigia**, parte di tessuto che contiene i pirenofori, i dendriti e l'inizio o la terminazione degli assoni. All'interno della sostanza grigia è presente il **canalicolo centrale**, struttura cavitata rivestita da ependima. Attorno alla sostanza grigia, è presente la cosiddetta **sostanza bianca** con assoni che si portano da stazioni sopramidollari al midollo spinale o che dal midollo spinale si ascendono a stazioni soprastanti. Operando sezioni trasverse, mano a mano che si considerano neuromeri diversi, varia il rapporto tra sostanza grigia posta internamente e bianca posta esternamente: la sostanza bianca aumenta in senso caudo-rostrale (figura 1). Questo perché le fibre che discendono da stazioni sopraspinali mano a mano terminano e si depauperano le quote di fibre discendenti, tanto che a livello dei neuromeri sacrali la sostanza bianca è molto bassa. Analogamente, le fibre ascendenti che nascono dalla sostanza grigia per portarsi verso l'alto, si vanno accumulando in senso caudo-craniale. La combinazione del fatto che le fibre discendenti calano e del fatto che le fibre ascendenti crescono spiega questa disparità nel rapporto tra sostanza grigia e sostanza bianca. **Sostanza grigia** Il midollo spinale è suddivisibile in due metà simmetriche (due **antimeri**) divise da un piano sagittale mediano, che unisce la fessura mediana ventrale e il solco mediano dorsale. La sostanza grigia è divisibile in **colonna** o **corno anteriore** (di destra e di sinistra) più tozzo e voluminoso e con morfologia variabile a seconda del neuromero considerato, **porzione intermedia** e **colonna** o **corno posteriore** più affusolato rispetto a quello anteriore ("colonna" dà l'idea della tridimensionalità, "corno" si riferisce alla sezione trasversa). Gli antimeri sono uniti dalla cosiddetta **commessura grigia**, che contiene il canalicolo centrale. La sostanza grigia è formata dai seguenti tipi di neuroni: 1. 2. 3. 4. 5. 6. *N.B.:* i primi 3 tipi hanno i loro assoni che si estrinsecano esclusivamente nel midollo spinale; gli altri 3 tipi mettono in collegamento il midollo spinale o con altre stazioni del nevrasse o con gli effettori periferici. Questi diversi tipi di neuroni si organizzano in dieci **lamine midollari/di Rexed** (nella sostanza grigia), con numerazione che parte dalla porzione dorsale (corno dorsale) verso la parte ventrale (corno anteriore), con eccezione della lamina X che contiene la commessura grigia. Per memorizzare la distribuzione delle lamine dobbiamo aver presente che la colonna posteriore ha funzione sensitiva, mentre quella ventrale di tipo motorio (non a caso le radici dorsali prendono rapporto con i neuroni funicolari del corno posteriore). Il corno posteriore contiene sei lamine, tutte a significato sensitivo: le lamine **I** e **II** ricevono fibre afferenti (radici dorsali dei nervi spinali) di tipo termico e dolorifico (queste informazioni iniziano a essere processate qui e avviene anche il controllo delle informazioni dolorifiche in entrata); data l'importanza che sta assumendo il controllo del dolore in medicina, soprattutto nei pazienti neoplastici, è intensa la ricerca medica per cercare di controllare l\'input dolorifico a livello di queste due lamine. Le lamine **III**, **IV** e **V** ricevono informazioni di tipo tattile grossolano (cosiddetta sensibilità protopatica). La lamina **VI** e **VII** sono lamine di congiunzione, sono poste in corrispondenza della porzione intermedia della sostanza grigia e contengono neuroni associativi e propriospinali in grado di connettere le varie parti della sostanza grigia e contengono, in certi neuromeri, una peculiarità: nei neuromeri da T1 a L2/L3 è presente una protuberanza laterale nella lamina VII detta **colonna intermedio-laterale** che rappresenta l'origine delle fibre pregangliari del sistema ortosimpatico; questa non è presente nei neuromeri cervicali, scompare sotto il livello di L2/L3 