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M. Marchetti - P. PillastriniNEUROFISIOLOGIA DEL MOVIMENTOAnatomia •
Biomeccanica Chinesiologia • ClinicaPICCINPresentazione del Prof.
Domenico De GrandisHo accolto con immenso piacere e gratitudine l'invito
del dott. Maurizio Marchetti a presentare questa opera, "Neurofisiologia
del movimento", frutto di un notevole lavoro, com'è testimoniato dal
numero degli argomenti sviluppati, dalla ricca documentazione
bibliografica e dalla profonda e completa esposizione di ogni
capitolo.Questa mia disponibilità è dovuta non solamente all'amicizia che
mi lega all'autore ed alla stima che nutro per lui sul piano umano e
professionale, ma soprattutto alla immensa considerazione sviluppata
seguendo tappa per tappa il lavoro che ha portato a questa
"impresa".Questo impegno diventa ancora più rilevante e degno di essere
sottolineato se si prende atto che tutto il lavoro è stato eseguito in
maniera del tutto autonoma, al di fuori di qualsiasi istituzione
culturale o scientifica ed in assenza di obiettivi accademici od obblighi
istituzionali.Volano dell'opera è stato quindi esclusivamente un profondo
interesse culturale verso la fisiologia del movimento, la patologia ed i
possibili approcci terapeutici basati ovviamente su presupposti teorici
seri e dotati di razionalità, anche se ancora non completamente acquisiti
od ipotetici.In altre parole, un vivo interesse per l'attività medica che
l'autore è chiamato quotidianamente a svolgere.In questa cornice tutto
l'elaborato acquista una sua peculiare originalità negli argomenti
trattati ed una sua completezza, per cui non va a sovrapporsi ai numerosi
e validi testi di fisiologia del sistema nervoso o di chinesiologia
attualmente circolanti.L'obiettivo del volume è stato quello di fornire
agli allievi (in particolare ai terapisti della riabilitazione) uno
strumento didattico per una neurofisiologia del movimento meno astratta
possibile e tale da essere continuamente utile e presente durante i
trattamenti dei pazienti nella valutazione del recupero e dell'efficacia
del trattamento.Per ottenere questo, i concetti e le nozioni di
fisiologia sono integrate da numerose altre informazioni anatomiche,
biochimiche, semeiologiche, patologiche ed in particolare biomeccaniche,
grazie al preciso e puntuale lavoro del co-autore Pillastrini, e questo
costituisce la caratteristica più peculiare dell'opera.Tale impostazione
da un lato rende il trattato più piacevole e certi concetti funzionali
meno astratti, dall'altro valorizza la neurofisiologia, che viene posta
al centro in posizione rilevante con una serie di diramazioni a stella
verso alcune discipline complementari come la chinesiologia, la
neurofisiopatologia, la biomeccanica.Alcuni argomenti tradizionalmente
visti in maniera diversa tra clinico e fisiologo, come il tono muscolare
o le parestesie dolorose, risultano meno teorici e più facilmente
"digeribili" ed applicabili.Questo senza togliere una completezza
rilevante dei singoli argomenti trattati, in una stringatezza piana e
lineare.L'organizzazione inoltre dei capitoli in diversi livelli rende
infatti la maggior parte dell'opera utile anche ai medici che desiderano
rivedere alcuni elementi fisiopatologici, con la concretezza e praticità
richiesta da chi è quotidianamente a contatto con i problemi clinici. La
parte biomeccanica e chinesiologica, elaborata da Pillastrini, è
estremamente dettagliata, utilissima per chi necessita a livello clinico
di un preciso riferimento sull'anatomia topografica e sull'azione,
principale sinergica e differenziata, di ogni muscolo, compresi i
relativi punti di inserzione e le innervazioni.Credo nel successo di
quest'opera e spero che l'impegno dell'amico Marchetti non termini qui,
ma questo sia solo la prima tappa di un lungo viaggio culturale e
professionale.Domenico De GrandisPresentazione del Dott. Mauro AliantiNon
v'è dubbio che per tutti coloro che si interessano del movimento umano,
la Neurofisiologia e la Chinesiologia rappresentino aree fondamentali di
conoscenza e di riflessione. D'altronde, qualunque sia l'intendimento di
questo interesse, non possiamo non concordare con Silvano Boccardi quando
ci ricorda che: "...in ogni caso ci sono sinapsi da recuperare e leve da
far muovere..."; raccomandazione quanto mai attuale di fronte al
moltiplicarsi delle proposte tecnologiche in Riabilitazione ed al più
variegato panorama dei presupposti teorici. È con grandissimo piacere,
quindi, che accolgo l'invito di presentare l'opera che gli amici e
colleghi Maurizio Marchetti e Paolo Pillastrini hanno portato a termine
con tanto impegno e passione. Entrambi lavorano ormai da molti anni
all'interno del Servizio di Medicina Fisica e Riabilitazione
dell'Ospedale Policlinico S. Orsola-Malpighi di Bologna, l'uno come
apprezzato consulente neurofisiologo e l'altro come Terapista della
Riabilitazione. Ritengo altresì importante sottolineare che essi
condividono, da tempo, anche un rilevante impegno didattico e formativo
nella Scuola per Terapisti che trova sede nel medesimo Servizio: sono
convinto che da questo particolare aspetto, non disgiunto dalla loro non
trascurabile esperienza professionale, sia nata l'idea di coniugare e
dare spessore a quanto di più aggiornato e approfondito ci viene dalle
conoscenze di neurofisiologia, chinesiologia e biomeccanica. Non temo
smentite affermando che il tentativo è molto ben riuscito, in un'opera
che troverà sicuramente una vasta eco in tutti coloro che, dell'attività
motoria dell'uomo, fanno oggetto del proprio lavoro: come elemento di
scienza di base, come interpretazione del segno clinico, come fonte di
metodologie terapeutiche di precipuo interesse riabilitativo. Il volume
si presenta ponderoso e ricco di giuste ambizioni e costituisce una
lettura invitante per i temi trattati, per la competenza e la chiarezza
con cui vengono esposti, per la ricca e brillante iconografia, quanto mai
accurata ed appropriata. In buona sostanza può essere suddiviso in due
parti: la prima che definirei "generale" di chinesiologia e
neurofisiologia, la seconda invece, dedicata alle grandi sindromi della
patologia neurologica che vengono affrontate secondo un impegno ed una
visione di largo respiro. La dimensione stessa dell'opera lascia
chiaramente intendere quale sia stato l'impegno e lo sforzo di coniugare
i reciproci interessi e conoscenze da parte dei due autori. Credo che
siano oggi ampiamente ripagati nel momento in cui il frutto del loro
impegno e della loro cultura vede la luce, ma ancor più, mi auguro, lo
saranno in futuro, nel constatare l'interesse ed il plauso che
susciteranno in tanti colleghi. Pur non presentandosi esplicitamente come
un trattato di neuroriabilitazione è in quest'ambito, ma non solo, che
troverà molti dei suoi estimatori. Certamente non è frutto del caso se è
nato all'interno dell'ambiente riabilitativo, ove gli aspetti legati
all'osservazione, alla valutazione e all'interpretazione dei fenomeni
neurologici nel normale e nel patologico sono un momento fondamentale per
predisporre progetti di recupero e strategie di intervento. Si tratta, in
realtà, di un approccio ben noto ad ogni serio riabilitatore:
l'originalità di questo lavoro sta nel tentativo, ben riuscito, di dare
luogo ad un "corpo dottrinale" unico in cui i portati del neurofisiologo
e del chinesiologo si confrontano e si compenetrano, completandosi
vicendevolmente. Un bel lavoro "a quattro mani" dunque, ricco di spunti
speculativi ma nel contempo molto pragmatico, cui non posso che augurare,
ancora una volta, di incontrare favore e successo in tutti gli
appassionati e cultori della materia, che non mancheranno di apprezzarne
la chiarezza dell'impronta didattica e la dovizia delle ricadute pratiche
e terapeutiche.Mauro AliantiRINGRAZIAMENTIAl termine di questa lunga ed
estenuante fatica, non possiamo non ricordare chi ha contribuito a far sì
che il lavoro potesse nascere, e per questo rivolgiamo sentiti
ringraziamenti:Al Prof.Pietro Faglioni, direttore della Clinica
Neurologica dell'Università di Modena, che per primo mi fece nascere il
sospetto che la neurologia avesse una logica.Al Prof. Robin G. Willison,
già direttore del Neurophysiology Dept. of the National Hospital for
Nervous Diseases, Queens Square, Londra, che su questo sospetto lavorò
molto, e molto ebbe a lavorare, affinché apprendessi una professione e
non un'arte divinatoria.Al Prof. Carlo Menarini, già primario del
Servizio Riabilitazione del Policlinico S.Orsola di Bologna, che mi
insegnò come a volte, nei labirinti della clinica medica, sia necessario
osare ed anche navigare a vista, alla ricerca di risultati che non
possono essere codificati in nessuna pregressa esperienza.Al Dott.
Stefano Tibaldi, primario del Servizio di Riabilitazione dell'Ospedale di
Faenza, al Dott. Mauro Alianti, primario del Servizo Riabilitazione del
Policlinico S. Orsola di Bologna, al Dott. Giorgio Sanguinetti, aiuto del
Servizio di Riabilitazione dell'Ospedale Maggiore di Bologna, amici e
profondi conoscitori della neuroriabilitazione e della biomeccanica; il
confronto con loro è stato essenziale per l'ottica riabilitativa con cui
è sviluppata la neurofisiologia in questo testo.Al Dott. Nick M. Murray,
direttore del Neurophysiology Dept. of National Hospital for Neurology
and Neurosurgery Queens Square, Londra, caro amico, per la grande
disponibilità con cui ha sempre seguito il mio lavoro, permettendomi il
costante accesso alla istituzione della quale fa parte.All'amico Dott.
Domenico De Grandis, primario della divisione di Neurologia
dell'Arcispedale S.Anna, Ferrara, per i consigli e le idee che hanno
decisamente migliorato l'organizzazione del testo e per il suo continuo
impegno per la crescita degli studi e del dibattito nell'ambito della
Neurologia italiana.Al Dott. Brian L. Day ed al Dott. John C. Rothwell
del British medical Council dell'Università di Londra, per le discussioni
ed i consigli datimi a più riprese durante la elaborazione del libro.Al
Dott. Jacopo Bonavita, specializzando, che con pazienza e fatica ha
collaborato, alleggerendomi numerosi impegni e ponendo alcuni mattoni
essenziali alla costruzione del testo.Alla Prof.ssa Maria Luigia Segnana
(mia moglie) senza la quale questo testo non sarebbe mai stato possibile,
sia per il sostanziale dibattito logico e metodologico sull'argomento
sistema nervoso/intelligenza, sia per l'importante contributo
organizzativo nella stesura del libro.Agli studenti della Scuola per
Terapisti della Riabilitazione dell'Ospedale S. Orsola di Bologna, che
negli oltre 15 anni della mia docenza hanno pazientemente sopportato le
oltre 100 ore annue del corso di Neurofisiologia del movimento,
stimolando la mia curiosità verso la materia ed affinando le mie capacità
didattiche poi tradotte, spero, in questo libro. Li ringrazio inoltre per
aver accompagnato, con la loro costante allegria, il lento dissolversi
della mia giovinezza.Maurizio MarchettiAi pazienti che ho incontrato
nella mia esperienza professionale, per tutti gli insegnamenti che ho
ricevuto osservandoli, comunicando con loro e cercando di guidarli nel
processo di recupero del movimento e dell'autonomia;Al Prof. Carlo
Menarini, che per primo mi ha insegnato le basi della Riabilitazione e
che con la sua umanità mi ha trasmesso il concetto fondamentale di
"centralità del malato";Al Dott. Mauro Alianti, amico e collega con cui
in tante occasioni abbiamo avuto modo di discutere ed approfondire (a
volte anche animatamente) tanti argomenti, tra cui che cos'è un fisiatra
e cos'è un fisioterapista;Alle colleghe con cui ho condiviso l'esperienza
didattica presso la scuola per Terapisti della Riabilitazione di Bologna,
per i consigli e (perchè no?) i rimproveri con cui mi hanno stimolato;A
tutti i colleghi Fisioterapisti che (e sono stati tanti) hanno avuto la
pazienza di ascoltare le mie "chiacchiere" (a volte strampalate) sulle
leve ed i vettori, probabilmente chiedendosi se poi tutto ciò potesse
avere un senso;All'amico Roberto Balboni, Fisico dell'Università degli
studi di Bologna, per i preziosissimi consigli di Biomeccanica,
Meccanica, Cinematica, Statica e Dinamica, senza di cui credo che non
sarei potuto andare molto avanti;Alla collega e amica Giorgia Brunetti,
per essersi resa disponibile come soggetto preso a modello nelle immagini
del volume;Alla mia famiglia, che mi ha permesso di dedicare tanto tempo
a questo lavoro e che ne ha sopportato le conseguenze conservando sempre
quel clima di serenità necessario per condurre in porto un progetto tanto
ambizioso.Paolo PilastriniUn ringraziamento infine per le disegnatrici, i
redattori, le segretarie e lo stesso Dott. Piccin, in quanto abbiamo
compreso, in questi quasi tre anni di collaborazione, quanto complessa e
laboriosa sia la stesura di un testo di quasi 1000 pagine con più di 400
illustrazioni e quanto delicato sia il loro lavoro, senza il quale non
sarebbe possibile materializzare in un libro il pensiero degli
autori.INDICE GENERALEIntroduzione
Pag. 171 - PRINCIPI DI ANATOMIA E FISIOLOGIA DELLE FIBRE MUSCOLARI
21Definizione
21Classificazione
21Anatomia microscopica 21-
La fibra muscolare come cellula 21- Le
miofibrille 22- I mio filamenti
23- Il reticolo sarcoplasmatico e
i tubuli trasversi T 24La contrazione muscolare
25- Il complesso actina-miosina
25- L'ATP, energia per la contrazione
26- Accoppiamento elettro-meccanico e azione degli ioni calcio.
26- Fenomeni elettrici nelle fibre muscolari
27Organizzazione delle fibre muscolari nella costituzione del
muscolo 27- Innervazione dei muscoli - concetto di unità motoria
28- Distribuzione e dimensioni delle unità motorie
29- Classificazione istochimica delle unità motorie
29- Correlazione tra caratteristiche istochimiche e fisiologiche
delle unità motorie 30- Finalità della differenziazione fra diverse
unità motorie 30- Differenziazione durante lo sviluppo
delle unità motorie 31- Gradazione della forza contrattile
muscolare 31Bibliografia
322 - PRINCIPI DI ANATOMIA E FISIOLOGIA DELLE CELLULE NERVOSE
33La cellula 33Analisi dello
spike 38Bibliografìa
463 - BIOMECCANICA
47Premessa 47Il muscolo
48I piani del movimento
49La posizione anatomica
51II muscolo come forza vettoriale
51Analisi vettoriale
55Scomposizione delle forze 56Il
rettangolo biomeccanico 58La leva
59Il braccio della
leva.....................................................................
..61Momento della
forza....................................................................
.62Unità di
misura...................................................................
..........63Selezione dei movimenti da
analizzare.......................................63Muscoli
poliarticolari...........................................................
.........64Selezione del verso del
vettore....................................................64Muscoli non
collegati ad un vincolo...........................................64Due
forze applicate su un
punto................................................65Bibliografia......
.........................................................................
......67Sezione IL'IMPORTANZA DELLE FUNZIONI SENSITIVE NEL CONTROLLO DEL
MOVIMENTO4 - SENSIBILITÀ E MOVIMENTO: NEUROFISIOLOGIA E NEUROFISIOLOGIA
CLINICA
71Introduzione...........................................................
........................ " 71Neurofisiologia clinica della
sensibilità...................................... " 72- Recupero
neurosensoriale dopo deafferentazione sensitiva " 72- Importanza della
sensibilità nel controllo del movimento .. " 73 Il Concetto fisiologico
di sensibilità cosciente.......................... " 79- Il
concetto..................................,..............................
............ " 79- Neurofisiologia della sensibilità: inquadramento
storico .. " 82 Anatomia e fisiologia della percezione
cutanea........................ " 84- I recettori cutanei ed il loro
ruolonella percezione sensitiva
.........................................................................
.............. " 84- Anatomia dei recettori
cutanei............................................ " 85- Meccanocettori
cutanei non collegati al follicolo pilifero .... " 85- Meccanocettori
cutanei collegati al follicolo pilifero........ " 89-
Termocettori.............................................................
