mielina

Come mielina una speciale biomembrana, particolarmente ricca di lipidi, è il nome che le è stato dato che, come cosiddetta guaina mielinica o guaina mielinica, racchiude gli assoni delle cellule nervose del sistema nervoso periferico e del sistema nervoso centrale e isola elettricamente le fibre nervose contenute.

A causa delle interruzioni regolari delle guaine mieliniche (anelli del cavo di Ranvier), la conduzione dello stimolo elettrico avviene bruscamente da un cavo all'altro, il che porta a una velocità di conduzione maggiore rispetto alla conduzione continua dello stimolo.

Cos'è la mielina?

La mielina è una speciale biomembrana che avvolge gli assoni del sistema nervoso periferico (PNS) e del sistema nervoso centrale (SNC) e li isola elettricamente dagli altri nervi. La mielina nel PNS è formata dalle cellule di Schwann, per cui la membrana mielinica di una cellula di Schwann "avvolge" solo una sezione di uno stesso assone in molti o molti strati.

Nel SNC, le membrane mieliniche sono formate da oligodendrociti altamente ramificati. A causa della loro speciale anatomia con molte braccia ramificate, gli oligodendrociti possono rendere disponibile la loro membrana mielinica fino a 50 assoni contemporaneamente. Le guaine mieliniche degli assoni sono interrotte ogni 0,2-1,5 mm dagli anelli del cavo di Ranvier, il che porta a una forma improvvisa (saltatoria) di trasmissione di stimoli elettrici, che è più veloce della forma continua di trasmissione.

La mielina protegge le fibre nervose che scorrono all'interno dai segnali elettrici di altri nervi e richiede la più bassa perdita di trasmissione possibile anche su distanze relativamente lunghe. Gli assoni del PNS possono raggiungere una lunghezza di oltre 1 metro.

Anatomia e struttura

L'elevata percentuale di lipidi nella mielina ha una struttura complessa ed è costituita principalmente da colesteroli, cerebrosidi, fosfolipidi come la lecitina e altri lipidi. Le proteine ​​che contiene, come la proteina di base della mielina (MBP) e la glicoproteina associata alla mielina e alcune altre proteine, hanno un'influenza decisiva sulla struttura e sulla forza della mielina.

La composizione e la struttura della mielina sono diverse nel SNC e nel PNS. La glicoproteina oligodendrocita della mielina (MOG) svolge un ruolo importante nella mielinizzazione degli assoni del SNC. La proteina speciale non si trova nelle cellule di Schwann, che formano la membrana mielinica degli assoni del PNS. La proteina-22 della mielina periferica è probabilmente responsabile della struttura più solida della mielina delle cellule di Schwann rispetto alla struttura della mielina degli oligodendrociti.

Oltre alle regolari interruzioni delle guaine mieliniche da parte degli anelli di legatura Ranvier, ci sono le cosiddette tacche di Schmidt-Lantermann, chiamate anche incisioni di mielina, nelle guaine di mielina. Si tratta di resti citoplasmatici di cellule di Schwann o oligodendrociti, che scorrono come strisce strette attraverso tutti gli strati di mielina per garantire il necessario scambio di sostanze tra le cellule.

Assumono la funzione di giunzioni gap, che consentono e consentono lo scambio di sostanze tra il citoplasma di due cellule vicine.

Funzione e compiti

Una delle funzioni più importanti della mielina o della membrana mielinica è l'isolamento elettrico degli assoni e delle fibre nervose che corrono all'interno dell'assone e la rapida trasmissione dei segnali elettrici. Da un lato, l'isolamento elettrico protegge dai segnali provenienti da altri nervi non mielinizzati e fa sì che gli stimoli nervosi vengano trasmessi il più rapidamente e con la minima perdita possibile.

La velocità di trasmissione e le "perdite di linea" sono particolarmente importanti per gli assoni nel PNS a causa della loro lunghezza, a volte superiore a un metro. L'isolamento elettrico degli assoni e anche delle singole fibre nervose ha consentito una sorta di miniaturizzazione del sistema nervoso nel corso dell'evoluzione. È stato solo con l'invenzione della mielinizzazione attraverso l'evoluzione che sono stati possibili cervelli potenti con un numero enorme di neuroni e un numero ancora maggiore di connessioni sinaptiche. Circa il 50% della massa cerebrale è costituita da materia bianca, cioè assoni mielinizzati.

Senza la mielinizzazione, prestazioni cerebrali complesse anche lontanamente simili sarebbero completamente impossibili in uno spazio così piccolo. Il nervo ottico emergente dalla retina, che contiene circa 2 milioni di fibre nervose mieliniche, serve a chiarirne le proporzioni. Senza la protezione della mielina, il nervo ottico dovrebbe avere un diametro superiore a un metro a parità di prestazioni. Contemporaneamente alla mielinizzazione, è emersa in evoluzione la conduzione dello stimolo saltatorio, che ha un chiaro vantaggio di velocità rispetto alla conduzione di eccitazione continua.

In termini semplificati, si può immaginare che i canali ionici vengano aperti e chiusi tramite una depolarizzazione per trasferire il potenziale d'azione alla sezione successiva (internodo). Qui il potenziale d'azione viene ricostruito con la stessa forza, trasmesso e alla fine della sezione la pompa ionica viene nuovamente attivata tramite la depolarizzazione e il potenziale viene trasferito alla sezione successiva.

Malattie

Una delle malattie più note che è direttamente correlata a una graduale rottura della membrana mielinica degli assoni è la sclerosi multipla (SM). Nel corso della malattia, la mielina negli assoni viene scomposta dal proprio sistema immunitario, in modo che la SM possa essere classificata nella categoria delle malattie autoimmuni neurodegenerative.

A differenza della sindrome di Guillain-Barré, nel corso della quale il sistema immunitario attacca direttamente le cellule nervose nonostante la protezione dalla membrana mielinica, ma il cui danno neuronale è parzialmente rigenerato dall'organismo, la mielina che è stata degenerata dalla SM non può essere sostituita. Le cause esatte dell'insorgenza della SM non sono (ancora) state adeguatamente studiate, tuttavia la SM si verifica più spesso nelle famiglie, in modo che si possa ipotizzare almeno una certa predisposizione genetica.

Le malattie che causano la degradazione della mielina nel SNC e si basano su difetti genetici ereditari sono chiamate leucodistrofie o adrenoleucodistrofia, se il difetto genetico si trova su un locus sul cromosoma X.

Una malattia da carenza di vitamina B12, l'anemia perniciosa, nota anche come malattia di Biermer, porta anche a una rottura delle guaine mieliniche e innesca i sintomi corrispondenti. La letteratura specialistica discute la misura in cui lo sviluppo di malattie mentali come la schizofrenia può essere causalmente correlato a disturbi funzionali della membrana mielinica.