Ossa del cranio, meningi, liquido cerebrospinale, barriera emato-encefalica

Ossa del cranio, meningi, liquido cerebrospinale, barriera emato-encefalica, ovvero la protezione il sostegno del sistema nervoso centrale. Appunti universitari adeguati al programma di anatomia di scienze e tecnologie farmaceutiche.

Introduzione alle strutture di protezione del sistema nervoso centrale

Esistono strutture che provvedono alla protezione del sistema nervoso centrale. Il sistema nervoso centrale  va protetto sia da urti che possono avvenire nella vita di un individuo sia da sostanze con cui entriamo in contatto, accumulazione di sostanze chimiche, sostanze tossiche.

Inoltre, esistono strutture che donano nutrimento al cervello e strutture che lo sostengono e lo mettono in contatto con le altre porzioni dell’organismo umano.

1. 1. Ossa del cranio (neurocranio e splancnocranio) e la spina dorsale, forniscono protezione meccanica. La scatola cranica è uno dei sistemi di protezione del sistema nervoso centrale. Per tale sezione fai riferimento all’apparato scheletrico.
   2. Meningi: si dividono in meningi encefaliche e meningi spinali, ma hanno la stessa funzione
   3. Liquido cerebrospinale: è un mezzo di protezione del sistema nervoso centrale
   4. Berriera emato-encefalica: si tratta della barriera che separa il sistema nervoso centrale dalle altre porzioni dell’organismo umano.

Meningi anatomia e funzioni

Abbiamo 3 meningi, sono un ulteriore sistema di protezione del sistema nervoso centrale. Le meningi sono membrane costituite da tessuto connettivo che rivestono e circondano, in più strati, l’encefalo e il midollo spinale.

Le meningi proteggono il sistema nervoso centrale da traumi e da sostanze tossiche, ma hanno anche un ruolo trofico: ovvero consegnano le sostanze di nutrimento all’encefalo, in particolar modo al cervello.

Abbiamo visto che le meningi sono tre membrane che circondano il sistema nervoso centrale. Partendo dalla base delle ossa della scatola cranica incontriamo le seguenti meningi:

• Dura madre. La Dura madre è la meninge più esterna a ridosso della base delle ossa della scatola cranica. Le ossa sono al di sopra della meninge dura madre. E’ la meninge con un maggiore spessore della membrana connettivale.
  La meninge dura madre è costituita da due foglietti/strati fibrosi:
  -il foglietto endostiale o strato endostiale, è il più esterno e confina con le ossa del cranio
  -il foglietto meningeo o strato meningeo è lo strato più interno ed è posto sotto un sottile strato di tessuto adiposo
• Aracnoide. E’ la seconda meninge che si trova sotto lo strato meningeo della dura madre. L’Aracnoide è costituita da tessuto connettivo di tipo lasso. Il tessuto connettivo di tipo lasso non è vascolarizzato direttamente, ma possiede delle estroflessione denominati villi aracnoidei. I villi aracnoidei sono strutture che monitorano e drenano il liquido cerebrospinale (LCS). I villi sono in grado di percepire le modificazioni del liquido cerebrospinale e ne controllano la composizione e la pressione Se il liquido aumenta, i villi aracnoidei drenano il LCS verso l’esterno, verso i seni durali. I seni durali sono spazi dove si accumula il liquido cerebrospinale. I seni durali sono in contatto con la vena giugulare interna. Questo contatto permette uno scambio tra LCS e plasma.
• Pia madre E’ la meninge più interna, si trova al di sotto dell’aracnoide. Come visto per la meninge Aracnoide, anche la Pia madre è costituita di tessuto connettivo di tipo lasso.
  La caratteristica della Pia madre è quella di avvolgere la superficie dell’encefalo con la stessa sottigliezza che potrebbe fare un guanto. Lo strato di membrana della Pia madre è perfettamente adesa a tutte le circonvoluzioni cerebrali della corteccia c.
  La Pia madre aderisce perfettamente alla corteccia sottostante, tale adesione è garantita da cellule gliali, precisamente dagli astrociti.

Tra le meningi vi sono due piccoli spazi.
Vi è uno spazio che divide la meninge Aracnoide dalla meninge Pia madre denominato spazio subaracnoideo, in questo spazio arrivano i capillari sanguigni.

Lo spazio subdurale, invece, si ha tra la dura madre e le aracnoidi. Nello spazio subdurale si estroflettono i villi aracnoidei.

Negli spazi circola il liquido cerebrospinale.