............. " 89-
Nocicettori..............................................................
............... " 90- Le vie sensitive centrali ed il loro ruolo nella
percezione ... " 91- La radice mediale: considerazioni
anatomiche.................. " 91- La radice mediale, le vie della
sensibilità tattile discriminativa (vie posteriori) ed il loro ruolo
nella percezione sensitiva
cosciente................................................................
. " 92- La radice laterale, le vie della sensibilità termodolorifica ed
il loro ruolo nella percezione sensitiva
cosciente................................................................
................ " 94- Ruolo sensitivo del fascio
piramidale................................. "
98Bibliografia...........................................................
.......................... " 985 - LA SENSIBILITÀ COME GUIDA PER IL
MOVIMENTO ...............................................................
......................... " 101-
Premessa.................................................................
............... " 101- Storia della rieducazione
sensitiva...................................... " 101- Fisiologia della
sensibilità.................................................... " 103-
Considerazioni
riabilitative................................................... "
103Bibliografia..........................................................
........................... " 105Sezione IICENNI DI ANATOMIA E FISIOLOGIA
DEL SISTEMA NERVOSO PERIFERICO6 - SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
SOMATICO.......... Pag.
109Introduzione..........................................................
......................... " 109Plesso
brachiale................................................................
............. " 110Plesso lombo-sacrale e nervi
relativi........................................... " 112Struttura
microscopica del sistema nervoso periferico............. "
113Tabelle...............................................................
............................. "
114Tavole................................................................
............................. "
117Bibliografia..........................................................
........................... " 1217 - SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
VEGETATIVO .... "
122Introduzione..........................................................
......................... " 122Anatomia e
fisiologia...............................................................
..... " 123Meccanismi vegetativi di controllo della circolazione e
dellapressione
arteriosa................................................................
......... " 128Meccanismi neurovegetativi di controllo della funzione
urinaria "
129Bibliografia..........................................................
........................... " 131Sezione III MIDOLLO SPINALE E SINDROMI
MIDOLLARI8 - IL MIDOLLO SPINALE E IL MOVIMENTO: CLINICA E NEUROFISIOLOGIA
.................................................. "
135Introduzione..........................................................
......................... " 135Elettrofisiologia dell'oc
motoneurone.......................................... " 136Metodi di
stimolazione dei riflessi spinali................................. "
139Studi clinici sui
riflessi.................................................................
" 141- Aspetti clinici del riflesso
miotatico.......................................... " 141- Inibizione
reciproca la e sua modulazione da parte del controllo volontario del
movimento ................................................ " 146- Aspetti
clinici dell'inibizione reciproca Ib e del riflesso miotatico inverso.
Sua modulazione da parte del controllo volontario del
movimento................................................................
............. " 147- Interneurone inibitore di Renshaw e inibizione
presinaptica " 148- Riflesso tonico da
vibrazione..................................................... " 149-
Riflessi
cutanei..................................................................
........... " 149- Riflesso cutaneo allo stimolo
doloroso.................................. " 150- Riflesso cutaneo allo
stimolo tattile....................................... " 151I riflessi
cutanei nel paziente spinale......................................... "
152Effetti clinici collegabili alle caratteristiche biomeccaniche del
muscolo .................................................................
.......................... " 153- Rapporto lunghezza/tensione e stiffness
muscolare................ " 153- Il rapporto lunghezza/tensione e la
teoria del punto di equilibrio
.........................................................................
.................... " 155- Rapporto
forza/velocità...........................................................
... "
156Bibliografia..........................................................
........................... " 1569 - MOTONEURONI, FIBRE MUSCOLARI E
BIOMECCANICA DEL MOVIMENTO ..............................................
Pag.
159Introduzione..........................................................
......................... " 159Le unità motorie e la attività meccanica
del muscolo............. " 161- Le unità
FF.......................................................................
.......... " 162- Le unità
FR.......................................................................
.......... " 162- Le unità
S........................................................................
............ " 162- Il twich
test.....................................................................
............ " 163- Il sag
test.....................................................................
................ " 163- Il test
dell'affaticamento.......................................................
...... " 163Attività meccanica del muscolo ed affaticamento muscolare
.........................................................................
.......................... " 169- Rapporto
lunghezza/tensione..................................................... "
170- Rapporto
forza/velocità...........................................................
... " 174- Attivazione muscolare durante la
contrazione......................... "
175Bibliografia..........................................................
........................... " 17610 - NEUROFISIOLOGIA ORIZZONTALE DEL
MIDOLLO SPINALE
.........................................................................
..... "
178Introduzione..........................................................
......................... " 178Anatomia e fisiologia dei
propriocettori.................................... " 179- Recettori
muscolari................................................................
..... " 179- Anatomia e fisiologia del fuso
neuromuscolare.................... " 179- Anatomia e fisiologia
dell'organo tendineo di Golgi........... " 190- Altri recettori
muscolari.......................................................... "
192- Corpuscoli di
Pacini............................................................. "
192- Terminazioni
libere............................................................... "
193- Rapporto fra i recettori muscolari e la propriocettività cosciente
..............................................,..........................
.............. " 193- Recettori
articolari...............................................................
....... " 197- Meccanocettori
cutanei..............................................................."
197Circuiti midollari ed afferenze
propriocettive............................ " 197- A) Il circuito del
riflesso miotatico (monosinaptico eccitato-rio)
.........................................................................
.......................... " 198- La funzione passiva del
fusoneuromuscolare ed il riflesso
miotatico................................................................
................... " 198- La funzione attiva del fusoneuromuscolare ed
il fenomeno della coattivazione a-y
............................................................. " 200-
Significato clinico del riflesso
miotatico................................ " 203- B) Il circuito di
inibizione disinaptica (reciproca) delle fibre la..... " 204- Fisiologia
del
riflesso............................................................... "
204- Significato clinico dell'inibizione
reciproca........................... " 205- C) I riflessi crociati e le
afferenze di tipo II muscolari......... " 207- D) Il circuito di
inibizione disinaptica delle fibre Ib............. " 209- Fisiologia del
riflesso............................................................... "
209- Aspetti clinici legati al circuito di inibizione
Ib.................. " 211- E) Altri circuiti delle fibre di tipo
II....................................... " 213- F) L'interneurone
inibitore di Renshaw................................... " 214- G) Il
meccanismo dell'inibizione presinaptica......................... " 21511
- NEUROFISIOLOGIA VERTICALE DEL MIDOLLO SPINALE
.........................................................................
............. "
219Introduzione..........................................................
......................... " 219Fasci discendenti del midollo
spinale......................................... " 219Fasci ascendenti
del midollo spinale .......................................... Pag.
228Bibliografìa..........................................................
........................... " 23212- ANATOMIA DEL MIDOLLO
SPINALE......................... " 234Collocazione ed anatomia
topografica........................................ " 234Aspetto
macroscopico del midollo spinale................................. " 239-
Aspetto
esterno..................................................................
......... " 239- Aspetto
interno..................................................................
......... " 239Anatomia
microscopica.............................................................
.... " 241- Corna
posteriori...............................................................
........... " 241- Corna
anteriori................................................................
............ " 24413 - IL PAZIENTE MIELOLESO: CHINESIOLOGIA E
BIOMECCANICA ............................................................
.......... " 247-
Premessa.................................................................
..................... " 247-
Flaccidità...............................................................
....................... " 249-
Spasticità...............................................................
....................... " 250- Classificazione in funzione della
disabilità............................... " 257- Lesioni complete ed
incomplete............................................... " 258- Lesioni
complete.................................................................
..... " 259- Lesioni
incomplete...............................................................
.... " 263- I disturbi della
sensibilità.......................................................... "
264- La sensibilità come strumento
diagnostico.............................. " 267-
Paraosteopatie...........................................................
............... " 268- I disturbi
associati................................................................
... " 270- Piaghe da
decubito.................................................................
. " 271-
Respirazione.............................................................
................. " 272- Fase
inspiratoria.............................................................
.......... " 273- Fase
espiratoria..............................................................
.......... " 280- La respirazione nel
mieloleso.................................................... "
282Bibliografìa..........................................................
........................... " 284Sezione IV CERVELLETTO E SINDROMI
CEREBELLARI14 - IL CERVELLETTO E IL MOVIMENTO: CLINICA E NEUROFISIOLOGIA
......................................................... "
287Introduzione..........................................................
......................... " 287PARTE
PRIMA....................................................................
........ " 288Il movimento e
l'atassia...............................................................
" 288- Aspetti clinici e ruolo del cervelletto nell'origine del
movimento, dell'atassia e del
tremore..................................................... " 288-
Movimenti
balistici................................................................
.. " 291- Movimenti volontari propriamente
detti............................... " 294- Movimenti
lenti....................................................................
.... " 295Conferme sperimentali dei disturbi clinici del movimentoper
danno
cerebellare..............................................................
...... " 297PARTE
SECONDA..................................................................
.... " 300La postura, il tono muscolare ed i disturbi
dell'equilibrio...... " 300Meccanismi neurofisiologici di controllo della
postura............ Pag. 300- Ruolo del cervelletto nel controllo della
postura................. " 300- Reazioni statiche
locali......................................................... " 301-
Reazioni statiche
segmentane.............................................. " 302- Reazioni
statiche globali....................................................... "
305- Riflessi del
collo....................................................................
" 305- Riflessi labirintico-
vestibolari............................................... " 306Aspetti
clinici della
postura......................................................... " 310-
Controllo posturale nella stazione eretta...............................
" 310- Controllo posturale quando al corpo vengano applicate forze
meccaniche in grado di provocare una perdita di
equilibrio...............................................................
.................... " 314- Controllo posturale durante il movimento
volontario (Reazioni di
anticipazione)...........................................................
.. " 320PARTE
TERZA....................................................................
........ " 323Il cervelletto come strumento di apprendimento
motorio....... " 323PARTE
QUARTA...................................................................
..... " 327D) H tremore
cerebellare.......................................................... "
327Bibliografia..........................................................
.............................. " 32715 - CIRCUITI CEREBELLARI:
NEUROFISIOLOGIA ESIGNIFICATO
CLINICO....................................................... "
330Introduzione..........................................................
......................... " 330Vie
archicerebellari.........................................................
............... " 330Vie
paleocerebellari.........................................................
.............. " 330Vie
neocerebellari...........................................................
............... " 33216 - ANATOMIA E FISIOLOGIA DEL CERVELLETTO . "
335Introduzione..........................................................
......................... " 335Anatomia
macroscopica............................................................... " 336-
Archicerebello...........................................................
................... " 338-
Paleocerebello...........................................................
................... " 339-
Neocerebello.............................................................
................... " 339- Rappresentazione
somatotopica................................................. "
340Anatomia
microscopica.............................................................
.... " 341- Corteccia
cerebellare..............................................................
.... " 341A) strato
molecolare...............................................................
.... " 342B) strato delle cellule di
Purkinje............................................. " 346C) strato
granulare................................................................
...... " 349- Nuclei
cerebellari..............................................................
.......... " 350A) nucleo
fastigiale...............................................................
...... " 351B) nucleo
interposito..............................................................
.... " 351C) nucleo
dentato..................................................................
..... " 352- Vie afferenti al
cervelletto.......................................................... "
352A) Fibre rampicanti e oliva
bulbare......................................... " 352B) Fibre
muscose..................................................................
...... " 354C) Fibre
aminergiche..............................................................
.... " 358- Vie efferenti dal
cervelletto....................................................... "
359A) Efferenze
fastigiali...............................................................
.. " 360B) Efferenze
interposite.............................................................
" 361C) Efferenze
dentate..................................................................
" 361D) Efferenze cerebello-
talamiche.............................................. "
361Elettrofisiologia funzionale del
cervelletto................................. "
363Bibliografia..........................................................
........................... " 36617 - LA SINDROME MASSICA: CHINESIOLOGIA
EBIOMECCANICA............................................................
.......... Pag. 369-
Premessa.................................................................
..................... " 369- Tono
muscolare................................................................
........... " 370- Disordine del
tono.................................................................. "
373- Aspetti chinesiologici
dell'ipotonia........................................ " 373- Fenomeno del
rimbalzo.......................................................... " 375-
Equilibrio...............................................................
...................... " 377-
Capo.....................................................................
..................... " 378-
Tronco...................................................................
.................... " 381-
Bacino...................................................................
.................... " 386- Arti
inferiori................................................................
............. " 388-
Dismetria................................................................
...................... " 389- Prova indice
naso....................................................................
" 392- Prova tallone
ginocchio........................................................... "
394- Prova pollice
mignolo............................................................. "
395- Il
cammino..................................................................
................ " 395- Allargamento della base di
appoggio.................................... " 396- Abduzione di
spalle................................................................. "
397- Retropulsione del
tronco......................................................... " 398-
Dismetria degli arti inferiori durante il cammino................ " 398-
Talloneggiamento.........................................................
............ " 399- Sequenze di
raddrizzamento...................................................... "
400- Postura
supina...................................................................
....... " 400- Posizione
quadrupedica........................................................... "
401- Posizione in
ginocchio............................................................. "
404- Stazione
eretta...................................................................
....... "
407Bibliografìa..........................................................
........................... " 409Sezione VNUCLEI DELLA BASE E SINDROMI
EXTRAPIRAMIDALI18 - I NUCLEI DELLA BASE E IL MOVIMENTO: CLINICA E
NEUROFISIOLOGIA.................................................. "
413Introduzione..........................................................
......................... " 413PARTE
PRIMA....................................................................
........ " 414A) Semeiotica clinica dei disturbi collegati ad un danno
deinuclei della
base.....................................................................
. " 414- Disturbi del movimento caratterizzati da una diminuzionedella
attività
motoria..................................................................
. " 414-
Acinesia.................................................................
.................... " 414-
Ipocinesia...............................................................
................... " 414-
Bradicinesia.............................................................
.................. " 414- Disturbi del movimento caratterizzati da un
aumento della attivita
motoria..................................................................
............... " 415-
Emiballismo..............................................................
................ " 415-
Corea....................................................................
..................... " 415-
Atetosi..................................................................
..................... " 416-
Tremore..................................................................
.................. Pag. 417-
Tic......................................................................
....................... " 418- Disturbi del tono
muscolare...................................................... " 420-
Diminuzione del
tono............................................................. " 420-
Aumento del
tono................................................................... "
420-
Distonie.................................................................
.................... " 421- Valutazioni neurofisiologiche sul morbo di
Parkinson e sui
parkinsonismi............................................................
................... " 424-
Ipertono.................................................................
................... " 424-
Tremore..................................................................
.................. " 426-
Ipocinesie...............................................................
................... " 427- Alterazione dei riflessi
posturali............................................. " 429- Valutazioni
neurofisiologiche sulla corea, sull'emiballismo,sulla
atetosi..................................................................
................ " 429- Corea e
Emiballismo..............................................................
. " 429-
Atetosi..................................................................
..................... " 431- Valutazioni neurofisiologiche sulle
distonie............................. " 431- Disturbi
neuropsicologici.........................................................
.." 432- Considerazioni neurofisiologiche sui nuclei della
base........... " 433PARTE
SECONDA..................................................................
.... " 435- Rapporti fra le manifestazioni cliniche ed il danno
dellesingole strutture componenti i nuclei della
base..................... " 435- Disturbi
neuropsicologici........................................................
" 435- Disturbi
motori...................................................................
..... " 435- Considerazioni neurofisiologiche postmicrocoagulazione
deinuclei della
base.....................................................................
..... "
437Bibliografìa..........................................................
........................... " 43819 - ANATOMIA E FISIOLOGIA DEI NUCLEI
DELLABASE...................................................:............
............................. "
441Introduzione..........................................................
......................... " 441Anatomia
macroscopica.............................................................
... " 442Anatomia
microscopica.............................................................
.... " 447- I neuroni dei nuclei della
base................................................. " 447- Ruolo della
Dopamina nella fisiologia dei nuclei della base . " 448- Attività
neuronale ed implicazioni per il movimento............. " 449- I sistemi
di circuiti dei nuclei della base................................. " 453-
Sistema dei circuiti
motori...................................................... " 453-
Sistema dei circuiti
oculomotori............................................ " 457- Sistema di
circuiti prefrontali................................................. "
460- Sistema
limbico..................................................................
...... " 460- Sistema corticale
diffuso......................................................... "
461Bibliografia..........................................................