e ricompare nei neuromeri S2, S3, S4, da cui originano fibre pregangliari del sistema parasimpatico (sacrale). Nella lamina **VIII** ci sono interneuroni di collegamento fra i neuroni delle lamine precedenti e la lamina IX. La lamina **IX** contiene i motoneuroni alfa e gamma che danno origine alle radici ventrali dei nervi spinali (neuroni radicolari). La lamina **X** contiene neuroni commessurali che uniscono i due antimeri di destra e di sinistra. Delle 10 lamine, le più regolari e ordinate sono le 6 del corno posteriore. La lamina I è anche chiamata zona marginale di Lissauer, la lamina II sostanza gelatinosa di Rolando, le lamine III e IV nucleo proprio del corno posteriore e le lamine V e VI base del corno posteriore. La lamina IX è costituita da una serie di colonne di motoneuroni che sono discontinue in lunghezza. Esiste una disposizione precisa in cui i motoneuroni si dispongono: secondo la **regola medio-laterale** (o **prossimo-distale**), la colonna di motoneuroni mediale è presente per tutta la lunghezza del midollo spinale, mentre la colonna laterale si trova solo in corrispondenza dei rigonfiamenti cervicale e lombo-sacrale. Tale regola è connessa al concetto di **somatotopia**, secondo cui i neuroni sono disposti nel midollo spinale secondo un ordine ben preciso e vi è corrispondenza univoca fra un\'area del corpo ed una zona specifica del sistema nervoso centrale tale per cui è possibile sapere dove sono ubicati quei motoneuroni i cui assoni innervano il tronco o gli arti e, nell'ambito degli arti, la porzione prossimale o distale. Cioè man mano che ci spostiamo lateralmente troviamo neuroni destinati a porzioni periferiche del nostro corpo. La colonna mediale dei motoneuroni della lamina IX è destinata ad innervare la muscolatura assile (del tronco, del collo e dei cingoli). Dalla colonna laterale della lamina IX emergono le radici dei motoneuroni destinati alla muscolatura degli arti. Oltre alla regola prossimo-distale esiste la **regola flessori-estensori** secondo cui i neuroni per i muscoli estensori sono posti ventralmente (o anteriormente) e i neuroni per i flessori sono dorsali (o posteriori): questo deriva dal fatto che la muscolatura estensoria è stata la prima ad essere stata innervata da un punto di vista filogenetico, mentre la muscolatura flessoria si è raffinata in una fase successiva (questo va ricordato perché ha correlazioni con il posizionamento dei fasci cortico-spinali). All'interno della lamina VII è presente il **nucleo dorsale** (o **colonna di Clarke**), posto in posizione mediale rispetto alla colonna intermedio-laterale e sempre a livello di T1-L3.  ***Figura 6*** *Dalla colonna mediale della lamina IX emergono assoni destinati a innervare la muscolatura scheletrica del collo, del tronco e dei cingoli pelvico e scapolare (muscolatura assile). Al contrario, dalla colonna laterale (che compare solo nei rigonfiamenti cervicale e lombo-sacrale) emergono le radici dei motoneuroni destinati alla muscolatura degli arti. Inoltre, nella lamina IX i motoneuroni più laterali sono destinati alle estremità degli arti, quelli più mediali sono destinati alle parti prossimali degli arti (REGOLA PROSSIMO-DISTALE).* **Sostanza bianca** La sostanza bianca è organizzata in tre funicoli/cordoni: **anteriore** (tra fessura mediana ventrale e solco ventro-laterale), **laterale** (tra solco dorso-laterale e il solco antero-laterale), **posteriore** (tra solco mediano dorsale e solco dorso-laterale); i primi due possono essere considerati insieme come cordone antero-laterale. Il cordone posteriore si trova tra il solco mediano dorsale e il solco dorso-laterale. Il cordone laterale si trova tra il solco dorso-laterale e antero-laterale. Il cordone anteriore si trova tra fessura mediana ventrale e solco ventro-laterale. Essa è composta da fibre assoniche in transito da stazione sovrastanti o ascendenti. [Fasci ascendenti (in rosso) ] Il