In caso di meningite si ha un’infiltrazione di virus o batteri a livello delle meningi encefaliche, virus e batteri hanno attaccato le meningi tramite il LCS.

Il liquido cerebrospinale, il terzo sistema di protezione

Il liquido cerebrospinale (LCS o liquor) viene prodotto a livello dei ventricoli encefalici (formano l’acquedotto cerebrale) in zone specifiche definite plessi corioidei. I plessi corioidei sono presenti nei ventricoli encefalici, a livello della Pia madre, e sono costituiti da cellule ependimali.

Quando il liquor è stato prodotto circola negli spazi tra pia madre e aracnoide e dura madre e aracnoide, circola a livello dello spazio subdurale subaracnoideo. I villi aracnoidei (estroflessioni  della meninge aracnoide) controlleranno pressione e composizione del liquor. In caso di produzione eccessiva, il liquor viene drenato verso la vena giugulare.

Il liquido cerebrospinale svolge 3 importanti funzioni:

1. Protezione, il liquor protegge il sistema nervoso centrale. E’ come una sorta di cuscino ammortizzatore. Il liquor è anche in grado di impedire il contatto tra le strutture nervose e le ossa circostanti.
2. Sostegno nutritivo. Permette la diffusione di sostanze nutritive al tessuto nervoso. Il LCS contiene sali (ioni sodio, magnesio, potassio), glucosio (prima fonte energetica del sistema nervoso centrale) e piccole quantità di linfociti e di proteine.
3. Rimozione dei cataboliti, ovvero sostanze di scarto. Se tali cataboliti non fossero rimossi sarebbero sostanze tossiche per il sistema nervoso. Le sostanze tossiche devono uscire dai neuroni, passano dal liquido cerebro spinale e tramite esso giungono nel sangue.

Barriera emato-encefalica un ulteriore protezione del sistema nervoso centrale

La barriera emato-encefalica è un ulteriore sistema di protezione del sistema nervoso centrale. La barriera emato-encefalica è molto studiata in caso di produzione di farmaci e sostanze bioattive, è una barriera che isola il sistema nervoso dal sistema circolatorio sistemico. Questo isolamento fa si che non tutte le sostanze in circolo a livello dei vasi sanguigni possano passare a livello del sistema nervoso. Questo perchè non tutte le sostanze che circolano a livello del sangue sono funzionali per il sistema nervoso centrale, anzi alcune lo danneggerebbero pertanto il loro accesso al SNC deve essere vietato.

La barriera emato-encefalica è costituita da strutture che circondano le cellule endoteliali (ovvero le cellule che formano l’epitelio) dei capillari presenti a livello del sistema nervoso centrale. Funzionalmente sono impermeabili a sostanze che non possono passare all’interno del sistema nervoso, anatomicamente e funzionalmente sono l’opposto dei capillari fenestrati visti nell’apparato cardiocircolatorio.

La barriera emato-encefalica è costituita da:

• giunzioni serrate, ovvero giunzioni strette tra cellule endoteliali adiacenti. L’endotelio è un tipo di endotelio continuo, e tra una cellula e l’altra sono presenti le giunzioni serrate. Le giunzioni serrate bloccano il passaggio di sostanze che sfruttano la via intercellulare.
• membrana basale, avvolge le cellule endoteliali
• astrociti, le cellule che fanno parte del sistema nervoso che sono cellule gliali. Il loro corpo cellulare è molto grande ed emettono numerose estroflessioni che partono dal corpo cellulare e avvolgono i capillari endoteliali. Tali estroflessioni si chiamano pedicelli. Sopra la membrana basale ritroviamo i pedicelli degli astrociti, che agiscono come un ulteriore barriera fisica di protezione ai capillari.
  Gli astrociti sono anche i responsabili della produzione di quelle sostanze che permetteranno la costituzione di giunzioni serrate tra una cellula e l’altra.

Alcune molecole, in particolare molecole liposolubili riescono a oltrepassare la barriera emato-encefalica. Per tale motivo i farmaci studiati per agire sul sistema nervoso centrale devono avere un’alta liposolubilità.

Possono passare anche molecole idrosolubili di piccole dimensioni, grazie al trasporto attivo o passivo. Inoltre passano il glucosio e la glicina, in questo caso il trasporto è selettivo e direzionale (viene decisa la direzione per ogni molecola, ad esempio il glucosio passa dal plasma al LCS). La glicina compie la direzione opposta: dal sistema nervoso centrale passa al liquor per poi giungere nel plasma a livello dei capillari.