........................... " 46220 - IL PAZIENTE PARKINSONIANO:
CHINESIOLOGIAE
BIOMECCANICA.............................................................
.... " 464-
Premessa.................................................................
..................... " 464- Disturbo della motricità
automatica......................................... " 464- Rigidità
extra-piramidale.........................................................
" 465-
Bradicinesia.............................................................
.................. " 466-
Tremore..................................................................
.................. " 467- Osservazioni
chinesiologiche...................................................... "
467- Passaggio da supino a
seduto ................................................ " 468- Passaggio
dalla posizione seduta alla stazione eretta......... " 469- Antepulsione
del capo.............................................................
Pag. 474- Ipercifosi
dorsale..................................................................
.... " 476- Antepulsione ed intrarotazione delle
spalle.......................... " 477- Avambracci semi-
flessi............................................................ " 479-
Anche e ginocchia
flesse......................................................... " 481-
Tendenza a cadere
all'indietro............................................... " 481- Facies
amimica..................................................................
....... " 483- Mani pseudo-
reumatiche......................................................... "
485- La
deambulazione............................................................
........ " 486- Passi più brevi del
normale.................................................... " 486-
Festinazione.............................................................
................. " 488- Coordinazione del
tronco....................................................... " 490-
Coordinazione degli arti
superiori......................................... "
490Bibliografia..........................................................
........................... " 492Sezione VICENNI DI ANATOMIADELLE
PRINCIPALI FORMAZIONIDEL TRONCO CEREBRALEE DEL DIENCEFALO21- SOSTANZA
RETICOLARE................................................... "
495Introduzione..........................................................
......................... "
495Anatomia..............................................................
.......................... "
495Fisiologia............................................................
............................ " 497- Controllo
motorio..................................................................
..... " 497- Controllo
sensitivo................................................................
...... " 497- Controllo dei ritmi sonno
veglia............................................... " 498- Controllo
viscerale................................................................
...... "
498Bibliografia..........................................................
........................... " 49822- NERVI
CRANICI..................................................................
.... "
499Bibliografia..........................................................
........................... " 51223-
TALAMO...................................................................
.................. "
513Bibliografia..........................................................
........................... " 517Sezione VIILA CORTECCIA CEREBRALE E LE
SINDROMI CORTICALI24 - CORTECCIA CEREBRALE E MOVIMENTO: CLINICA
ENEUROFISIOLOGIA.........................................................
......... "
521Introduzione..........................................................
......................... " 521Neuropsicologia del
movimento.................................................. Pag. 522-
Creazione del modello, o idea dei movimenti......................... "
524- Elaborazione e controllo del progetto motorio.......................
" 528-
Aprassia.................................................................
....................... " 530Neurofisiologia clinica: controllo corticale
del movimento...... " 534- Ictus cerebrale ed
emiplegia...................................................... " 534- La
capsula
interna..................................................................
. " 536- Ipertono spastico e ipereflessia osteotendinea
nell'emiplegia)..........................................................
............................. " 537- Riflesso miotatico inverso (a
serramanico) nell'emiplegi-
co.......................................................................
........................ " 541- Danno isolato del fascio
piramidale......................................... " 541- Aspetti
clinici legati alla stimolazione delle cortecce motorie " 545- La
stimolazione magnetica della corteccia cerebrale.............. " 545-
Aspetti clinici legati alle registrazioni dalle cortecce motorie " 547
Bibliografìa.............................................................
........................ " 54925- IL MOVIMENTO E LA CORTECCIA CEREBRALE.
"
551Introduzione..........................................................
......................... " 551Il movimento e l'azione della corteccia
cerebrale direttamenteconnessa con le funzioni
motorie............................................... " 553- Premessa
indispensabile...........................................................
.. " 553- Struttura e funzionamento delle zone di corteccia cerebrale
direttamente connesse con la funzione motoria......................... "
554- Aree sensoriali retrorolandiche del lobo parietale collegatealla
funzione
motoria..................................................................
" 555- collegamenti con l'area motoria
primaria............................. " 556- collegamenti con il midollospinale....................................... " 557- Fisiologia motoria
delle aree sensitive parietali secondarie
.......................................................'.................
......................... " 557- Fisiologia motoria delle aree del lobo
frontale....................... " 560- I neuroni evento-
correlati.......................................................... "
568- Le aree motorie del lobo
limbico............................................. "
572Bibliografia..........................................................
........................... " 57226 - IL MOVIMENTO, LA CORTECCIA MOTORIA
PRIMARIA E IL FASCIO PIRAMIDALE.............................. "
576Introduzione..........................................................
......................... " 576Prime analisi funzionali sulla corteccia
motoria primaria........ " 576- Terminazioni anatomiche reciproche
motoneurone corticale-motoneurone
spinale..................................................................
. " 584- Efficacia funzionale di un motoneurone corticale sul motoneurone
spinale..................................................................
............... " 586- Plasticità delle mappe corticali
motorie................................... " 587Fisiologia del fascio
piramidale................................................... " 589- 1
Relazione temporale e quantitativa fra neuroni motoricorticali e
movimento meccanico.............................................. " 589-
2 Relazione esistente fra l'attività dei motoneuroni piramidalie le
specifiche biomeccaniche di un movimento..................... " 591- 3
Che relazione esiste fra l'attività dei motoneuroni piramidali ed il
contesto (interno ed esterno) in cui il movimento viene
effettuato?..............................................................
"
596Bibliografia..........................................................
........................... " 60027 - LA CORTECCIA CEREBRALE NON
DIRETTAMEN-TE COINVOLTA NEL CONTROLLO DEL MOVIMENTO: ANATOMIA E PRINCIPI
DI
NEUROFISIOLOGIA..........................................................
......................... Pag. 602Anatomia
macroscopica.............................................................
... " 602Anatomia
microscopica.............................................................
.... " 605Neurofisiologia
corticale...............................................................
" 611- Le aree cerebrali: fisiologia e principi neuropsicologici.........
" 613- Suddivisione funzionale della corteccia
cerebrale................... "
614Bibliografìa..........................................................
........................... " 61928 - IL PAZIENTE EMIPLEGICO:
CHINESIOLOGIA
EBIOMECCANICA............................................................
.......... " 620- La fase
acuta....................................................................
........... " 620- Posizione
seduta...................................................................
.... " 621- Caduta della
spalla..................................................................
" 622- Piede equino e
supinato......................................................... " 623-
Passaggio sul fianco
sano........................................................ " 625-
Raggiungere la posizione
seduta............................................ " 626- In posizione
eretta...................................................................
" 626- La riorganizzazione del tono
muscolare................................... " 627-
Irradiazione.............................................................
.................. " 627- Ipertono
spastico.................................................................
.... " 628- La reazione allo
stiramento.................................................... " 629-
Innervazione
reciproca............................................................ "
630- Rilassamento con contrazione degli antagonisti................... "
631Analisi biomeccanica e
chinesiologica........................................ "
633Spalla ...............................................................
.............................. " 634Articolazione gleno-
omerale......................................................... " 635-
Piano
sagittale................................................................
............. " 635-
Flessione................................................................
....................... " 635- Deltoide
anteriore................................................................
.... " 635- Bicipite
brachiale................................................................
..... " 636- Gran
pettorale................................................................
.......... " 638-
Estensione...............................................................
..................... " 640- Tricipite
brachiale................................................................
.... " 640- Deltoide
posteriore...............................................................
... " 642- Gran
dorsale..................................................................
........... "
643Conclusioni...........................................................
.......................... " 645- Piano
frontale.................................................................
............. " 645-
Abduzione................................................................
.................... " 646-
Sovraspinoso.............................................................
................ " 646- Deltoide
medio....................................................................
.... " 648-
Adduzione................................................................
.................... " 650-
Sottoscapolare...........................................................
............... " 650- Gran
rotondo..................................................................
......... " 651- Sottospinoso (e Piccolo
rotondo)........................................... " 651- Gran
pettorale................................................................
.......... " 654- Gran
dorsale..................................................................
........... "
654Conclusioni...........................................................
.......................... " 657- Piano
orizzontale..............................................................
........... " 657- Rotazione
interna..................................................................
...... " 657- Gran
pettorale................................................................
.......... " 658- Gran
dorsale..................................................................
........... " 658- Gran
rotondo..................................................................
......... Pag. 661-
Sottoscapolare...........................................................
................ " 661- Rotazione
esterna..................................................................
...... " 664- Sottospinoso (e Piccolo
rotondo).............................................. "
664Conclusioni...........................................................
.......................... " 666Articolazione scapolo-
toracica...................................................... " 667Piano
frontale.................................................................
............... " 667- Movimenti
verticali................................................................
..... " 667-
Elevazione...............................................................
..................... " 667- Trapezio
superiore................................................................
... " 667-
Depressione..............................................................
................... " 669- Trapezio
inferiore................................................................
.... " 669- Movimenti
orizzontali................................................................. " 671-
Adduzione................................................................
.................... " 671- Trapezio
intermedio...............................................................
. " 671- Angolare della scapola e
Romboidei..................................... " 673- Sinergia tra
Trapezio inferiore ed insieme di Angolare dellascapola e
Romboidei...............................................................
" 674-
Abduzione................................................................
.................... " 674- Gran
dentato..................................................................
.......... "
675Conclusioni...........................................................
.......................... " 677ARTICOLAZIONE DEL
GOMITO................................................. " 678- Piano
sagittale................................................................
............. " 678-
Flessione................................................................
....................... " 679- Bicipite
brachiale................................................................
..... " 679- Brachiale
anteriore................................................................
... " 681-
Estensione...............................................................
..................... " 681- Tricipite
brachiale................................................................
.... "
683Conclusioni...........................................................
.......................... " 684- Piano
orizzontale..............................................................
........... " 685-
Pronazione...............................................................
.................... " 686- Pronatore
quadrato.................................................................
. " 686- Pronatore
rotondo..................................................................
. " 687-
Supinazione..............................................................
.................... " 689. - Bicipite
brachiale................................................................
..... " 689- Supinatore
breve....................................................................
.. "
691Conclusioni...........................................................
.......................... " 692Articolazione radio-
carpica........................................................... " 693-
Piano
sagittale................................................................
............. " 693-
Flessione................................................................
....................... " 694- Grande
palmare..................................................................
..... " 694- Flessore ulnare del
carpo........................................................ " 696-
Flessore comune superficiale delle dita.................................
" 696- Flessore comune profondo delle
dita.................................... " 699-
Estensione...............................................................
..................... " 699- Estensore radiale lungo del
carpo......................................... " 701- Estensore ulnare
del carpo..................................................... " 702-
Estensore comune delle
dita.................................................. "
704Conclusioni...........................................................
.......................... " 705- Piano
frontale.................................................................
............. " 706- Inclinazione
radiale..................................................................
... Pag. 707- Grande
palmare..................................................................
..... " 707- Estensore lungo radiale del
carpo......................................... " 709- Abduttore lungo del
pollice................................................... " 709-
Inclinazione
ulnare...................................................................
... " 712- Flessore ulnare del
carpo........................................................ " 712-
Estensore ulnare del
carpo..................................................... "
714Conclusioni...........................................................
.......................... "
716MANO .................................................................
.................................. " 717Articolazione metacarpo-
falangea................................................ " 718- Piano
sagittale................................................................
............. " 718-
Flessione................................................................
....................... " 718- Flessore comune superficiale delle
dita................................. " 719- Flessore comune profondo
delle dita.................................... " 719- Interassei
palmari..................................................................
... " 722-
Lombricali...............................................................
.................. " 722-
Estensione...............................................................
..................... " 724- Estensore comune delle
dita.................................................. " 726- Estensore
proprio dell'indice ed Estensore proprio del mignolo
.........................................................................
................ " 727- Interassei
dorsali..................................................................
.... "
727Conclusioni...........................................................
.......................... " 732- Piano
frontale.................................................................
............. " 732- Abduttore proprio del
mignolo............................................. " 733-
Interassei...............................................................
.................... "
733Conclusioni...........................................................
.......................... " 736Articolazione inter-
falangea.......................................................... " 738-
Piano
sagittale................................................................
............. " 738-
Flessione................................................................
....................... " 739- Flessore comune superficiale delle
dita................................. " 739- Flessore comune profondo
delle dita.................................... " 739-
Estensione...............................................................
..................... " 743- Estensore Comune delle
dita.............................................. "
743Conclusioni...........................................................
.......................... "
746POLLICE ..............................................................
............................... " 747Articolazione trapezio-
metacarpica.............................................. " 748- Piano
sagittale................................................................
............. " 748-
Flessione................................................................
....................... " 748- Flessore lungo del
pollice....................................................... " 748-
Flessore breve del
pollice....................................................... " 750-
Opponente del
pollice............................................................. "
750-
Estensione...............................................................
..................... " 753- Estensore lungo del
pollice.................................................... " 754-
Estensore breve del
pollice..................................................... "
755Conclusioni...........................................................
.......................... " 755- Piano
frontale.................................................................
............. " 757-
Abduzione................................................................
.................... " 757- Abduttore lungodel
pollice................................................... " 758-
Abduttore breve del
pollice................................................... " 758-
Adduzione................................................................
.................... " 761- Adduttore del
pollice..............................................................
Pag. 761- Opponente del
pollice............................................................. "
763Conclusioni...........................................................
.......................... " 763- Piano
orizzontale..............................................................
........... " 765- Opponente del
pollice............................................................. "
765Conclusioni...........................................................
.......................... " 767Articolazione metacarpo-
falangea................................................ " 768- Piano
sagittale................................................................
............. " 768-
Flessione................................................................
....................... " 769- Flessore lungo del
pollice....................................................... " 769-
Flessore breve del
pollice....................................................... " 771-
Estensione...............................................................
..................... " 771- Estensore lungo del
pollice.................................................... " 773-
Estensore breve del
pollice..................................................... "
773Conclusioni...........................................................
.......................... " 776- Piano
frontale.................................................................
............. " 776-
Abduzione................................................................
.................... " 777- Abduttore breve del
pollice.................................................... " 777-
Adduzione................................................................
................... " 779- Adduttore breve del
pollice....................................................... "
779Conclusioni...........................................................
.....................
..... " 780Articolazione inter-
falangea.......................................................... " 782-
Piano
sagittale................................................................
............. " 782-
Flessione................................................................
....................... " 782- Flessore lungo del
pollice....................................................... " 782-
Estensione...............................................................
..................... " 784- Estensore lungo del
pollice.................................................... "
784Conclusioni...........................................................
.......................... " 784Articolazione
dell'anca................................................................
.. " 786- Piano
sagittale................................................................
............. " 787-
Flessione................................................................
....................... " 787- Ileo-
Psoas....................................................................
.............. " 787-
Sartorio.................................................................
.................... " 789-
Quadricipite.............................................................
................. " 790-
Estensione...............................................................
..................... " 792- Grande
gluteo...................................................................
....... " 794- Ischio-
tibiali..................................................................
............ "
795Conclusioni...........................................................
.......................... " 797- Piano
frontale.................................................................
............. " 799-
Abduzione................................................................
.................... " 799- Medio
gluteo...................................................................
......... " 800- Tensore della fascia
lata.......................................................... " 800-
Adduzione................................................................
.................... " 802- Adduttori
dell'anca................................................................
.. "
803Conclusioni...........................................................
.......................... " 804- Piano
orizzontale..............................................................
........... " 806-
Intrarotazione...........................................................
................... " 806- Piccolo
gluteo...................................................................
........ " 807-
Extrarotazione...........................................................
.................. " 808- Pelvi-
trocanterici.............................................................
............ "
808Conclusioni...........................................................
.......................... " 810Articolazione del
ginocchio.......................................................... "
811- Piano
sagittale................................................................
............. Pag. 812-
Flessione................................................................
....................... " 812- Ischio-
tibiali..................................................................
............ " 813-
Gastrocnemio.............................................................
.............. " 817-
Estensione...............................................................
..................... " 820-
Quadricipite.............................................................
................. "
820Conclusioni...........................................................
.......................... " 823- Piano
orizzontale..............................................................
........... " 824-
Intrarotazione...........................................................
................... " 824- Semitendinoso, Semimembranoso e
Gracile......................... " 824-
Extrarotazione...........................................................
.................. " 825- Bicipite
femorale.................................................................
..... "
827Conclusioni...........................................................
.......................... "
828PIEDE ................................................................
................................... " 829Articolazione tibio-
astragalica...................................................... " 830-
Piano
sagittale................................................................
