La sostanza bianca e la sostanza grigia

Il sistema nervoso centrale è costituito da due componenti fondamentali: la sostanza grigia che si trova, in generale, esternamente formando la cosiddetta “corteccia cerebrale” e la sostanza bianca che si sviluppa internamente. Nel midollo spinale, al contrario, la sostanza grigia si sviluppa centralmente presentando la caratteristica forma ad “H” maiuscola mentre la sostanza bianca è periferica ed è suddivisa in tre cordoni.

Per poter comprendere meglio l’anatomia e le funzioni della sostanza bianca e della sostanza grigia nell’encefalo e nel midollo spinale occorre però fare una breve premessa.

Le unità cellulari del sistema nervoso: i neuroni

I neuroni (Fig. 1) sono le cellule costituenti i tessuti (ovvero la sostanza bianca e sostanza grigia) del sistema nervoso e sono costituiti anatomicamente da un corpo centrale, il soma, in corrispondenza del quale si trova il pirenoforo contenente il nucleo e gli altri organelli; un assone che trasmette i segnali ad altri neuroni e dai dendriti che hanno, invece, il ruolo di ricezione delle informazioni dai neuroni afferenti.

Immagine anatomica di un neurone che risulta costituito da dendriti, un corpo cellulare e un assone. — Figura 1 – Immagine illustrativa della struttura di un neurone. La cellula si presenta con un corpo cellulare, un assone e i dendriti, i quali, possono essere in numero variabile connettendosi ai bottoni terminali di numerosi altri neuroni. L’assone veicola gli impulsi elettrici alla sua estremità in corrispondenza dei bottoni sinaptici, i quali prendendo poi contatto con le altre cellule. In questo contesto, la mielina, svolge un ruolo fondamentale poiché velocizza la trasmissione degli impulsi nervosi da un neurone all’altro. [Fonte: Elementi di neurofisiologia: materia bianca e materia grigia – Vivavoce (vivavoceinstitute.com)].

Dal punto di vista funzionale, i neuroni si possono raggruppare in tre categorie:

Neuroni afferenti o sensoriali: specializzati nel ricevere diversi tipi di stimoli;
Neuroni efferenti o motoneuroni: trasmettono l’impulso effettore ad elementi contrattili, ghiandolari, ecc.;
Neuroni di associazione o interneuroni: trasmettono l’impulso nervoso da un neurone all’altro.

La sostanza bianca

La sostanza bianca è la componente tissutale del sistema nervoso centrale ed è costituita da diversi elementi:

gli assoni mielinici;
le cellule della glia;
i vasi capillari.

Gli assoni mielinici

Sono presenti in grandi quantità e sono organizzati a formare fasci nervosi mielinici. Oltre ai fasci di associazione, implicati nel collegamento delle varie porzioni dell’encefalo, sono presenti anche i fasci ascendenti e discendenti. I primi, svolgono il ruolo di trasporto delle informazioni sensitive. Rappresentano la continuazione dei fasci ascendenti del midollo spinale destinati a terminare in corrispondenza della corteccia cerebrale. I fasci discendenti, invece, trasportano le informazioni motorie e rappresentano l’origine di una parte dei fasci discendenti del midollo spinale destinati alla periferia o al collegamento con la sostanza grigia del midollo spinale (Fig. 2-3).

Le cellule della glia

Le cellule della glia comprendono cellule di tipologia e funzioni differenti:

Gli oligodendrociti: sono le cellule produttrici di mielina: costituita da una spirale di membrane ricche di proteine e lipidi. È fondamentale per il rivestimento degli assoni mielinici e per la trasmissione nervosa;
Le cellule ependimali: sono cellule epiteliali che rivestono le cavità del cervello ed il canale centrale del midollo spinale. Sono formate da uno strato di cellule cuboidali, spesso ciliate, in contatto con il liquido cerebrospinale;
Le cellule della microglia: sono cellule immunitarie (i fagociti);
Gli astrociti: sono cellule di forma stellata in grado di trasportare i fluidi e di fornire supporto strutturale.

La distribuzione della sostanza bianca nell’encefalo

La sostanza bianca di ciascun emisfero cerebrale costituisce il centro semiovale che è determinato internamente da un gruppo di nuclei (nuclei della base) e dai ventricoli laterali e perifericamente dalla corteccia. Il centro semiovale è composto da fibre nervose mieliniche di proiezione che provengono dalla corteccia o dal talamo dirigendosi verso le stazioni della sostanza grigia sottocorticale. Inoltre, è costituito anche da fibre associative che collegano aree corticali dello stesso emisfero e, infine, da fibre commessurali che collegano aree corticali dei due emisferi.

Nella zona interna di ciascun emisfero cerebrale, sono presenti i nuclei o gangli della base: un insieme di formazioni di sostanza grigia che intervengono nel controllo del movimento. I nuclei della base sono di grande importanza per le normali funzioni e comportamenti cerebrali. La loro disfunzione, infatti, si traduce in una vasta gamma di patologie neurologiche come i disturbi del controllo del comportamento (ad esempio, la sindrome di Tourette ed il disturbo ossessivo-compulsivo) e del movimento (come il morbo di Parkinson e la malattia di Huntington).

