interneurone

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I neuroni del dialogo fra neuroni

Gli interneuroni si trovano nelle aree integrative del sistema nervoso centrale e i loro assoni e dendriti sono limitati a una singola area cerebrale. Questo li distingue dai neuroni principali, i quali spesso proiettano i loro prolungamenti al di fuori delle aree cerebrali dove è localizzato il corpo cellulare.

Classificazione degli interneuroni

Gli interneuroni del sistema nervoso centrale sono tipicamente inibitori dei neuroni bersaglio (su cui si esercita un’azione biologica), e usano come neurotrasmettitori l’acido gamma-amminobutirrico (GABA) e la glicina, anche se esiste una minima popolazione di interneuroni neuromodulatori che usano l’amminoacido eccitatorio glutammato o che rilasciano acetilcolina. Gli interneuroni gabaergici esercitano il loro effetto funzionale iperpolarizzando gruppi di neuroni principali, attraverso l’apertura dei canali ionici permeabili al clorobicarbonato o agli ioni potassio a livello del neurone post-sinaptico. Gli interneuroni del midollo spinale possono usare glicina, o GABA e glicina, per inibire i neuroni principali, mentre gli interneuroni corticali o dei gangli della base possono rilasciare vari neuropeptidi oltre al GABA, come la colecistochinina, la somatostatina, il peptide vasoattivo intestinale, le endorfine, il neuropeptide Y, galanina ed altri. Fra gli interneuroni si individuano quelli spinali, corticali e cerebellari.

Inibizione a feed-forward e a feed-back

I meccanismi di inibizione degli interneuroni si basano principalmente sul circuito di inibizione a feed-forward, e sull’inibizione a feed-back, che rappresentano il meccanismo d’azione inibitorio più diffuso. L’inibizione a feed-forward (o reciproca) fa sì che l’attività di un gruppo di neuroni inibisca un altro gruppo di neuroni. Al contrario, l’inibizione a feed-back (o ricorrente) fa sì che i neuroni più attivi inibiscano l’attività di cellule adiacenti meno attive, indipendentemente dalla loro funzione, aumentando il differenziale fra i neuroni attivi e quelli circostanti attivati in misura minore. Questi tipi di inibizione generano un’area centrale di neuroni attivi circondata da un’area di neuroni meno attivi.

La regolazione neuronale del movimento

Un esempio è dato dagli interneuroni spinali nel controllo delle funzioni motorie. I fusi neuromuscolari sono formazioni capsulate di circa 4÷10 mm situate all’interno del tessuto muscolare, formate da fibre muscolari, fibre nervose sensitive e fibre nervose motorie. Le fibre sensitive sono di tipo Ia e di tipo II. Lo stiramento del fuso provoca l’allungamento della zona centrale con l’apertura di canali ionici che aumentano la scarica nervosa attraverso le fibre afferenti in modo proporzionale alla velocità e all’intensità della variazione di lunghezza. Le afferenze Ia dei fusi neuromuscolari raggiungono gli interneuroni situati nelle corna anteriori del midollo, che proiettano l’assone verso i motoneuroni dei muscoli antagonisti rispetto al muscolo da cui provengono gli stimoli afferenti. Questa inibizione a feed-forward favorisce la risposta riflessa: lo stiramento muscolare induce la contrazione del muscolo allungato e inibisce gli antagonisti evitando che la loro contrazione si opponga alla forza sviluppata dal riflesso da stiramento. L’inibizione di una forza frenante durante il movimento è alla base del movimento stesso. Infatti le vie discendenti attivano sia i motoneuroni che gli interneuroni inibitori. Quando gli interneuroni vengono inibiti si osserva sia la contrazione dei flessori che dei muscoli estensori e quindi l’articolazione viene irrigidita. L’inibizione a feed-back avviene quando un collaterale di un assone di un motoneurone stimola gli interneuroni delle corna anteriori, i neuroni di Renshaw, che a loro volta inibiscono sia i moteneuroni flessori che quelli estensori, esercitando l’effetto maggiore sui motoneuroni circostanti che controllano i muscoli funzionalmente sinergici. Un’attivazione motoria si trasforma in inibizione in modo proporzionale all’attivazione stessa. Questo modello inibitorio permette la modulazione dell’intensità della risposta muscolare senza che siano necessari comandi corticali specifici per diverse intensità di funzionamento. Nell’ambito del sistema motorio il meccanismo a feed-back interviene in tutti quei casi in cui bisogna mantenere una variabile (la posizione di un’articolazione o la forza di un muscolo) a un valore prestabilito, come per es. nel mantenimento di una postura o nel controllo dei movimenti lenti.

La classificazione di Petilla

La classificazione tradizionale degli interneuroni corticali, è stata ridefinita in un incontro tenutosi nel 2005 a Petilla de Aragón, villaggio natale di Ramon Y Cajal, uno dei padri fondatori delle neuroscienze. Nell’incontro sono stati individuati 3 distinti fenotipi elettrofisiologici, 6 morfologici e ben 15 di natura molecolare. Questa classificazione degli interneuroni gabaergici mette in risalto l’enorme complessità delle funzioni e delle relazioni reciproche degli interneuroni. Il numero di interneuroni cresce al crescere della complessità dell’organismo ed essi sono responsabili delle più evolute funzioni del cervello, come percezione, apprendimento, memoria, processi decisionali; si ipotizza che l’enorme aumento del numero di interneuroni nel corso dell’evoluzione, è forse alla base della capacità degli esseri umani di modulare le proprie risposte comportamentali rispetto all’ambiente circostante. Nell’ippocampo sono noti ben 16 tipi di interneuroni con un ruolo specifico nella sincronizzazione dell’attività delle cellule piramidali eccitatorie. Alcune alterazioni di questi interneuroni sembrano responsabili dello sviluppo dell’ansia e dell’epilessia. Invece, disfunzioni del sistema inibitorio di diverse classi di interneuroni della corteccia cerebrale, sono state legate a malattie come la schizofrenia, l’autismo e la sindrome di Tourette.