Guaina mielinica
Che cos'è la guaina mielinica?
La guaina mielinica rappresenta il rivestimento degli assoni di una parte delle cellule nervose, presente sia a livello del Sistema Nervoso Centrale (SNC) che a livello del Sistema Nervoso Periferico (SNP), e svolge un ruolo fondamentale nella qualità della conduzione del segnale nervoso.
Rappresenta una guaina isolante, paragonabile vagamente al rivestimento in gomma che avvolge i fili di un normale impianto elettrico. Sebbene sia presente in entrambi i comparti in cui si divide il Sistema Nervoso, le cellule deputate alla produzione della guaina mielinica nei due sistemi sono differenti: nel SNC sono gli oligodendrociti a creare questa struttura, mentre a livello del SNP il ruolo di formare la guaina mielinica è affidato alle cellule di Schwann.
La presenza della guaina mielinica è esclusiva dei vertebrati e conferisce ai neuroni di questo gruppo di animali delle caratteristiche di efficienza della conduzione uniche.
Rappresentazione di una fibra ricoperta da guaina mielinica.
Come si forma la guaina mielinica
La guaina mielinica è composta sostanzialmente dal plasmalemma delle cellule che la formano. Le cellule di Schwann (e gli oligodendrociti) si posizionano in prossimità dell'assone della cellula nervosa e iniziano ad emanare delle estensioni del proprio citoplasma che avvolgono l'assone per tutta la sua circonferenza. Il punto in cui i due lembi di plasmalemma che avvolgono l'assone si incontrano è definito mesoassone.
Una volta raggiunto il mesoassone, i due prolungamenti citoplasmatici continuano a svilupparsi e ad avviluppare l'assone in numerose spire: un braccio scorre in posizione esterna rispetto al centro della spirale, mentre l'altro scorre internamente. Una volta che la cellula di Schwann ha completato l'avvolgimento, le spire si compattano e la guaina è composta.
Processo di formazione della guaina mielinica.
Struttura della guaina mielinica
La guaine mielinica che si forma in questo modo risulta pertanto strutturata il lamelle in cui è possibile distinguere una alternanza di linee più chiare e più scure: le linee scure sono dette linee dense maggiori, le altre sono dette linee interperiodo.
Seguendo lo sviluppo della guaina, si osserva come le linee dense maggiori (caratterizzate da una maggiore densità elettronica) rappresentino i versanti interni delle membrane cellulari, mentre le linee interperiodo siano i versanti esterni, che racchiudono una parte della materia extracellulare che rimane intrappolata tra le spire della guaina.
La struttura è resa stabile dalla presenza di giunzioni occludenti tra le membrane, che però, nelle guaina del Sistema Nervoso Centrale, non sono presenti con continuità lungo tutta la struttura lamellare. In alcuni punti, infatti, sono presenti le cosiddette incisure di Schmith-Lanterman.
Tali strutture sono distribuite ad ogni avvolgimento e sono zone in cui le membrane sono tenute insieme in maniera lassa, per permettere il passaggio del nutrimento verso l'assone.
Tra le membrane, inoltre, si realizzano delle giunzioni comunicanti (gap junction) che consentono il passaggio di nutrimento tra uno strato e l'altro, in modo che questo possa distribuirsi in maniera omogenea in tutto il lume della guaina.
Per quanto riguarda la composizione chimica, i lipidi costituiscono il 70% circa della guaina mentre la restante parte è rappresentato principalmente da proteine. Tra i lipidi, il colesterolo è la molecola più rappresentata.
Guaina mielinica: particolare della struttura interna.
Nodi di Ranvier e conduzione saltatoria
Lungo l'assone, la guaina mielinica non è distribuita in modo uniforme lungo tutto l'asse di sviluppo della fibra nervosa, ma si interrompe a intervalli regolari. Questi punti di interruzione sono definiti nodi di Ranvier ed hanno una importanza imprescindibile.
Lungo la fibra mielinica, infatti, il potenziale d'azione, cioè l'impulso elettrico, non si trasmette in maniera continua lungo la membrana cellulare dell'assone ma, grazie alle caratteristiche di isolamento della guaina, il potenziale si trasmette unicamente nei punti in cui la guaina è assente.
L'impulso, pertanto, "salta" da un nodo all'altro viaggiando ad una velocità fino a 200 volte superiore. In assenza di guaina mielinica, infatti, il segnale viaggia a velocità comprese tra 0,5 e 2 m/s, mentre lungo le fibre mieliniche la velocità di trasmissione può arrivare a 100 m/s.
Funzioni della guaina mielinica
La funzione principale della guaina mielinica è, evidentemente, quella di consentire una velocità di trasmissione dell'impulso nervoso di diversi ordini di grandezza superiore. Oltre a questa, però, la guaina svolge anche altre funzioni.
La sua capacità isolante, ad esempio, consente alle fibre vicine di non eccitarsi a vicenda, evitano così che si formi un corto circuito nel Sistema Nervoso. Questo è particolarmente evidente all'interno del Sistema Nervoso Centrale, dove le fibre sono impacchettate in maniera molto serrata.
La guaina, inoltre, consente di regolare, tramite le incisure, gli scambi di nutrienti e gas che avvengono tra l'assone e il sistema circolatorio.
Infine la presenza della guaina fa da guida durante la rigenerazione dell'assone, che seguendo la linea di sviluppo della guaina riesce a stabilire contatto con le sinapsi corrette.
Differenza tra cellule di Schwann e oligodendrociti
Abbiamo detto che gli oligodendrociti sono responsabili della costituzione della guaina mielinica degli assoni del Sistema Nervoso Centrale e le cellule di Schwann in quelli del Sistema Nervoso Periferico. Sostanzialmente queste cellule sono l'una la controparte dell'altra e non hanno grandi differenze. L'unica vera distinzione è rappresentata dal numero di assoni che ogni cellula può avvolgere.
Le cellule di Schwann, infatti, avvolgono ognuna un tratto di un unico assone, mentre gli oligodendrociti emanano molti prolungamenti e avvolgono più assoni adiacenti. Probabilmente la ragione di questa differenza è data dalla disponibilità di spazio: nel SNC le cellule nervose sono impacchettate in modo molto serrato, rendendo necessario ridurre il numero delle cellule di supporto. Nel SNP gli spazi sono maggiori e non vi è, quindi, questa stretta esigenza.
Assoni mielinizzati e non mielinizzati
Non tutte le cellule nervose hanno assoni ricoperti da una guaina mielinica. La materia grigia, infatti, è costituita da assoni privi di guaina mielinica. In questi neuroni gli oligodendrociti sono presenti, ma avvolgono l'assone con un unico e sottile strato di plasmalemma.
La differenza di colore tra la materia grigia e quella bianca è data propria dalla presenza della guaina, la cui composizione prevalentemente lipidica determina il colore biancastro delle fibre.
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