............. " 830- Flessione (flessione
dorsale)....................................................... " 831-
Tibiale
anteriore................................................................
....... " 831- Estensore comune delle
dita.................................................. " 833- Estensore
proprio dell'alluce.................................................. "
835- Estensione (flessione
plantare) .................................................. " 835-
Tricipite
surale...................................................................
......... "
837Conclusioni...........................................................
.......................... " 839Articolazione sotto-
astragalica...................................................... " 841-
Piano
frontale.................................................................
............. " 841-
Supinazione..............................................................
.................... " 842- Tibiale
anteriore....................................................................... " 842-
Pronazione...............................................................
.................... " 844- Peroneo
breve....................................................................
...... "
844Conclusioni...........................................................
.......................... " 846Articolazioni metatarso-falangee ed
inter-falangee.................... " 848- Piano
sagittale................................................................
............. " 848-
Flessione................................................................
....................... " 848- Flessore comune delle
dita..................................................... " 849- Flessore
proprio dell'alluce.....................................................
" 849-
Estensione...............................................................
..................... " 852- Estensore comune delle
dita.................................................. " 852- Estensore
proprio dell'alluce.................................................. "
855Conclusioni...........................................................
.......................... "
855Bibliografia..........................................................
........................... " 856Sezione Vili IL TREMORE29-IL TREMORE:
CLINICA E NEUROFISIOLOGIA...... "
861Introduzione..........................................................
......................... " 861Il tremore: aspetti
clinici.............................................................. "
862Il tremore
fisiologico..............................................................
...... Pag. 864Basi neurofìsiologiche dei principali tipi di tremore
(patologico) ............................................................
.................................... " 866- tremore
essenziale...............................................................
..... " 866- tremore
cerebellare..............................................................
.... " 867- tremore cosiddetto
extrapiramidale....................................... " 868- Tremore
legato a patologie del sistema nervoso periferico ... "
870Bibliografìa..........................................................
........................... " 871Sezione IXPRINCIPALI
TECNICHEDIAGNOSTICO-STRUMENTALIUTILIZZATE DALLA NEUROFISIOLOGIADEL
MOVIMENTO30 - POTENZIALI EVOCATI E STIMOLAZIONE MA-
GNETICA..................................................................
.................. " 875Dati tecnici necessari per la registrazine di un
PE.................. " 876- 1) I siti di
registrazione............................................................
. " 876- 2) Organizzazione tridimensionale dei campi
elettrici............ " 877- 3) Tecniche di
averaging............................................................ "
877Potenziali a latenza
breve............................................................ " 878-
Potenziali evocati
acustici.......................................................... "
878Bibliografìa..........................................,...............
........................... " 88431 -
ELETTROMIOGRAFIA.........................................................
"
885Bibliografìa..........................................................
........................... " 89032 - ALTRE TECNICHE DI DIAGNOSTICA
CLINICAUTILIZZATE NELLO STUDIO DEL MOVIMENTO... "
891P.E.T.................................................................
.............................. "
891S.P.E.C.T.............................................................
........................... "
892T.A.C.................................................................
.............................. " 893Risonanza
magnetica................................................................
..... "
895Biofeedback...........................................................
......................... " 896EEG
(elettroencefalografìa)..................................................
....... "
897Bibliografìa..........................................................
........................... " 898Indice
Analitico................................................................
...................... " 000Bibliografìa
generale.................................................................
............. " 899\p17INTRODUZIONE Il movimento è una funzione che
accomuna tutti gli esseri viventi senza alcuna distinzione. Anche i
vegetali si muovono, solitamente in direzione del sole, con un movimento
mirato a sviluppare sia le loro funzioni biologiche sia un accrescimento
funzionale: si pensi ai girasoli, che ruotano alla ricerca della luce, o
allo sviluppo volumetrico delle piante, che rappresenta un adattamento
variabile alla situazione circostante. Il movimento nei vegetali è
molto lontano dal movimento animale, esso avviene per scopi
differenti,secondo principi diversi e particolari, con una tale lentezza
da non essere percepibile dall'uomo. Occorrono osservazioni ripetute nel
corso degli anni per rilevare i movimenti di una pianta e solamente
raffrontandoli al ricordo della posizione precedente è possibile
percepirne il cambiamento, poiché la pianta appare sempre comunque
immobile alla nostra osservazione. Anche alcune patologie umane provocano
movimenti rallentati al punto da non apparire tali: il progetto motorio è
eseguito con una lentezza esasperata, tanto che l'individuo appare come
una pianta, congelato in una posizione fissa, eppure si sta muovendo.
Nel regno animale solitamente il movimento è caratterizzato da un grande
dinamismo: la velocità, la forza, la potenza, la tenuta l'accelerazione
ne costituiscono i parametri più importanti. In tutti i vertebrati
l'attività motoria è il risultato dell'azione dell'apparato locomotore
che a sua volta è costituito da muscoli, ossa ed articolazioni. Il
movimento prende inizio da una contrazione muscolare, questa provoca uno
spostamento di leve (le ossa), attorno a fulcri (le articolazioni).
L'attività motoria cosi ottenuta produce energia meccanica con cui
l'individuo è in grado di modificare gli equilibri alla base del proprio
rapporto con il mondo esterno. Dunque il movimento è, in ultima analisi,
un tentativo di ottenere un vantaggio dalla situazione circostante
attraverso una produzione di energia meccanica finalizzata ad un
cambiamento. Quest'energia acquista così un significato importantissimo:
è attraverso il movimento che gli esseri viventi mettono in atto le loro
intenzioni, è il movimento che consente loro di sopravvivere, di
procacciarsi il cibo e di riprodursi. Nell'uomo, oltre a tutto ciò, il
movimento assume alcune specializzazioni particolari. Utilizzando il
movimento come gesto propositivo l'individuo cerca di modificare la
realtà influenzandola a proprio vantaggio; l'immissione di energie
nell'ambiente non obbedisce più a scopi primari (cibo, sopravvivenza,
riproduzione) ma mira ad influenzare in senso strategico la realtà
circostante, attraverso un'esecuzione motoria che risponde più ad
un'esigenza comportamentale che ad una reazione. Le energie meccaniche
generate dall'apparato locomotore possono infine essere utilizzate a
scopo comunicativo: in questo caso il movimento è deputato alla
trasmissione di un messaggio, del quale è in grado di formulare i codici.
Per esempio i muscoli mimici si contraggono e si rilassano non per
generare energie ma per dare un particolare aspetto esteriore al viso,
che esprime uno stato d'animo. I muscoli fonatori (le corde vocali) si
tendono e si distendono esattamente come le corde di uno strumento:
entrando in vibrazione emettono i suoni che consentono la comunicazione
attraverso il linguaggio parlato. L'apparato locomotore dell'uomo è
pressoché identico a quello delle scimmie, eppure l'uomo è l'unico essere
vivente ad esprimere il proprio pensiero attraverso il movimento. L'uomo
è l'unico animale in grado di utilizzare la scrittura o di produrre
melodie attraversouno strumento musicale; una scimmia, pur avendone
tutte le possibilità biomeccaniche, non ne è capace. Nell'uomo la
superiorità motoria rispetto agli altri animali risiede nella importante
evoluzione del controllo nervoso del movimento; questa evoluzione
consente di utilizzare la vastissima gamma di potenzialità cinetiche
dell'apparato locomotore in maniera complessa, articolata e variabile. Il
corpo è costituito da oltre duecento muscoli, ciascuno con diverse
possibili azioni biomeccaniche e tutti i muscoli partecipano solitamente
ad ogni movimento messo in atto dall'individuo. Per compiere un singolo
gesto esistono mille diverse possibilità: la scelta, l'organizzazione e
la successione di queste dipende dal funzionamento del sistema nervoso.
Molti movimenti appresi nell'infanzia vengono quotidianamente eseguiti in
maniera automatica (senza cioè la necessità di un controllo volontario);
dell'esistenza di numerosi muscoli non abbiamo addirittura alcuna
consapevolezza, eppure essi agiscono in ogni momento con assoluta
precisione e sincronia, con un ruolo specifico, costantemente
differenziato in ogni movimento. Queste sincronie ad assetto variabile
costituiscono una delle principali espressioni funzionali del Sistema
nervoso centrale (SNC). L'analisi del movimento umano dal punto di
vista delle strutture nervose che lo governano, armonizzandolo,
finalizzandolo ed apportando le dovute correzioni in caso di necessità,
costituisce il campo di studio della neurofisiologia del movimento. La
neurofisiologia del movimento svolge questo compito analizzando le
funzioni, gli apparati ed i circuiti che nel sistema nervoso centrale e
periferico garantiscono il fedele collegamento fra la volontà di
movimento e la corretta esecuzione motoria. In senso lato si potrebbe
dire che la neurofisiologia del movimento studia i meccanismi
intercorrenti fra il pensiero e l'azione. Questo testo si occupa
dell'analisi clinica e funzionale delle strutture attraverso le quali il
SNC controlla gli atti motori, di come sia possibile migliorarne
l'efficienza e di quali siano le manifestazioni collegate ai loro
deficit. La materia è complessa e affascinante, anche se il movimento è
una componente talmente naturale della vita di ogni giorno che raramente
ci si sofferma a valutarne l'importanza e la raffinata architettura
spazio-temporale. La complessità del controllo neuromotorio è evidente
quando si consideri come una sua perdita, anche minima e temporanea, sia
in grado di modificare in maniera importante la vita di ciascuno di noi e
come questi cambiamenti possano permanere ben più a lungo della durata
dell'impedimento motorio, fino a caratterizzare vere e proprie
modificazioni comportamentali anche di tipo permanente. Una sintesi dei
principali argomenti trattati nella neurofisiologia del movimento è
riportata nel disegno e nella tabella delle pagine precedenti. Tabella e
disegno introducono gli argomenti che verranno sviluppati nei capitoli
successivi.\p21CAPITOLO 1 PRINCIPI DI ANATOMIA E FISIOLOGIA DELLE FIBRE
MUSCOLARI DefinizioneIl muscolo è una complessa macchina biologica che
converte energia chimica (derivante dalla reazione tra sostanze
nutritizie e ossigeno) in energia meccanica (lavoro) e calore.Il lavoro
meccanico fornito dai muscoli è necessario agli organismi viventi per
realizzare i movimenti dei segmenti corporei, e quindi anche i movimenti
di tutto il soma rispetto all'ambiente: in ultima analisi i muscoli sono
le strutture, sotto il controllo del SN (Sistema Nervoso), deputate alla
interazione attiva dell'organismo con l'ambiente.ClassificazioneIl
tessuto muscolare, ha come caratteristica peculiare e comune la
contrattilità, sulla base di caratteristiche fisiche ultrastrutturali,
istologiche e fisiologiche può essere distinto in tessuto muscolare
striato e tessuto muscolare liscio.Il tessuto muscolare striato è così
detto per la presenza di bande chiare e scure all'osservazione
microscopica (vedi in seguito), ed è di due tipi: scheletrico e cardiaco:
tale distinzione trova fondamento su differenti caratteristiche
anatomiche e soprattutto fisiologiche. Infatti il tessuto muscolare
scheletrico è volontario, cioè condizionato e regolato da impulsi a
partenza dal sistema nervoso centrale; il tessuto muscolare cardiaco è
strutturalmente simile al precedente, ma è completamente indipendente
dalla volontà: le sue fibre infatti sono dotate di contrazione ritmica
automatica, indipendente dall'arrivo dell'impulso nervoso.Il tessuto
muscolare liscio è costituito da fibrocellule muscolari liscie, prive di
striature trasversali. Si differenzia inoltre per la ridotta
organizzazione strutturale del tessuto stesso, è involontario, sotto il
controllo del sistema nervoso vegetativo.Il presente capitolo tratterà
esclusivamente il tessuto muscolare striato scheletrico.Anatomia
microscopicaLa fibra muscolare come cellulaIl muscolo scheletrico (o
meglio il tessuto muscolare striato scheletrico) è costituito da un
insieme di cellule altamente specializzate, le cellule muscolari, o fibre
muscolari, e da tessuto connettivo fibro-elastico che forma sepimenti di
varia entità tra fibre e gruppi di fibre muscolari.La fibra muscolare è
una cellula di forma cilindrica o poliedrica, con estremità \p22
fusiformi, di dimensioni estremamente variabili: lunghezza da qualche
millimetro ad alcuni centimetri, e larghezza da 10 a 100 u.m. È
delimitata da una membrana plasmatica, il sarcolemma, che contiene il
citoplasma, o sarcoplasma.La cellula muscolare è polinucleata (fino a
parecchie centinaia di nuclei per ogni fibra), e nel muscolo striato
scheletrico tali nuclei sono caratteristicamente dislocati alla periferia
della cellula, nelle vicinanze del sarcolemma, talvolta ai due poli della
cellula.Altra caratteristica peculiare è la presenza di numerosissimi
mitocondri, deputati come è noto alla produzione di energia, voluminosi e
disposti in file parallele tra gli elementi contrattili.Da segnalare
inoltre nel sarcoplasma la presenza di glicogeno, in forma di granuli
sparsi, e di mioglobina, una cromoproteina simile all'emoglobina,
deputata al trasporto dell'ossigeno e che, a seconda della quantità,
conferisce una caratteristica colorazione rossa alle fibre muscolari.Come
si può notare, l'organizzazione strutturale di una fibra muscolare è
chiaramente indirizzata ad una elevata produzione di energia, tale da
garantire una notevole attività metabolica necessaria per il lavoro
muscolare.Le miofibrilleAll'osservazione microscopica (in particolare con
luce polarizzata) si nota che la maggior parte dell'interno di una fibra
muscolare è occupato da formazioni con una caratteristica striatura lungo
l'asse maggiore: le miofibrille. Questa striatura è \p23 legata
all'alternanza di bande chiare e scure: ciò è dovuto alla presenza di
elementi fibrillari allungati all'interno delle miofibrille. Esse sono
strutture altamente differenziate, dotate di contrattilità; ciascuna ha
forma cilindrica, con diametro di 1-2 micron, disposte longitudinalmente
nella cellula, parallelamente fra loro. Si calcola che superino i 100
milioni per centimetro quadrato in un muscolo.Come detto, ciascuna
miofibrilla, osservata con il microscopio a contrasto di fase, presenta
una successione di bande chiare e scure che si susseguono regolarmente.
Le bande scure, birifrangenti o anisotrope alla luce polarizzata, sono
dette bande o dischi A; le bande chiare, isotrope, sono dette bande I.