La distribuzione nel midollo spinale

Nel midollo spinale, la sostanza bianca si trova all’esterno della sostanza grigia a contatto con le meningi ed è divisa in tre cordoni (anteriori, laterali e posteriori) dai solchi presenti sulla superficie del midollo stesso. Ciascun fascio nervoso è, poi, a sua volta costituito da assoni mielinici che hanno in comune i nuclei di origine e di terminazione e possono essere discendenti: implicati nel trasporto di stimoli motori dall’encefalo alla periferia e ascendenti i quali trasportano gli stimoli sensitivi dalla periferia all’encefalo.

I fasci nervosi a decorso trasversale (fibre commessurali) passano da una metà all’altra del midollo spinale e vanno a costituire le fibre radicolari, le quali, entrano a far parte delle radici anteriori e posteriori del nervo spinale.

Immagine illustrativa del decorso delle vie ascendenti o sensitive in tutto il sistema nervoso centrale. — Figura 2 – Immagine illustrativa delle vie ascendenti o sensitive che attraversano la sostanza bianca e grigia dell’encefalo, del tronco encefalico e del midollo spinale. Le vie ascendenti trasportano informazioni sensitive ai centri di controllo superiori e all’encefalo. In particolare, le informazioni viaggiano dal recettore, attraverso i neuroni di primo ordine, fino alle aree sensitive della corteccia attraverso i neuroni di secondo e di terzo ordine. [Fonte: vie-sensoriali-ascendenti-l.jpg (1024×768) (slideserve.com)].

Immagine illustrativa delle vie discendenti o motorie che attraversano la sostanza bianca e grigia nel sistema nervoso centrale — Figura 3 – Immagine illustrativa delle vie discendenti o motorie che attraversano la sostanza bianca e grigia dell’encefalo, del tronco encefalico e del midollo spinale. Le vie discendenti portano informazioni motorie dall’encefalo verso il tronco encefalico ed il midollo spinale. In particolare, attraverso il motoneurone primario, le informazioni vengono trasferite dall’encefalo o dal tronco encefalico verso il midollo spinale dove il motoneurone secondario trasferirà le informazioni fino ai muscoli. [Fonte: vie-motorie-discendenti-l.jpg (1024×768) (slideserve.com)].

La sostanza grigia

È chiamata così per convenzione e per poter differenziare questa parte di tessuto dalla controparte bianca. Quest’ultima è, infatti, costituita da fibre mieliniche le quali forniscono una colorazione tipicamente biancastra. La sostanza grigia, diversamente dalla sostanza bianca, presenta un’alta concentrazione di corpi di neuroni ma anche molti altri elementi come i neuropili: ovvero parti di tessuto nervoso comprese tra i corpi cellulari dei neuroni della sostanza grigia. Questi, sono composti da fibre nervose amieliniche, dendriti e cellule della glia. In aggiunta, sono presenti anche altri elementi come: cellule della glia (oligodendrociti e astrociti) e vasi capillari.

La distribuzione della sostanza grigia nell’encefalo

La sostanza grigia nell’encefalo è presente in corrispondenza della corteccia cerebrale e cerebellare dove forma un “manto” costituito da neuroni e sinapsi e controlla le capacità cognitive quali l’apprendimento, la memoria, il linguaggio, il pensiero, l’attenzione. Inoltre, è presente nella porzione sottocorticale del cervello e del cervelletto dove si organizza in piccoli ammassi (i nuclei della base). Infine, la sostanza grigia è presente anche in corrispondenza del diencefalo e del tronco encefalico dove si organizza sempre in nuclei.

A seconda della zona in cui si trova, la sostanza grigia svolge differenti funzioni. In generale, nell’encefalo controlla le capacità cognitive (apprendimento, memoria, linguaggio, pensiero, attenzione ecc.). Più precisamente, nel diencefalo è coinvolta nella regolazione dell’attività dell’ipofisi, dell’apprendimento, della memoria e della regolazione del ritmo circadiano. Nel cervelletto, è implicata nella regolazione delle funzioni motorie (coordinazione dei muscoli, equilibrio e postura) mentre nel tronco encefalico regola il ritmo cardiaco, la pressione arteriosa, la respirazione e il tono muscolare.

La distribuzione nel midollo spinale

Nel midollo spinale la sostanza grigia si colloca, come già accennato, entro i limiti di un’area morfologicamente simile ad una “H”. In particolare, presenta neuroni (cellule del primo tipo di golgi) caratterizzati da un lungo assone mielinizzato che fuoriesce dalla sostanza grigia e neuroni (cellule del secondo tipo di golgi) con assone breve amielinico che rimane all’interno della sostanza grigia stessa.

Le cellule del primo tipo sono a loro volta suddivise in:

Cellule radicolari: presenti nel corno anteriore e sono somato-motorie e viscero-motorie. Nel primo caso, il neurite è destinato all’innervazione della muscolatura striata scheletrica mentre, nel secondo caso, il neurite è destinato ad innervare la muscolatura liscia dei visceri e delle ghiandole;
Cellule funicolari: sono localizzate nelle corna posteriori ed emettono assoni mielinizzanti che passano nella sostanza bianca dividendosi in un ramo ascendente ed uno discendente i quali, poi, rientrano nella sostanza grigia del midollo spinale o del tronco encefalico collegando longitudinalmente diverse parti dell’asse nervoso. Tali cellule, ricevono sensori dai neuroni periferici (recettori sensitivi) per la sensibilità somatica (neuroni somatosensitivi) e per la sensibilità viscerale (neuroni viscerosensitivi)(Fig. 4).