cordone posteriore è formato da due fasci, uno mediale detto **fascicolo gracile** e quello più laterale detto **fascicolo cuneato**, formati da assoni di grandi dimensioni che penetrano nel midollo spinale tramite le radici dorsali (fasci a significato sensitivo colorati in rosso nell'immagine), ma non terminano nella sostanza grigia e ascendono. Lateralmente ci sono i **fascio spinocerebellare posteriore** (o dorsale) e il **fascio spinocerebellare anteriore** (o ventrale), posti sulla superficie più esterna del cordone antero-laterale. Questi fasci originano dalla sostanza grigia del midollo spinale e si portano al cervelletto. Tutti gli altri fasci dovrebbero essere definiti più correttamente "tratti", in quanto non ben individuabili anatomicamente e con fibre inframmezzate non solo tra di loro ma anche con fibre discendenti significato motorio (es. non fascio spinotalamico ma tratto spinotalamico). [Fasci discendenti (in giallo)] Sono inframmezzati nel cordone antero-laterale. I fasci corticospinale laterale e anteriore sono fasci per il controllo della motilità volontaria. Il **fascio corticospinale laterale** (90% ca. delle fibre dell'intero fascio corticospinale) si trova a lato del corno dorsale della sostanza grigia e controlla sia le lamine posteriori sia i motoneuroni della colonna laterale destinati alla muscolatura degli arti (specificamente quella flessoria, posteriore rispetto ai motoneuroni estensori). Davanti a questo fascio, è presente il **fascio satellite rubrospinale** che termina a livello dei neuromeri toracici medi (T4/T5). Il **fascio corticospinale anteriore/mediale** si trova a fiancheggiare la fessura mediana ventrale ed è prospiciente alla colonna mediale dei motoneuroni della lamina IX, e infatti controlla la muscolatura assile tramite la colonna mediale dei motoneuroni della lamina IX. **[FUNZIONI DEL TRONCO ENCEFALICO]** 1\. Consentire il **passaggio** ed eventuale **elaborazione** degli impulsi convogliati dalle vie ascendenti e discendenti (dirette o provenienti da encefalo, cervelletto e midollo spinale). I sistemi ascendenti transitano attraverso il tronco dell'encefalo, inviano rami collaterali alla sostanza grigia del tronco, per poi raggiungere livelli più rostrali del nevrasse. Le vie discendenti (motorie) dalla corteccia cerebrale transitano nel tronco encefalico per raggiungere il midollo spinale. 2\. Prendere parte ad attività quali il mantenimento dello **stato di coscienza**, il **ciclo sonno-veglia** (presiedute dalla formazione reticolare del tronco), il controllo **cardiovascolare** e **respiratorio** (frequenza e profondità del respiro, presiedute dalla formazione reticolare del bulbo), la generazione di **schemi motori** e il controllo degli ingressi **sensitivi**. ***Nota:** lesioni anche limitate a queste strutture possono portare il paziente a coma anche irreversibile proprio perchè viene compromesso il mantenimento dello stato di coscienza.* 3. Contiene i **nuclei** di gran parte dei nervi cranici. Il tronco encefalico (di lunghezza di circa 10 cm) è organizzato in quattro regioni che, con progressione dorso-ventrale, sono: 1\. **TETTO** - parte posteriore che nel mesencefalo è rappresentata dalla **lamina quadrigemina** con i tubercoli quadrigemini superiori e inferiori. Nel tetto emerge il nervo trocleare (IV) ed è presente il **pretetto** (nella regione antistante i collicoli del mesencefalo), coinvolto nel riflesso pupillare consensuale alla luce, che ci dà informazioni sullo stato dei nervi encefalici. Il tetto, più caudalmente nel romboencefalo ha dato origine al cervelletto e ai veli midollari del 4° ventricolo (dove troviamo plessi corioidei). 