Ciascuna banda I risulta divisa in due da una linea, Z. A loro volta le
bande A nella loro parte centrale presentano una stria, detta H.Il tratto
di miofibrilla compreso fra due linee Z (cioè metà banda I, una intera
banda A, un'altra metà banda I) prende il nome di sarcomero, ed è l'unità
strutturale e funzionale della miofibrilla: è quindi la più piccola parte
di un muscolo ancora in grado di contrarsi.In pratica possiamo paragonare
ciascuna miofibrilla ad una alta pila di cilindri,uno sopra l'altro:
ciascun cilindro corrisponde ad un sarcomero.All'interno di un muscolo le
miofibrille sono disposte parallelamente fra loro, e allineate allo
stesso livello, per cui vicino ad una linea Z di una miofibrilla c'è una
linea Z di un'altra miofibrilla: in altre parole le miofibrille sono
disposte in fase , in modo tale che tutta la fibra muscolare appare
striata trasversalmente.I miofilamentiIl sarcomero è l'unità morfo-
funzionale della miofibrilla: esso è costituito da una banda A centrale e
da due mezze bande I alle due estremità, ed è delimitato da due linee
Z.L'osservazione al microscopio elettronico ha permesso di chiarire tale
struttura così complessa, e nel contempo ha permesso fondamentali passi
avanti nella conoscenza del meccanismo della contrazione
muscolare.Infatti ciascun sarcomero risulta costituito da un fascio di
filamenti, disposti longitudinalmente e paralleli fra loro, i
miofilamenti: questi sono di due tipi: al centro di ciascun sarcomero si
trovano dei filamenti spessi (circa un migliaio), costituiti da una
proteina, la miosina ai loro due estremi tali filamenti sono embricati
con altri, filamenti più sottili, denominati actina, che si dirigono ai
poli del sarcomero, fissandosi al disco Z come le setole di una
spazzola.Il fascio dei filamenti spessi di miosina quindi si trova al
centro del sarcomero, lungo circa 1,6 micron, e costituisce la banda A;
alle due estremità i filamenti di actina, più sottili costituiscono le
due mezze bande I, che arrivano fino ai dischi Z, Le estremità dei
filamenti di actina e miosina si intrecciano al confine fra banda A e I,
mentre al centro della banda A sono presenti solo filamenti di miosina
(la stria H). Come vedremo meglio in seguito tale complessa struttura è
deputata al meccanismo della contrazione, grazie allo scorrimento dei
filamenti sottili su quelli spessi, determinando un accorciamento del
sarcomero.Dal punto di vista della biologia molecolare, la miosina (peso
molecolare 500.000) è una proteina che può essere scissa in due parti: la
meromiosina pesante, che ha forma globulare e nella quale è contenuto un
enzima capace di scindere l'ATP liberando energia (ATPasi), e la
meromiosina leggera, di forma allungata e sottile: la intera miosina
sarebbe quindi formata da un lungo filamento con ad una estremità la
parte globosa (proprio come una mazza da golf ). Più molecole di miosina
si riuniscono a formare dei fasci (i filamenti spessi appunto), con al
centro le parti allungate e le parti globose che sporgono all'esterno.La
actina invece è una proteina di forma globosa (peso molecolare 60.000),
che ha la tendenza a combinarsi facilmente con la miosina. Più molecole
di actina si \p24 uniscono a formare una catena di granuli: due catene di
granuli di actina avvolte fra loro ad elica formano il filamento sottile
come è stato descritto in precedenza.A completamento di tale sezione è
necessario segnalare la presenza di altre due proteine, la tropomiosina e
la troponina: la prima, sottile e allungata, è avvolta a spirale lungo i
filamenti sottili di actina; la troponina, invece, è di forma globosa ed
è disposta ad intervalli regolari lungo il filamento di actina. Queste
due proteine insieme hanno una funzione di regolazione sulla interazione
fra actina e miosina, come vedremo meglio in seguito.Il reticolo
sarcoplasmatico e i tubuli trasversi TIl reticolo endoplasmatico liscio
della fibra muscolare prende il nome di reticolo sarcoplasmatico, ed ha
caratteristiche e funzioni estremamente particolari: esso infatti si
presenta come una struttura canalicolare a rete che circonda ogni
miofibrilla: i canalicoli si dispongono longitudinalmente lungo l'asse
della fibra, e, anastomizzandosi fra loro, confluiscono in strutture
tubulari più ampie, le cisterne terminali, localizzate trasversalmente in
corrispondenza del passaggio fra banda A ed I. Il reticolo
sarcoplasmatico e le cisterne terminali hanno una importante funzione
nell'accumulo e liberazione degli ioni calcio, fondamentali per la
contrazione muscolare.\p25 Le cisterne terminali del reticolo
sareoplasmatico si associano con un altro elemento tubulare, anch'esso
trasversale rispetto al sarcomero e disposto nella zona di passaggio fra
banda A ed I: il tubulo trasverso; questo fa parte di un sistema tubulare
diverso dal precedente, con il quale non entra in comunicazione ma solo
in contatto, e che è considerato una complessa invaginazione della
membrana plasmatica (sarcolemma) all'interno della fibra muscolare:
all'interno di tale sistema tubulare trasversale, o sistema T, circola
fluido extracellulare. Il sistema ha la funzione di trasmettere
velocemente all'interno di tutta la fibra l'impulso elettrico insorto in
corrispondenza della placca motrice.Quindi a livello del passaggio della
banda A con la banda I è presente una complessa struttura, formata da due
cisterne terminali (facenti parte del reticolo sarcoplasmatico) e da un
tubulo trasversale T (invaginazione del sarcolemma): tale struttura
prende il nome di triade sarcoplasmatica. Come è intuibile quindi, in un
singolo sarcomero sono presenti due triadi, a livello dei passaggi fra
banda A e bande I.La contrazione muscolareIl complesso actina-miosinaLa
conoscenza delle caratteristiche ultrastrutturali dell'unità morfo-
funzionale del tessuto muscolare, il sarcomero, permette ora di
comprendere appieno il meccanismo della contrazione muscolare.Le
osservazioni eseguite prima della introduzione del microscopio
elettronico misero in evidenza che la contrazione muscolare consisteva in
un accorciamento dei sarcomeri (cioè in un avvicinamento dei due dischi
Z), per una riduzione della lunghezza della banda I, con la banda A di
dimensioni invariate.In seguito si è avuta la prova che alla base della
contrazione muscolare sta la interazione fra i filamenti di actina e
quelli di miosina, con formazione di un complesso, la Actomiosina.In
pratica i filamenti di actina scorrono su quelli di miosina in senso
centripeto al sarcomero, grazie alla azione di traino esercitata dai
ponti trasversali della miosina stessa.La testa miosinica ha una grande
affinità chimica con le molecole di actina: quando tale legame si viene a
creare, si ha la formazione di un ponte trasversale che è perpendicolare
all'asse del filamento di actina; la testa miosinica allora esercita un
movimento di flessione , con inclinazione del ponte trasversale di 45
gradi, trascinando il filamento di actina e determinando perciò il lavoro
meccanico che è alla base della contrazione muscolare. Naturalmente un
unico movimento di flessione dei ponti trasversali determina un
accorciamento del sarcomero di molto poco (circa l'l% della sua
lunghezza, pochi nanometri) che si accorciano cioè simultaneamente, e
malgrado in una fibra muscolare possano essere molte migliaia i sarcomeri
in serie, ciò risulterebbe chiaramente insufficiente per produrre
qualunque movimento meccanicamente significativo. Perciò i ponti
trasversali devono eseguire il movimento di flessione più volte, con un
ciclico ripetersi di trazione, rilascio della miosina e attacco in un
nuovo punto. In questo senso il meccanismo può essere paragonato a quello
di un gruppo di persone che tirano una fune, con ripetute prese. Pare che
in un muscolo i ponti trasversali esercitino tale meccanismo per almeno
50 volte in un decimo di secondo.Come detto, essendo i sarcomeri disposti
in serie, i ripetuti movimenti dei ponti trasversali di ogni sarcomero si
tramutano in un movimento macroscopicamente apprezzabile del
muscolo.Poiché la actina e la miosina hanno una alta affinità, è
necessario che esista un meccanismo che impedisca loro di legarsi quando
non sia richiesta una contrazione \p26 muscolare; in caso contrario i
muscoli sarebbero sempre in uno stato di contrazione. Tale interruttore
della contrazione è costituito dalla particolare posizione in cui sono
disposte le proteine troponina e tropomiosina: esse infattiimpediscono
la formazione dei ponti trasversali interponendosi fra i filamenti
sottili a cui sono legate, e le teste miosiniche.Nel corso del
rilasciamento muscolare le teste miosiniche si staccano dal filamento di
actina, determinando una scarsa resistenza all'allungamento: a questo
punto basta una scarsa energia (come ad esempio quella di un piccolo
peso, o di un muscolo antagonista, o anche solo della gravità) per
riportare il muscolo alla sua lunghezza di riposo: nella fase di
allungamento durante il rilasciamento quindi, il muscolo è passivo.L'ATP,
energia per la contrazioneL'ATP (o adenosintrifosfato, nucleoside
costituito da adenina, ribosio e tre radicali fosforici) è l'unica fonte
immediata e diretta di energia necessaria per la contrazione muscolare.
L'ATP viene scisso ad opera della miosina, che funge da enzima ATPasi,
liberando l'energia necessaria alla contrazione muscolare. In
particolare, pare che la molecola di ATP si leghi al complesso actina-
miosina: la scissione dell'ATP in ADP e fosfato fornirebbe l'energia per
il movimento di trazione delle teste miosiniche; in seguito una nuova
molecola di ATP si lega alla miosina, causando il distacco del ponte
trasversale, premessa ad un nuovo attacco in una altro punto del
filamento di actina con la ripetizione del ciclo. Sembra inoltre che la
ATPasi contenuta nella testa miosinica possa funzionare solo in presenza
di actina, che esercita un meccanismo di attivazione, e in presenza di
ioni magnesio.Accoppiamento elettro-meccanico e azione degli ioni
calcioIn precedenza è stata sommariamente descritta la funzione di
interruttore delle proteine troponina e tropomiosina. Bisogna qui
chiarire che la troponina è situata ad intervalli regolari lungo il
filamento sottile di actina, mentre la tropomiosina, proteina
filamentosa, decorre lungo la scanalatura formata dall'at-torcigliarsi
delle due catene di actina, impedendo in tale modo l'unione dei ponti
trasversali di miosina con i filamenti di actina.L'effetto fondamentale
degli ioni calcio consiste nell'interagire con la molecola di troponina,
la cui forma molecolare viene così modificata: tale variazione determina
uno sprofondimento del filamento di tropomiosina nella scanalatura della
actina, liberandone i siti per i ponti trasversali.È per tale motivo che
la troponina e la tropomiosina sono state definite come un interruttore
che viene innescato dalla presenza di ioni calcio: in ultima analisi è
proprio la presenza del calcio nell'ambiente intracellulare della fibra
muscolare a determinare l'inizio dei complessi fenomeni chemo-meccanici
che portano alla contrazione muscolare.Dopo tale descrizione si può
facilmente comprendere come sia fondamentale per una fibra muscolare
possedere un efficiente meccanismo di stoccaggio e distribuzione
capillare degli ioni calcio, che permetta un innesco del meccanismo di
contrazione solo quando richiesto: tali funzioni sono deputate al
reticolo sarcoplasmatico liscio, o sistema longitudinale, che contiene
una alta concentrazione di ioni calcio.Oltre al sistema tubulare
trasversale, invaginazione del sarcolemma, e comunicante con lo spazio
extracellulare; la fibra muscolare possiede anche un sistema
longitudinale (reticolo sarcoplasmatico liscio), che con le sue strutture
(dette \p27 cisterne terminali) aderisce intimamente al sistema
trasversale, formando le cosiddette triadi. Il sistema longitudinale non
è in comunicazione con lo spazio extracellulare.Il sistema trasversale T
può essere definito come un sistema di conduzione rapida e omogenea
del'impulso elettrico formatosi nella placca motrice sulla membrana
cellulare della fibra: l'impulso eccitatorio infatti penetra rapidamente
all'interno della cellula tramite le invaginazioni del sarcolemma con i
tubuli T. Tale eccitazione si propaga alle vicine cisterne terminali del
sistema longitudinale, causando la liberazione di ioni calcio ivi
accumulati: gli ioni si diffondono nel liquido intracellulare, innescando
il meccanismo della contrazione.Il fenomeno per il quale da un impulso
elettrico si genera una azione meccanica viene definito accoppiamento
elettro-meccanico.Alla fine della contrazione muscolare gli ioni calcio
vengono riassunti rapidamente dal reticolo sarcoplasmatico, mediante un
trasporto attivo (con consumo di energia) ad opera di una pompa del
calcio: quando la concentrazione degli ioni calcio viene sufficientemente
ridotta, si ha una inibizione del meccanismo di contrazione (viene
disattivato l'interruttore ).Possiamo ricapitolare schematicamente la
sequenza di fenomeni che avvengono nella contrazione muscolare:1 -
stimolazione della fibra muscolare2 - formazione di un potenziale
d'azione (impulso elettrico eccitatorio)3 - accoppiamento elettro-
meccanico:a - conduzione dell'impulso nel sistema Tb - trasmissione
dell'impulso al sistema longitudinalec - liberazione degli ioni calciod -
azione del calcio sul sistema troponina-tropomiosina4 - formazione del
complesso actina-miosina5 - contrazione delle miofibrilleFenomeni
elettrici nelle fibre muscolariAppare chiaro ora che le fibre muscolari
sono cellule eccitabili e conduttive: esse cioè sono in grado di generare
sulla loro membrana plasmatica un potenziale d'azione, e di propagarlo
rapidamente lungo vie definite a tutto il corpo cellulare. Il punto nel
quale si genera il potenziale è definito placca motrice, o placca
neuromuscolare, ed è il punto nel quale la fibra muscolare prende
rapporti con Passone di una cellula nervosa (sinapsi): è in questa sede
che viene generato il primo impulso elettrico che indurrà la contrazione
muscolare. La velocità di propagazione del potenziale d'azione
all'interno della fibra muscolare striata scheletrica di mammifero è di
circa 10-12 metri al secondo, valore questo sensibilmente inferiore alla
velocità di conduzione delle fibre nervose (20-60 m/s).Organizzazione
delle fibre muscolari nella costituzione del muscoloAll'interno di un
muscolo le fibre sono disposte parallelamente fra loro: tale ordinamento,
dai chiari significati funzionali, è mantenuto da una struttura
connettivale: in particolare ogni muscolo è avvolto esternamente da una
guaina resistente di tessuto connettivo fibro-elastico, detta epimisio.
Da questa si dipartono verso l'interno spessi sepimenti connettivali, che
isolano i fasci di fibre \p28 muscolari gli uni dagli altri: tali
sepimenti prendono il nome di perimisio; ciascuna fibra muscolare è poi
circondata da un sottile setto connettivale, che prende origine dal
perimisio, l'endomisio.L'estremità di un muscolo quasi sempre si continua
con strutture connettivali allungate, i tendini, o appiattite, le
aponeurosi, mentre più raramente il muscolo si inserisce sull'osso
direttamente con la sua parte carnosa. Il passaggio muscolo-tendineo
riveste una particolare importanza: le fibre muscolari terminano con
estremità fusiformi, che si inseriscono nel connettivo del tendine
contraendo con esso solide connessioni, tanto che appare molto raro in
patologia un distacco in questa zona, essendo molto più frequente che un
tendine stacchi un frammento di osso a livello del suo punto di
inserzione.La componente connettivale del muscolo non ha solo funzioni di
apporto sanguigno alle fibre muscolari, ma anche protettivo e di
modellamento della forma di tutto il muscolo nel suo insieme.Inoltre con
il tessuto connettivo giungono ad ogni fibra muscolare le terminazioni
nervose per la conduzione degli impulsi provenienti dai neuroni.Dal punto
di vista biomeccanico il tessuto connettivo all'interno del muscolo
conferisce caratteristiche di elasticità al tutto.L'orientamento delle
fibre all'interno di un muscolo è fondamentale per definirne la forza e
l'ampiezza di contrazione: le fibre possono disporsi parallelamente o in
modo obliquo rispetto all'asse longitudinale del muscolo. La disposizione
parallela delle fibre permette al muscolo un maggiore accorciamento, con
movimento quindi più ampio epiù veloce; invece la disposizione obliqua
delle fibre, come ad esempio nei muscoli pennati, permette al muscolo un
minore accorciamento (il vettore contrazione non coincide con quello di
movimento, per cui solo una componente dell'accorciamento delle fibre
viene utilizzata), ma in esso sono contenute più fibre muscolari, quindi
è in grado di esercitare una maggiore forza.Nel corpo umano sono presenti
entrambi i tipi di disposizione appena citati, ma sono prevalenti di gran
lunga i muscoli con disposizione obliqua delle fibre (muscoli unipennati,
bipennati o multipennati), a conferma che ai muscoli viene richiesta più
forza che lunghezza di accorciamento. Ciò è giustificato dal fatto che
nel corpo umano i muscoli hanno spesso inserzioni molto ravvicinate ai
fulcri articolari, quindi in posizioni svantaggiose (piccolo braccio di
leva).Innervazione dei muscoli - concetto di unità motoriaCome è stato
definito all'inizio del capitolo, il sistema nervoso centrale interagisce
sul mondo esterno attraverso i muscoli.Le fibre muscolari striate
scheletriche sono innervate dalle terminazioni degli assoni dei
motoneuroni a, il cui corpo cellulare (pirenoforo) è situato nel corno
ventrale della sostanza grigia del midollo spinale. Ciascun motoneurone
provvede ad un numero variabile di fibre muscolari, grazie ad una serie
di biforcazioni successive del proprio assone. La ramificazione dei
cilindrassi dei motoneuroni inizia solo poco prima che il nervo penetri
nel muscolo, e la maggior parte di esse avviene all'interno della massa
del muscolo stesso. Le diramazioni degli assoni terminano sulla
superficie sarcolemmatica formando una sinapsi colinergica definita
placca neuromuscolare.Nel mammifero adulto ogni fibra muscolare
scheletrica è innervata da un solo motoneurone; ogni motoneurone, come
detto, innerva più di una fibra muscolare.Nel 1925 Sherrington introdusse
il concetto di unità motoria per indicare il complesso costituito dal
motoneurone spinale e dal gruppo di fibre muscolari che esso innerva.
L'unità motoria quindi è formata da 4 elementi: il corpo cellulare \p29
del motoneurone, situato nel corno ventrale del midollo spinale, il suo
assone che decorre in un nervo periferico, la giunzione neuromuscolare, e
infine le fibre muscolari innervate dal neurone stesso (vedi fig. 9.1).Il
concetto di unità motoria, rivelatosi di enorme utilità sia in fisiologia
sia in patologia, è essenzialmente di natura fisiologica, sebbene in sé
essa sia anche una entità morfologica. Dal punto di vista fisiologico
l'unità motoria può essere considerata come un gruppo di fibre muscolari
che funzionano inscindibilmente, secondo la legge del tutto o nulla:
l'unità motoria è la più piccola unità funzionale del muscolo che può
venire controllata dal sistema nervoso. Tale concetto è strettamente
correlato a quello, sempre enunciato da Sherrington, di via finale comune
per indicare il sistema dei motoneuroni a come unica via di connessione
finale che tutte le efferenze dal sistema nervoso centrale devono
percorrere per agire sul sistema muscolare e quindi, in ultima analisi,
sull'ambiente.Distribuzione e dimensioni delle unità motorieNegli animali
da esperimento è possibile studiare le caratteristiche di singole unità
motorie attraverso metodiche di stimolazione elettrica di singoli
motoneuroni a livello del pirenoforo nel midollo spinale.La distribuzione
delle fibre muscolari appartenenti ad una singola unità motoria può
essere visualizzata in modo molto diretto tramite il metodo della
deplezione del glicogeno: stimolando ripetutamente ad alta frequenza una
singola unità motoria, le fibre muscolari ad essa appartenenti,
contraendosi, andranno incontro ad affaticamento, con deplezione delle
riserve di glicogeno; eseguendo poi un esame istologico del muscolo con
il metodo PAS, selettivo per il glicogeno, si individueranno le fibre
dell'unità in esame. È stato così possibile vedere che le fibre muscolari
appartenenti ad una singola unità motoria non sono raggruppate insieme
anatomicamente nell'ambito del muscolo, ma sono sparpagliate in una vasta
area (fino al 30% della sua sezione trasversa), frammiste alle fibre di
altre unità. Perciò, inversamente, all'interno di un singolo fascicolo di
fibre muscolari, unite da un manicotto di connettivo, sono presenti fibre
di diverse unità motorie.Lo stesso metodo ha permesso di contare le fibre
muscolari per ogni unità motoria. Tale numero è estremamente variabile:
si va dalle 10-20 fibre muscolari per unità dei piccoli muscoli
estrinseci dell'occhio e per i muscoli della mano, alle 1500-2000 fibre
per unità motoria per i grandi muscoli degli arti (Bicipite brachiale,
Gastrocnemio). In generale si può affermare che i muscoli più piccoli,
deputati ai movimenti fini, posseggono unità più piccole, per dosare
meglio il movimento; d'altro canto i grandi muscoli, deputati
all'esecuzione di movimenti potenti, sono dotati di unità motorie più
ampie.Questo principio è espresso dal rapporto di innervazione: minore è
il numero di fibre muscolari per unità motoria, più vicino all'uno è il
rapporto: un muscolo che presenti un rapporto di innervazione di questo
tipo ha un numero di motoneuroni che lo innervano relativamente elevato
rispetto al numero delle sue fibre muscolari.Classificazione istochimica
delle unità motorieDal punto di vista istochimico le fibre muscolari non
sono tutte uguali: già da molti anni è noto che alcune fibre posseggono
molti più mitocondri di altre, facendo supporre differenze dal punto di
vista metabolico. Con gli ultimi anni sono state acquisite inoltre molte
informazioni sul contenuto enzimatico, suisubstrati metabolici e sulle
proteine strutturali dei vari tipi di fibre muscolari.Si è dimostrato
intanto che le fibre appartenenti ad unità motorie lente S posseggono una
riserva più copiosa di capillari, e quindi di sangue ossigenato, facendo
supporre un metabolismo prevalentemente aerobio, o ossidativo: sono
quelle che in passato sono state definite le fibre muscolari rosse .Al
contrario la vecchia definizione di fibre bianche è stata applicata a
fibre muscolari veloci, caratterizzate prevalentemente da un metabolismo
anaerobio (metabolismo del glicogeno).Negli ultimi anni, essendo stati
individuati diversi enzimi e substrati in quantità differenti nelle fibre
muscolari, sono state svilippate due classificazioni.Le fibre muscolari
vengono distinte in classe I, HA e II B, oppure in SO (Slow Oxidative),
FOG (Fast Oxidative Glycolytic) e FG (Fast Glycolytic).Le fibre di tipo
I, o SO, ricche di enzimi ossidativi, hanno un metabolismo di tipo
aerobio, le fibre di tipo HA, o FOG possiedono un alto livello sia di
enzimi ossidativi che glicolitici, le fibre di tipo IIB o FG sono ricche
solo di enzimi glicolitici, per un metabolismo anaerobio.Una
considerazione di fondamentale importanza è che, grazie al test di
deplezione del glicogeno, è stato possibile vedere che tutte le fibre
muscolari di una unità motoria hanno le stesse caratteristiche
istochimiche.Correlazione tra caratteristiche istochimiche e fisiologiche
delle unità motorieEsiste una stretta correlazione fra caratteristiche
funzionali e istochimiche delle unità motorie. Le unità S, capaci di
contrarsi lentamente, ma molto resistenti alla fatica, possiedono un
corredo di fibre muscolari con metabolismo aerobio (SO, I); le unità FR
hanno fibre muscolari di tipo FOG o HA, quindi a metabolismo intermedio,
e infine le unità FF, veloci e potenti, ma velocemente faticabili, hanno
fibre di tipo FG o IIB.A completamento di questo paragrafo riassumiamo le
principali caratteristiche dei diversi tipi di unità motoria nella
seguente tabella.Tab. 1.1 - Correlazione fra tipo di unità motoria, tipo
di fibra muscolare e caratteristiche istochimicheTIPO UNITÀ MOTORIA: S -
FR - FF Caratteristiche funzionalivelocità di contrazione. bassa - medio-
alta - altaSAG testresistenza alla fatica: alta - medio-alta -
bassatensione prodotta:bassa - intermedia - altaTIPO UNITÀ MOTORIA: S -
FR - FF Caratteristiche del motoneuronedimensioni corpo cellulare e
assone: piccolo - medio-piccolo - grandevelocità di conduzione: bassa -
medio-bassa - elevatafrequenza di scarica: bassa - medio-bassa -
elevataTIPO UNITÀ MOTORIA: I-SO - HA-FOG - HB-FG Caratteristiche
istochimichemetabolismo: AEROBIO - MISTO - ANAEROBIOcontenuto in
glicogeno: basso - alto - altoquantità di mitocondri: elevata -
intermedia - bassaapporto capillari: elevato - intermedio - bassoFinalità
della differenziazione fra diverse unità motorieIl vantaggio di queste
differenze fra le varie unità motorie risiede nella specificità
funzionale che ogni muscolo ha all'interno di un organismo.\p31 Bisogna
qui specificare che i singoli muscoli possiedono questi tipi di unità
motoria in proporzioni differenti, a seconda della funzione svolta dal
muscolo in generale: il numero relativo di ogni tipo di unità conferisce
al muscolo caratteristiche funzionali diverse, per il tipo di movimento
che il muscolo stesso deve compiere.Paradigmatico è l'esempio dei muscoli
della gamba soleo e gastrocnemio. Il muscolo soleo ha una alta
percentuale di unità motorie di tipo S, ha un tempo di contrazione quindi
lento, ma una alta resistenza alla fatica. Al contrario, il gastrocnemio
possiede molte unità di tipo F (FF e FR) e può esercitare una forza
maggiore ma per tempi più brevi. In correlazione con queste proprietà è
il ruolo esercitato dai due muscoli presi in esame: il soleo è usato per
tempi prolungati durante la stazione eretta, il cammino, le posture in
generale, mentre il gastrocnemio viene usato efficacemente per il salto e
la corsa.Differenziazione durante lo sviluppo delle unità motorieGià da
molti anni è noto che in alcuni animali da esperimento neonati, come ad
esempio il gatto, sono presenti solo unità motorie di tipo lento.
Nell'arco di alcune settimane avviene la differenziazione delle unità in
rapide e lente.Eccles e Buller negli anni '60 compirono una serie di
eleganti esperimenti che chiarirono parzialmente questo fenomeno:
incrociarono chirurgicamente in animali adulti il nervo di un muscolo
rapido con quello destinato ad un muscolo lento, e viceversa: fu così
dimostrato che i motoneuroni mantenevano le loro caratteristiche
fisiologiche originali, mentre erano le fibre muscolari che modificavano
le loro proprietà a seconda della innervazione: in altre parole, un
muscolo rapido diventava lento quando veniva innervato da motoneuroni
lenti e viceversa.Da ciò è possibile desumere che è il sistema nervoso
che, tramite l'innervazione, controlla la differenziazione fra fibre
muscolari lente e veloci: si pensa che in qualche modo il tipo di
attività contrattile che il nervo impone alla fibra determini una
espressione genica differente, indirizzata verso una maggiore o minore
velocità di contrazione. Un'altra considerazione importante è che la
differenziazione fra muscoli rapidi e lenti non è un processo solamente
genetico e quindi immodificabile, ma è una caratteristica che può mutare
nell'arco della vita. Le implicazioni cliniche riguardanti quest'ultima
osservazione, non ancora definite, saranno probabilmente oggetto di
ricerca nei prossimi anni.Gradazione della forza contrattile
muscolareCome è stato detto in precedenza, una unità motoria funziona
secondo il principio del tutto o nulla: quando un motoneurone genera un
potenziale d'azione, questo determina la contrazione sincrona e massimale
di tutte le fibre muscolari afferenti a quell'assone.Ma allora in quale
modo il sistema nervoso centrale può graduare la forza sviluppata dai
muscoli?Due sono le modalità: il reclutamento (cioè l'aumento di unità
motorie attivate, e di conseguenza l'aumento della forza di contrazione),
e la variazione della frequenza di scarica delle singole unità motorie.Il
Reclutamento: i motoneuroni afferenti ad un dato muscolo vengono
reclutati secondo un ordine preciso, dato dalle dimensioni del corpo
cellulare. I neuroni con corpo cellulare piccolo hanno soglia di
attivazione più bassa, e quindi possono essere attivati da stimoli
(volontari o riflessi) più deboli; aumentando l'intensità di
stimolazione, vengono reclutati progressivamente i motoneuroni più
grandi. Poiché in precedenza è stato detto che i piccoli motoneuroni
fanno parte di unità motorie di tipo lento, mentre i grandi motoneuroni
appartengono a unità \p32 motorie veloci, si deve concludere che quando
un muscolo inizia a contrarsi, le prime unità coinvolte sono quelle lente
S, e seguono in un secondo tempo le unità F. Questo ordine di
reclutamento stereotipato, detto Principio delle Dimensioni del
Motoneurone, è valido sia per l'attivazione riflessa che volontaria di un
muscolo ma non è assoluto, esistono situazioni in cui le fibre rapide si
attivano per prime (vedi capitolo 9).La Frequenza di Scarica: il secondo
modo con il quale è possibile aumentare la forza sviluppata da un muscolo
consiste nell'aumentare la frequenza di impulsi che il motoneurone invia
alle sue fibre muscolari: è dimostrato infatti che se un muscolo viene
attivato da una successione di potenziali d'azione ad una frequenza tale
da non concedere al muscolo di rilasciarsi completamente tra una scossa e
l'altra, le forze generate da ciascun impulso si sommano fino a
raggiugere un plateau nella tensione generata: questo stato di
contrazione viene definito tetano completo. Se le frequenze di
stimolazione sono più basse, si permette al muscolo di rilasciarsi
parzialmente tra un impulso e l'altro, e la tensione registrata mostra
così una certa fluttuazione: tale stato è detto tetano
incompleto.Solitamente però i movimenti eseguiti a contrazioni
submassimali, registrati globalmente in un muscolo, non mostrano
oscillazioni nella tensione, e ciò è dovuto al fatto che le unità motorie
vengono sempre attivate in modo asincrono: mentre alcune sono contratte,
altre sono rilasciate.I due meccanismi del reclutamento e della frequenza
di scarica non si escludono a vicenda, ma sono strategie che il sistema
nervoso integra e modula a seconda del tipo di movimento
richiesto.BibliografiaBasmajian J.V., L'esercizio Terapeutico, Piccin,
Padova, 1990.Kandel E.R., Schwartz J.H., Principi di Neuroscienze, Casa
editrice Ambrosiana,Milano, 1988. Rosati P., 1982, Istologia,
EdiErmes.Rothwell J., Control of Human Voluntary movement, Chapman &
Hall. Schmidt R.F., Tews G., 1985, Fisiologia umana, Vol. I
Neurofisiologia, Idelson, 1994.\p33CAPITOLO 2 PRINCIPI DI ANATOMIA E
FISIOLOGIA DELLE CELLULE NERVOSELa cellulaSi definisce come unità base
del SN (Sistema Nervoso) la cellula nervosa o neurone.Altamente
specializzata, tanto da aver perso ogni possibilità di riprodursi, questa
cellula si presenta in varie morfologie, tutte atte a facilitare al
massimo il suo unico compito: la trasmissione di un segnale.Rimandando ai
testi di neuroanatomia per ciò che riguarda le varie possibili forme e
dimensioni della cellula nervosa, ricorderemo qui solamente che essa è
composta da:1) un corpo centrale: il pirenoforo, all'interno del quale si
trova il nucleo e si svolgono tutti i processi metabolici;2) da numerose
propaggini che costituiscono una arborizzazione attorno al pirenoforo: i
dendriti;3) da un lungo processo del diametro di pochi millimicron che
può raggiungere un metro e più di lunghezza. Tale processo si chiama
assone o cilindrasse. L'assone di una cellula nervosa non è
necessariamente unico, il caso dell'unicità del cilindrasse è solamente
quello di gran lunga più frequente, esistono anche neuroni con due o più
assoni. La parte di assone che si collega al pirenoforo (colletto o cono
assonale) è la zona del neurone più sensibile agli spikes.1 millimicron:
= 1/1000 di mm.\p34La morfologia neuronale appena descritta consente alla
cellula di ricevere e trasmettere impulsi con la massima rapidità e
precisione.L'impulso viene normalmente ricevuto attraverso i dendriti o
il soma, trasmesso al corpoed infine all'assone dal quale passerà poi ai
dendriti o al soma della \p35 cellula nervosa succcessiva e così via. È
possibile tuttavia che la cellula nervosa riceva il segnale direttamente
sull'assone, ed il segnale può viaggiare anche in direzione inversa,
dagli assoni al pireneforo, si parla allora di conduzione antidromica non
sembra invece a tutt'oggi possibile che venga trasmesso ad altra cellula
se non tramite l'assone che, data la lunghezza e l'unicità d'azione, è
senz'altro la componente più importante di tutta la struttura.Il punto in
cui l'assone di una cellula nervosa viene a contatto con i dendriti o
un'altra parte del neurone successivo, è definito sinapsi.Fig. 2.2 -
Disegno schematico di una sinapsi colinergica. Due strutture cellulari,
la terminazione nervosa colinergica (a sinistra) e la cellula
postgiunzionale (a destra), sono separate dalla fessura giunzionale
(sinaptica). Il trasporto della colina nella terminazione nervosa è
mediata da un portatore che trasporta anche ioni Na+ usando come energia
il gradiente del sodio. Tale trasporto è inibito dall'emicolinium.