2\. **[CAVITÀ]{.smallcaps} VENTRICOLARE**- costituita dall'**acquedotto cerebrale** nel mesencefalo e dal **4° ventricolo** interposto tra ponte e bulbo davanti e cervelletto dietro. Tra il tetto e il tegmento è presente un addensamento di neuroni cosiddetto **grigio periacqueduttale** o **periventricolare,** importante perché sede di neuroblasti (cellule in grado di dare origine a neuroni anche nel corso della vita adulta) e punto di partenza di fibre assoniche discendenti in grado di inibire gli input dolorifici (attualmente si sta cercando di sfruttare questa proprietà del grigio periacqueduttale per il controllo del dolore in patologie caratterizzate da dolore incoercibile); 3\. **TEGMENTO** - parte centrale e filogeneticamente più antica assieme al grigio periacqueduttale, che troviamo per tutta la lunghezza del tronco encefalico. È ricco di sostanza grigia. Presenta la **formazione reticolare** (deve il suo nome al fatto che per lungo tempo l\'unica cosa distinguibile era un reticolo di assoni e neuroni), in posizione centrale, suddivisa in vari tipi di nuclei con funzioni e neurotrasmettitori specifici. Sono anche presenti fasci di sostanza bianca (antichi dal punto di vista filogenetico), quali: **lemnisco mediale** (che decorre dal bulbo al talamo e coinvolto nella sensibilità epicritica tattile fine), **lemnisco spinale** (fascio spinotalamico per la sensibilità dolorifica e termica), **lemnisco trigeminale** (vie trigeminali), **lemnisco laterale** (vie acustiche), **fascicolo longitudinale mediale** (primo a mielinizzarsi nella vita embrionale e che collega i nuclei vestibolari e i nuclei preposti al controllo della oculomozione). Tutti i fasci ascendono fino al talamo (diencefalo), a parte il fascicolo longitudinale mediale che si estrinseca prevalentemente a livello del tronco encefalico per raggiungere il diencefalo e i livelli cervicali del midollo spinale. Nel tegmento ci sono inoltre i nuclei e le radici di **10 nervi cranici** (dal III al XII, cioè dal nervo oculomotore comune al nervo ipoglosso). 4\. **BASE** o **PORZIONE BASILARE** o **PIEDE** (anteriore e filogeneticamente più recente, particolarmente espansa a livello del ponte e contenente soprattutto fasci di sostanza bianca in transito da o verso il midollo spinale). A livello del mesencefalo è costituita dai **peduncoli cerebrali** (o crus cerebri), a livello del ponte dalla **porzione ventrale del ponte** (ponte propriamente detto), a livello del bulbo è costituito dalle **piramidi bulbari**. È formato prevalentemente da fasci discendenti che originano dalla corteccia cerebrale (quelli ascendenti sensitive sono a livello del tegmento) e hanno funzioni di controllo del movimento volontario. Sono presenti **fibre corticobulbari** che dalle aree motorie del lobo frontale controllano i nuclei motori dei nervi encefalici; **fibre corticoreticolari** che termineranno nella formazione reticolare del tegmento; **fascio corticospinale** che termina nel midollo spinale nelle lamine VIII e IX per controllare motoneuroni alfa e gamma (gran parte delle problematiche dovute agli ictus cerebrali sono dovute proprio a compromissione dei fasci corticospinale e corticobulbare, che comportano paresi o paralisi dell'emicorpo controlaterale alla lesione e di vari nervi encefalici); infine, le **fibre corticopontine** (contingente più numeroso di fibre, circa 20 milioni per ciascun lato) che collegano il ponte al cervelletto. Tutte e quattro le regioni sono rappresentate solo nel mesencefalo. **Nuclei della formazione reticolare** La formazione reticolare è organizzata in una serie di gruppi di nuclei schematizzati in figura: *Figura 9 Nuclei della formazione reticolare* *[Sul piano sagittale mediano]* **[Nuclei del rafe]** (serotoninergici) situati in corrispondenza del piano sagittale mediano; sono la fonte principale di serotonina, che usano come neurotrasmettitore. Questi nuclei hanno assoni molto lunghi che si diffondono sia rostralmente che caudalmente al nevrasse. Le proiezioni [ascendenti] rilasciano serotonina a livello corticale (importante per l'addormentamento), questi nuclei sono posti a livello del mesencefalo e del ponte (i più rostrali); le