All'interno della terminazione la colina si combina con l'acetato
attivato (AcCoA) in una reazione catalizzata dall'Acetil-transferasi, per
formare acetilcolina (ACh). La formazione di vescicole di deposito inizia
con la deposizione di molecole di clatrin sulla faccia interna della
membrana terminale (indicata come una struttura a palizzata sulla nuova
vescicola). Con il distacco della vescicola neoformata, dalla superficie
verso l'interno, si ha la formazione di una vescicola complessa, da cui
deriverà alla fine la vescicola di deposito. L'ACh è trasportata nella
vescicola di deposito per azione di un portatore (2) che utilizza come
sorgente di energia il flusso verso l'esterno di proton. Nelle vescicole
sono immagazzinati anche ATP e glicoproteine (GP). La liberazione di un
mediatore avviene quando un potenziale di azione convogliato lungo
l'assone, per l'azione dei canali del sodio sensibili alle variazioni di
potenziale, arriva alla terminazione nervosa. I canali del calcio,
sensibili alle variazioni di potenziale, nella membrana terminale, si
aprono permettendo un afflusso di calcio. L'aumento del calcio
intracellulare provoca la fusione delle vescicole con la membrana di
superficie e quindi, con il meccanismo della esocitosi, l'espulsione di
ACh, ATP e GP nella fessura giunzionale. Questa fase può essere bloccata
dalla tossina botulinica. L'ACh raggiungendo i recettori pregiunzionali
(e possibilmente quelle postgiunzionali) modifica la funzione della
corrispondente cellula (da notare: alcune giunzioni colinergiche sembrano
essere prive di recettori pregiunzionali). L'ACh viene a contatto anche
con l'acetilcolinesterasi (AChE), un enzima polimerico che scinde l'ACh
in colina ed acetato. In alcune giunzioni colinergiche un mediatore
polipeptidico, il polipeptide intestinale vasoattivo (VIP), viene
liberato nella fessura giunzionale, insieme all'ACh. (Riproduzione
autorizzata da Katzung B. G. a cura di: Farmacologia generale e clinica,
Piccin).\p36Si è visto come tutto nella cellula nervosa sia predisposto a
facilitare la trasmissione di un segnale; esaminiamo ora cosa si intende
esattamente con il termine segnale e come avvenga la sua propagazione
fisiologica all'interno del SN.Il segnale, spike come verrà definito
d'ora in avanti, è una corrente elettrica che si propaga solitamente dal
pirenoforo lungo l'assone.Questo tipo di corrente, a differenza di ciò
che si intende comunemente come corrente elettrica (e cioè un movimento
di elettroni in una data direzione), è data dal propagarsi lungo l'assone
dell'inversione di una differenza di potenziale (ddp), normalmente
presente allo stato di riposo fra l'interno e l'esterno della membrana
cellulare.L'inversione è dovuta ad un improvviso flusso di ioni
attraverso la membrana, originato da una variazione di permeabilità della
stessa.In condizioni normali, allo stato di riposo, la membrana può
essere pensata come un rivestimento attivo in grado di salvaguardare
l'integrità della cellula nervosa, regolando l'afflusso ed il deflusso
delle macromolecole e degli atomi responsabili dello stato funzionale del
neurone.Se questa azione pare essere relativamente semplice nei confronti
delle molecole organiche, troppo voluminose per passare attraverso le
porosità della membrana, certamente non lo è rispetto agli ioni, elementi
di dimensione suffi-centemente ridotta per poter filtrare nei due sensi e
la cui diversa concentrazione nei liquidi intra ed extracellulare dipende
da vari fattori che possono essere riassunti come segue:1) dalla
concentrazione chimica per ogni singolo ione ai due lati della
membrana;2) dal risultato finale della somma delle cariche elettriche
intra ed extracellulari (essendo chiaro che uno ione carico positivamente
verrà attirato nella zona a carica opposta);3 ) da meccanismi attivi di
membrana atti a muovere questi ioni nelle direzioni più confacenti alla
ideale situazione di riposo della cellula.Da quanto esposto risulta
chiaro che le probabilità di uno ione di muoversi attraverso la membrana
situandosi da un lato specifico sono date da:a) la tendenza a raggiungere
l'equilibrio chimico, cioè quella concentrazione identica dalle due parti
che il singolo ione raggiungerebbe se non entrassero in gioco i punti 2 e
3 dell'esposizione precedente;b) la tendenza a raggiungere una situazione
elettrica neutra, di equilibrio cioè delle cariche elettriche portate sia
da tutti gli elettroliti, sia da tutte quelle molecole organiche
costrette invece, per la loro dimensione, da uno dei due lati e la cui
carica elettrica deve quindi considerarsi fissa;c) la probabilità che ha
uno ione di essere arpionato dai meccanismi attivi e trasportato di
conseguenza, nella totale mancanza di considerazione per i punti
precedenti, all'interno o all'esterno.Dei punti esposti, la tendenza a
raggiungere l'equilibrio chimico è sicuramente la più forte; è però
validamente contrastata dalla resistenza attiva della membrana che,
restringendo al massimo le proprie porosità e ripescando ioni che sono
illegalmente passati dal lato opposto, è in grado di mantenere quella
concentrazione elettrolitica intracellulare (e di conseguenza anche
extracellulare) ideale per una situazione di riposo.All'arrivo dello
spike scompaiono sia la capacità della membrana di costituire una
barriera al transito di ioni sia la capacità attiva che le consente di
trasportarli da un lato all'altro e gli ioni possono liberamente
diffondere a seconda del gradiente chimico ed elettrico, provocando
quell'inversione della ddp che è responsabile della propagazione
dell'impulso; questa inversione viene comunemente definita
depolarizzazione.\p37Una volta terminata la depolarizzazione la membrana,
tornata attiva, lavora al massimo delle possibilità per restaurare
l'equilibrio di riposo.L'impulso si genera a livello delle sinapsi a
causa del contatto della parete cellulare con una sostanza chimica
liberata dall'assone del neurone precedente e si propaga lungo la cellula
nervosa per l'inibizione che esso è in grado di provocare, per una
piccolissima frazione di tempo, delle capacità attive della membrana.La
differenza potenziale che si viene a creare a riposo ai due lati della
membrana a causa dei meccanismi esposti è ben indicata dalla EQUAZIONE DI
NERST.E = RT/F Lg C2/C1conE = ddp di equilibrio a cavallo della membranaR
= costante dei gasT = temperatura assolutaF = Faraday (carica elettrica
per ogni milliequivalente di ione monovalente)C1 e C2 = concentrazione
ionica all'interno ed all'esterno della membrana.Considerando con buona
approssimazione la frazione RT/F come costante, questa equazione spiega
chiaramente come la ddp a cavallo della membrana sia proporzionale (in
maniera logaritmica) alle concentrazioni, dentro e fuori, di ogni singolo
ione.Naturalmente non esiste un solo tipo di ione e la ddp (E) totale(quella che si misura effettivamente) è il risultato della somma
algebrica delle varie E dei singoli elettroliti e delle cariche non
filtrabili, che agiscono interferendo reciprocamente complicando la
situazione.L'equazione di Nerst è quindi risolvibile solo attraverso
calcoli complicatissimi e la differenza di potenziale attraverso la
membrana non è logicamente intuibile una volta data l'equazione.La ddp
(E) che si misura a cavallo della membrana (con l'elettrodo attivo posto
intracellularmente e quello indifferente all'esterno) in un assone a
riposo è di circa 70mV. Ciò significa che la carica interna della cellula
rispetto a quella esterna (posta a 0) è di 70mV negativa. Questi 70mV
negativi oltre che essere dati dalla distribuzione di tutte le cariche
che non possono filtrare da un lato o dall'altro, sono dati anche da una
particolare situazione di disequilibrio dei gradienti chimici di alcuni
ioni (mantenuta, lo abbiamo visto, da meccanismi attivi) i quali, nel
momento in cui l'attività di membrana viene meno, filtrano liberamente
nei due sensi (per equilibrare la concentrazione chimica) generando cosi'
la ddp elettrica. Questi ioni sono essenzialmente lo ione Na+ (sodio) e
lo ione K+ (potassio) e, in misura molto minore, lo ione Cl(cloro). Le
concentrazioni intra ed extracellulari normali di questi ioni sono
esposte nella tabella sottostante:(mM/L=millimoli/litro)INT. - EST.Na+ -
9.2 mM/L - 120 mM/LK+ - 140 mM/L - 2.5 mM/LCl- - 3.4 mM/L - 120 mM/LNon
tutti i neuroni hanno un potenziale di riposo di -70mV, alcuni lo hanno
lievemente superiore, altri lievemente inferiore. Tutti comunque a segno
negativo.Negli ultimi anni sono stati individuati altri ioni in grado di
generare uno spike; fra questi particolarmente importante è lo ione Ca++,
in grado di generare \p38 spikes differenti, per ampiezza e durata dagli
spikes al Na+. Questi spikes svolgono funzioni particolari, a livello del
talamo e del cervelletto, ai cui capitoli si rimanda per una spiegazione
dettagliata.Analisi dello spikeLo spike è dunque una variazione delle
normali condizioni di riposo che si genera fisiologicamente quando la
membrana viene a contatto con il mediatore chimico liberato da un assone
a livello sinaptico. A causa di questo contatto la membrana perde la
capacità attiva di mantenere quei disequilibri di concentrazione
elettrolitica ideali per lo stato di riposo cellulare. Lo spike si genera
in un punto ben preciso della cellula e si propaga poi lungo i dendriti,
il pirenoforo e Passone, perpetrando questo meccanismo di inibizione
dell'attività di membrana.Esso non conquista però un area sempre più
estesa di superficie cellulare, ma si trasferisce, lasciandosi alle
spalle una membrana tornata al normale stato elettrico di riposo e che
tornerà in breve tempo anche al suo normale equilibrio chimico.La
variazione delle condizioni di riposo provocata dallo spike è definita
depolarizzazione, una inversione cioè del potenziale registrata
all'interno della cellula che, dalla normale condizione di -70mV passa ai
+45mV, con una escursione totale di circa 115mV. Il potenziale, una volta
generato, è in grado di inibire l'attività della membrana limitrofa
provocando così una propagazione della depolarizzazione che non si
trasferisce perciò per le proprietà di cavo dell'assone (che sono anzi
piuttosto scadenti) ma per questa possibilità di inibire, in punti
successivi, l'attività della parete cellulare.Non tutti gli stimoli
(goccioline di mediatore chimico o altro) sono sufficientemente forti da
provocare uno spike.Se lo stimolo provoca una depolarizzazione inferiore
alla linea dei -50mV (definita livello soglia nella figura 2.3) la
variazione elettrica si registra solamente ad una distanza assai ridotta
dal punto in cui lo stimolo è stato applicato, esaurendosi assai
rapidamente. Questa modificazione del livello di riposo della membrana è
detta ipopolarizzazione e corrisponde all'EPSP (Excitatory Post Synaptic
Potential) degli autori anglosassoni.Se al contrario lo stimolo è
sufficiente per portare la ddp ad un livello superiore ai -50mV si ha la
depolarizzazione totale, uno spike cioè che raggiunge i +45mV ed ha
sempre una ampiezza ed una forma costante, non influenzata in alcun modo
dalla intensità e dalla durata dello stimolo.Ciò configura una
caratteristica fondamentale dello spike che è normalmente riferita come
legge del
tutto o nulla: o lo stimolo non è sufficientemente forte da propagarsi lu
ngo il nervo o, se è in grado di farlo, si propaga con la forma e
l'ampiezza fisse caratteristiche dello spike; né la forma né l'ampiezza
dello spike sono in alcun modo influenzate dallo stimolo generatore una
volta raggiunto il livello soglia.Il passaggio del potenziale d'azione
non sconvolge solamente la polarità della membrana, ma implica anche una
insensibilità della fibra ad ogni forma di stimolo eventualmente
inviatole nell'arco di alcuni millisecondi dall'inizio del potenziale di
azione. Questo tipo di insensibilità viene definito refrattarietà.La
refrattarietà si divide funzionalmente in due forme ben distinte:la
refrattarietà assoluta e la refrattarietà relativa.Si definisce come
refrattarietà assoluta un periodo durante il quale nessuno stimolo, per
quanto intenso, può generare un potenziale d'azione.Si definisce come
refrattarietà relativa un periodo durante il quale la cellula \p39 non
risponde normalmente alle stimolazioni, ma è in grado di generare uno
spike se lo stimolo raggiunge livelli di intensità più elevata della
norma.La refrattarietà assoluta corrisponde, con buona approssimazione,
al periodo di depolarizzazione, quella relativa alla parte finale del
periodo del potenziale postumo positivo (vedi oltre).Un'immagine visiva
della reattività della cellula nervosa allo stimolo è data dalla figura
2.3.Come il potenziale di membrana a riposo e lo spike, anche i due
periodi di refrattarietà ora esaminati sono determinati da movimenti
elettrolitici e da diversi gradienti di concentrazione chimica. Non è
quindi possibile comprendere a fondo il meccanismo di propagazione del
segnale all'interno del SN se, accanto ad una esposizione dei fenomeni
elettrici che ne sono i diretti responsabili, non si pone una chiara
spiegazione dei fenomeni chimici, che ne costituiscono invece il primum
movens.Vediamo quindi cosa avviene a livello chimico a cavallo della
membrana al generarsi dello spike.Ciò che finora si è definito perdita
delle capacità attive di membrana, è più correttamente espresso con la
terminologia elettrostatica di aumento dell'induttanza della membrana
cellulare cioè letteralmente come una diminuzione della sua resistenza al
passaggio degli ioni; l'aumento di induttanza della membrana cellulare
viene misurata in milliohm.All'arrivo dello stimolo depolarizzatore
questa induttanza non si modifica uniformemente ma, come si vede nella
figura 2.4, ha un andamento differenziato per lo ione Na+ e lo ione
K+.Più precisamente, vi è un aumento rapido e massimo dell'induttanza al
sodio (che, come si vede dal grafico, colore verde, passa rapidamente
dall'esterno all'interno della membrana) e successivamente un aumento,
più moderato e prolungato, dell'induttanza al potassio (che si
trasferisce all'esterno in una fase successiva all'ingresso del sodio,
colore giallo).\p40L'aumentata induttanza al sodio, con il passaggio
verso l'interno dello ione, deve essere considerata l'evento determinante
la fase di ascesa dello spike, mentre l'aumentata induttanza al potassio
della fase successiva è interpretabile come la maggiore responsabile del
ritorno della differenza di potenziale a livelli di riposo.L'induttanza
al sodio diminuisce, raggiungendo i valori normali prima del termine
della depolarizzazione, l'induttanza al potassio si riduce invece assai
più \p41 lentamente, raggiungendo i valori normali prima del termine del
potenziale postumo positivo (vedi oltre).Questa variazione differenziata
delle induttanze agli ioniNa e K apre alcune interessanti considerazioni
sulla variazione delle concentrazioni elettrolitiche durante e subito
dopo lo spike. La prima, già abbozzata, è che il sodio è il maggiore
responsabile della fase di depolarizzazione, mentre il potassio è
fortemente interessato nel ritorno e nel mantenimento della normalità
elettrica a cavallo della membrana. La seconda, ancor più interessante, è
che una volta filtrati liberamente gli elettroliti nelle due direzioni,
l'induttanza di membrana torna rapidamente ai valori normali.Al termine
del potenziale d'azione si avrà quindi una situazione elettrica di riposo
normale (-70mV) data però da una situazione chimica completamente
abnorme, diametralmente opposta a quella fisiologica: grandi quantità di
potassio all'esterno e di sodio all'interno. Questa è la ragione
principale per cui un nuovo stimolo depolarizzatore a questo punto non
sortisce alcun effetto e la cellula si trova in una situazione definita
di refrattarietà assoluta.È a questo punto che la membrana cellulare,
tornata attiva, compie il massimo sforzo per ridare alla cellula nervosa
quelle concentrazioni elettrolitiche che le sono congeniali.La capacità
di modificare le concentrazioni elettrolitiche del citoplasma cellulare,
quella definita all'inizio la capacità di arpionare gli elettroliti per
poi trasferirli da un lato all'altro, è dovuta ad un meccanismo presente
nella membrana, un enzima più precisamente che, assumendo conformazioni
steriche differenti, è in grado di arpionare, a seconda della propria
forma, il sodio o il potassio presenti dal lato sbagliato della membrana
per poi ruotare, consumando un radicale fosforico verso l'interno o
l'esterno della cellula e scaricare gli ioni dal lato corretto .Questo
meccanismo viene comunemente definito pompa del sodio.Esistono a
tutt'oggi diversi punti oscuri sul suo intimo funzionamento, che è quello
indicato nella figura che segue.Fig. 2.6 - Pompa del sodio\p42Nella
figura (nel punto contrassegnato dalla freccia) l'enzima responsabile
della pompa del sodio si trova prima rivolto verso l'interno, legato con
una molecola di ATP e con il sito per gli ioni sodio normalmente vuoto.