proiezioni [discendenti] (sistema rafe-spinale) fanno parte dei sistemi inibitori del dolore e terminano nella lamina I e II (che ricevono informazioni sensitive di tipo dolorifico). A sua volta il sistema dei nuclei del rafe è controllato ed eccitato da proiezioni discendenti dal **grigio periacqueduttale**, che tramite i propri assoni è in grado di eccitare la via discendente antidolorifica rafe-spinale (se si eccita il grigio periacqueduttale rilascia neurotrasmettitori eccitatori, prevalentemente glutammato a livello dei nuclei del rafe, stimolandoli a loro volta a rilasciare serotonina in corrispondenza del midollo spinale). *[Sul piano paramediano ]* **[Gruppo centrale della formazione reticolare (FR)]** fiancheggia i nuclei del rafe. Sono presenti lunghi assoni che possono ascendere verso strutture più rostrali oppure discendere a livello del midollo spinale. Contiene neuroni di orgine che proiettano: \- ***rostralmente*** ai **nuclei colinergici del prosencefalo** **basale** (utilizzano acetilcolina come neurotrasmettitore e hanno la proprietà di diffonderla a tutto l'encefalo e sono parte del sistema di rinforzo e ricompensa) e ai **nuclei intralaminari del talamo** che proiettano diffusamente a tutta la corteccia. La differenza del sistema del gruppo centrale rispetto al sistema dei nuclei del rafe è che ci sono degli intermediari per arrivare in corteccia, che sono rappresentati dai nuclei colinergici e intralaminari. Le proiezioni ascendenti del gruppo centrale ai nuclei intralaminari e da questi alla corteccia costituiscono il **sistema reticolare attivante** importante perché provoca il risveglio e contribuisce al mantenimento dello stato di veglia; i nuclei centrali della formazione reticolare ricevono rami collaterali dai sistemi sensitivi che consentono alla formazione reticolare stessa, di accendere la corteccia tramite i nuclei del talamo (se non si ha l'attivazione della corteccia si ha la perdita di coscienza e quindi uno stato di coma più o meno grave che diventa irreversibile nel caso in cui il gruppo centrale dei nuclei della formazione reticolare sia stato compromesso in maniera definitiva). \- ***caudalmente*** danno origine a due fasci discendenti, il **fascio reticolo-spinale mediale** (o **pontino, perché origina dal gruppo pontino del nucleo centrale del rafe**) e il **fascio reticolo-spinale laterale** (o **bulbare, perché origina dal gruppo bulbare del nucleo centrale**) che servono al mantenimento dell'equilibrio tramite il controllo dei grandi muscoli dell'equilibrio. [**Locus** **ceruleus**] (al limite superiore del solco limitante, nella fossa romboidea) principale nucleo del sistema noradrenergico e proietta rostralmente, senza intermediare, nel telencefalo e caudalmente a tutto il midollo spinale. Le proiezioni ascendenti rilasciano noradrenalina che, nel sonno, induce l'ingresso nella fase REM; in stato di veglia aumenta il grado di attenzione. Se il rilascio è eccessivo, si possono avere attacchi di panico. Le proiezioni noradrenergiche discendenti incrementano l'attività riflessa intrinseca del midollo spinale, aumentandone la velocità dei circuiti interni. [**Aree** **reticolari** **laterali**] situate lateralmente nel tronco encefalico (bulbo), importanti per il controllo di funzioni vitali viscerali come assunzione di cibo e funzioni respiratorie e cardiocircolatorie. **[Formazione reticolare pontina paramediana (FRPP),]** è coinvolta nel controllo dei movimenti oculari estrinseci di lateralità. Si trova lateralmente al nucleo del nervo abducente. **[Area postrema]** (al limite inferiore del solco limitante, nella fossa romboidea) in cui i neuroni sono a diretto contatto col sangue e la barriera ematoencefalica è modificata. Contiene chemocettori coinvolti, tra l'altro, nell'induzione del vomito (risposta emetica) che ci consente di espellere sostanze tossiche, per esempio in seguito all'uso di farmaci chemioterapici.