In alcuni casi (tipo ad esempio l'eccesso Na+), il sito viene occupato da
uno ione che provoca, con il consumo di un radicale fosforico ad alta
energia, la rotazione verso l'esterno. Così ruotato l'enzima assume una
nuova forma, liberando contemporaneamente lo ione sodio ed il radicale
fosforico usato per la rotazione. Ciò rende possibile all'enzima
agganciare un atomo di potassio che modificandone nuovamente la
conformazione sterica provoca, senza consumo di energia, una rotazione
verso l'interno. Avvenuta questa rotazione il potassio si distacca ed il
sito diviene nuovamente disponibile per il sodio reiniziando il
ciclo.Questo meccanismo permette alla membrana di riconquistare, in un
periodo assai breve, le concentrazioni elettrolitiche di riposo
ritrovando così lo stato elettrochimico posseduto prima della
depolarizzazione e con esso la normale eccitabilità.La pompa del sodio
funziona naturalmente anche in fase di riposo, il ritmo è però molto meno
intenso, essendo il suo scopo ripescare gli ioni illecitamente filtrati
nei due sensi.Come è evidente dai grafici precedentemente esposti, il
potenziale di azione, una volta raggiunto il suo plateau, non si limita a
tornare alla posizione di riposo, ma la supera raggiungendo per un breve
periodo un potenziale inferiore ai -70mV.Il periodo immediatamente
seguente ad un potenziale d'azione, in cui la ddp di membrana è inferiore
ai -70mV, viene comunemente definito potenziale postumo positivo. Durante
il p.p.p. la membrana è più difficilmente eccitabile che di norma.Nel
caso in cui lo stimolo sinaptico sia isolato e non sufficiente per
raggiungere il livello soglia, si genera una lieve depolarizzarione che
non dà origine ad alcun potenziale propagato, ma ad un fenomeno locale
che si esaurisce assai rapidamente.In determinate circostanze però questi
piccoli impulsi agiscono a lungo e con il giusto ritmo, abbassando per un
certo periodo di tempo il potenziale di riposo a valori intermedi fra i
-70 e -50mV.Questo porta ad una conseguenza immediata assai evidente:
qualunque stimolo che giunga ad un neurone con un siffatto livello di
riposo, per raggiungere il livello soglia deve possedere una forza di
gran lunga inferiore, sufficiente a provocare un'escursione di pochi mV e
non di 20 come nei casi precedentemente esaminati.È chiaro che un neurone
con un potenziale di riposo di questo tipo genererà uno spike per tutti
gli impulsi normalmente condotti dai neuroni, più gli impulsi appena
citati, che in una cellula a normale stato di riposo generano solamente
delle ipopolarizzazioni locali (EPSP).Questo fenomeno è definito
ipopolarizzazione o depolarizzazione parziale ed è costantemente presente
nelle cellule del SN.Un esempio caratteristico è rappresentato dai
motoneuroni di un velocista in attesa del segnale di partenza. Questi
neuroni sono pronti a recepire un minimo segnale, sono cioè ad un livello
di polarizzazione subito inferiore al livello soglia, pronti a scaricare
(provocando la contrazione muscolare e l'inizio del movimento) per un
segnale di intensità minima.Si può verificare anche la situazione opposta
o iperpolarizzazione: il raggiungimento di un potenziale di riposo
compreso fra i -100 e -120mV.In questo caso solamente pochi stimoli,
quelli più intensi, sono in grado di portare la membrana ad un livello
soglia. Questo fenomeno è normalmente presente in molte cellule nervose
quando l'individuo dorme o è comunque a riposo ed è legato soprattutto
all'ingresso del CI nel citoplasma neuronale.La fisiologia del neurone
fin qui affrontata non chiarisce un punto fondamentale: \p44 il contrasto
logico fra cellula nervosa che risponde ad uno stimolo in maniera
categorica, con uno spike sempre uguale oppure non risponde (legge del
tutto o nulla) ed il sistema nervoso, che invece è in grado di dosare
perfettamente la quantità del proprio intervento senza alcuna soluzione
di continuo.Una spiegazione di ciò è legata al fatto che il singolo spike
è una unità estremamente piccola, totalmente incapace da sola di generare
qualunque fenomeno evidente clinicamente. Le funzioni del SN sono il
risultato di migliaia di spike che si sommano e si sottraggono secondo la
regola fondamentale della sommazione spaziale e temporale.Come si vede
nella figura 2.7 le scariche di diversi neuroni si possono sommare, dando
luogo a fenomeni denominati sommazione spaziale e sommazione temporale.Se
questa sommazione viene in qualche modo influenzata dal fattore tempo, si
parla di sommazione temporale se invece la sommazione avviene per
moltiplicazione delle cellule che scaricano allo stesso tempo si parla di
sommazione spaziale.Attraverso questi meccanismi ed altri meno diffusi di
cui si parlerà in seguito, il SN riesce a quantificare assai bene il
proprio intervento, superando lo scoglio della legge del tutto o nulla,
che rimane pur sempre valida a livello del singolo neurone.Come si è già
visto, esiste lungo l'assone una forma elementare di propagazione,
definita propagazione punto a punto, che è un tipo di propagazione per
cui lo spike guadagna progressivamente punti successivi della membrana
cellulare. Questo tipo di propagazione è molto efficace, ma ha il difetto
di essere molto lenta (pochi metri al secondo) e non adatta ai normali
tempi di relazione del SN.Per accelerare al massimo la propria conduzione
e rispondere così agli stimoli in tempo utile, gli assoni sono dotati di
un rivestimento isolante, la guaina mielinica, che consente la cosiddetta
conduzione saltatoria.Anatomicamente la guaina mielinica è costituita da
una serie di cellule, le cellule di Schwann, strettamente arrotolate
intorno all'assone come una bandiera intorno all'asta. Queste cellule si
succedono una dopo l'altra lungo l'assone.I punti di congiunzione fra le
variecellule di Schwann, là dove l'assone rimane per un tratto
brevissimo privo di rivestimento, sono definiti nodi di Ranvier.Negli
assoni rivestiti di guaina mielinica la conduzione non è più punto per
punto ma da un nodo di Ranvier all'altro: viene perciò definita
conduzione saltatoria.Le fibre nervose si dividono a seconda della
ricchezza di mielina in alcune classi fondamentali, delle quali si
tratterà in dettaglio nel capitolo 6.Un altro momento importante nella
trasmissione dell'impulso è quella della trasmissione transinaptica.Come
si vede chiaramente nella figura 2.2, nella sua parte terminale l'assone
si allarga in un bottone sinaptico ricco di vescicole di mediatore
chimico.Sul neurone che deve ricevere il segnale sono presenti vari siti
recettivi specifici per il mediatore chimico di quella data
sinapsi.All'arrivo dello spike dal bottone sinaptico si libera una grossa
quantità di mediatore che, ricevuto all'altro capo, genera nuovamente uno
spike.Anche quando la cellula è a riposo, dal bottone sinaptico trasudano
alcune piccolissime goccioline di mediatore chimico che generano, nel
neurone che le riceve, piccoli potenziali post-sinaptici eccitatori
(EPSP) o inibitori (IPSP).I potenziali post-sinaptici eccitatori sono
generati dalla grande maggioranza dei neuroni, i potenziali post-
sinaptici inibitori sono invece generati da alcuni neuroni, definiti
inibitori, il cui mediatore chimico a livello sinaptico ha la \p46
proprietà di rendere la membrana permeabile al CI- e al K+, ma non al
Na+. In queste condizioni sarà ancora la differente concentrazione
chimica a provocare la variazione del potenziale di membrana.Le sinapsi
sono il momento di gran lunga più lento della trasmissione all'interno di
un sistema neuronale.Un circuito in cui sia necessario trasmettere a
grande velocità avrà quindi forzatamente poche sinapsi (circuito
paucisinaptico) ed un circuito con molte sinapsi non sarà, per forza di
cose, un circuito veloce, ma potrà dare una grande diffusione al
segnale.BibliografìaBloom e Fawcett, Trattato di Istologia, Piccin,
Padova, 1968. Eccles J., The physiology of nerve cell J.Hopkins Univ.
Press Baltimore, 1957. Kandel E.R., Schwarz J.R., Principi di
neuroscienze Ambrosiana Milano, 1985. Katz E., Nerve Muscles and synapses
Mc Gray-Hill book company, 1966. Ruch T.C., Patton, H.D., Fisiologia del
sistema nervoso di Fulton-Howell Universo, Roma, 1987.\p47CAPITOLO 3
BIOMECCANICAPremessaIl movimento umano è l'insieme dell'azione di diversi
sistemi integrati, perfettamente coordinati tra loro, ognuno dei quali
fornisce il suo insostituibile contributo al fine di renderlo armonico,
efficace e preciso.Il Sistema Nervoso Centrale elabora l'atto motorio
attraverso l'attivazione di circuiti neuronali che, al termine di
numerosi interventi in successione, finisce per produrre una serie di
spikes dei motoneuroni collegati alle fibre neuromuscolari.Questa che
chiamiamo elaborazione, è in realtà un processo estremamente complesso,
solo parzialmente conosciuto, di grande rilevanza in fisiologia ed in
riabilitazione, che coinvolge tutto ciò che accade nelle strutture
encefaliche e midollari e che costituisce la base di qualsiasi azione
volontaria, automatica o riflessa che l'organismo è in grado di
esprimere.Il prodotto finale del lavoro eseguito dai neuroni viene
incanalato nelle terminazioni assonali periferiche, la cui totale
integrità è assolutamente necessaria affinché non vi siano alterazioni
quali-quantitative del movimento.I nervi periferici sono spesso raccolti
in plessi che si intrecciano a più livelli per garantire una
distribuzione certamente più complessa, ma evidentemente anche più
efficace sul piano della qualità dell'atto motorio.Sono veri e propri
collettori, costituiti da fibre che hanno una specifica fisiologia
dipendente dalla sezione assonica e dalle caratteristiche funzionali
delle giunzioni neuro-muscolari cui vanno a trasmettere l'impulso
nervoso, precedentemente elaborato dal sistema centrale.Continuando
nell'analisi e nello studio dell'atto motorio, possiamo quindi dire che
tutto il movimento che è stato ideato, elaborato e trasmesso in sede di
Sistema Nervoso Centrale e Periferico, ha il suo sbocco naturale ed
obbligato sulla superficie del tessuto muscolare, le cui unità anatomo-
funzionali vengono attivate per dar vita alla contrazione.Il nostro
studio parte dalla neurofisiologia, ed ha nella neurofisiologia il suo
denominatore comune, nel corso di tutte le argomentazioni che saranno
trattate.Abbiamo tuttavia deciso di approfondire dettagliatamente, in
modo assolutamente inedito, la dimensione periferica del movimento, la
chinesiologia e la biomeccanica, in quanto traduzione concreta di tutta
l'attività che il Sistema Nervoso Centrale provvede a
costruire.L'integrazione tra queste due dimensioni è essenziale per
conoscere a fondo le leggi ed il funzionamento di qualsiasi atto
motorio.Partiamo quindi dal neurone, ma passiamo anche dal muscolo e
dall'articolazione, per ritornare poi nuovamente al neurone e cercare di
capire come i diversi apparati partecipano alla costruzione del
movimento, ognuno nella sua peculiarità.\p48Il muscoloIl muscolo è un
organo che appartiene all'apparato osteo-muscolo-scheletrico e che
possiede diverse funzioni, alcune delle quali solo recentemente oggetto
di studi e ricerche.La sua funzione più nota, e probabilmente la più
importante, è la contrattilità.L'insieme delle cellule muscolari ha la
capacità, attraverso la sovrapposizione di specifiche microstrutture, di
ridurre la propria lunghezza realizzando uno spostamento delle estremità
(i tendini) dalla periferia al centro.Questo spostamento ha tutte le
caratteristiche della forza vettoriale, in quanto è contraddistinto da
una direzione, un verso, un modulo ed un punto di applicazione.Pertanto
la contrazione muscolare può a tutti gli effetti essere studiata ed
analizzata come una forza vettoriale, di cui è possibile calcolarne
ciascuna componente e costruire le scomposizioni utili a comprenderne la
fisiologia che, trattandosi di movimento, prende il nome di chinesiologia
(Fig. 3.1).Lo scheletro umano è costituito di numerose ossa collegate tra
loro da articolazioni che permettono uno, due a tre gradi di libertà di
movimento.Convenzionalmente, il movimento è studiato su tre degli
infiniti piani che attraversano lo spazio, ed è su questi tre piani che
viene ricondotto per analizzarne la dimensione di base (Fig.
3.2).L'associazione di componenti eseguite su due o tre piani
convenzionali determina una posizione d'arrivo del segmento osseo mobile
che, rispetto al punto di partenza, giace su un piano obliquo.L'organismo
è perfettamente in grado di eseguire questa traslazione non spostandosi
solo su pochi piani in sequenza temporale successiva (a mò di robot),
bensì reclutando unità motorie in modo da permettere al distretto in
questione di spostarsi direttamente secondo traiettorie oblique.Lo
spostamento fisiologico si compie dunque quasi sempre utilizzando tali
traiettorie, il cui studio analitico diviene però difficile da
realizzare, soprattutto per la differente azione delle forze interne ed
esterne.Queste vengono ad assumere direzioni e, una volta scomposte,
moduli, di importanza diversa a seconda del loro rapporto con l'asse di
rotazione articolare, dell'angolo che formano con il braccio della leva
(costituita dal segmento che unisce il punto di applicazione del vettore
muscolare e l'asse di rotazione stesso), e dalla distanza dal fulcro su
cui si ruota il segmento osseo mobile.Ad esempio, la forza di gravità può
essere raffigurata come un vettore a direzione verticale, applicato su un
punto medio dell'osso, con il verso rivolto in basso; la sua direzione
rimane sempre verticale, tuttavia, se l'osso è in posizione anatomica,
l'influenza di questa forza sarà valutabile in una certa misura, mentre
se la posizione è diversa verranno modificati tutti i rapporti angolari e
lineari (Fig.3.3).Per mantenere la posizione così ottenuta occorre
pertanto attivare un'azione \p49 muscolare diversa che si contrapponga al
vettore gravitano che ora ha caratteristiche diverse da prima.Pertanto
nel corso del movimento i rapporti di cui sopra sono in continua
modificazione, ed un calcolo preciso richiederebbe la successione di
infinite operazioni basate su dati che via via riportano le posizioni
raggiunte.Per queste ragioni, i piani su cui abbiamo deciso di
concentrare l'attenzione sono quelli che convenzionalmente tutto il mondo
studia da quando esiste la chinesiologia, e cioè il piano sagittale, il
piano frontale ed il piano orizzontale.I piani del movimentoIl piano
sagittale attraversa il corpo umano passando per il suo baricentro e
dividendolo in due parti uguali e simmetriche, una destra e una
sinistra.\p50Ha una direzione quindi che lo porta dall'avanti
all'indietro (Fig. 3.4).Su questo piano sono possibili tutti i movimenti
del tronco e degli arti, che si realizzano dall'avanti all'indietro e
dall'indietro all'avanti e che prendono il nome di flessione ed
estensione.I muscoli flessori ed estensori hanno sempre una direzione che
evidenzia uno spostamento di un distretto corporeo in avanti o indietro,
e la loro funzione in tal senso dipenderà dal verso del vettore una volta
scomposto.Il piano frontale suddivide il corpo in una parte anteriore ed
una posteriore, attraversandone il baricentro.Ha pertanto una direzione
che procede in senso latero-laterale (Fig. 3.5).È su questo piano che
sono possibili tutti i movimenti che allontanano ed avvicinano gli arti
al tronco, oppure che permettono al tronco stesso ed al capo di
inclinarsi lateralmente.I movimenti degli arti vengono definiti con i
termini di abduzione (nel senso dell'allontanamento) e di adduzione (come
ritorno dall'abduzione o come movimento puro se associato a una flessione
o una estensione).La direzione del vettore costruito sull'azione del
muscolo ci indicherà se questi realizza uno spostamento dall'interno
all'esterno oppure dall'esterno all'interno, e quindi se si tratta di un
abduttore o di un adduttore.\p51Il piano orizzontale separa la parte
superiore del corpo da quella inferiore passando sempre attraverso il suo
baricentro (Fig. 3.6).Su questo piano sono possibili tutte le rotazioni
del tronco, del capo e degli arti, laddove il sistema articolare consenta
questi movimenti.Quando la rotazione porta la superficie anteriore
dell'arto verso l'interno avremo l'intrarotazione, quando invece lo
spostamento di questa superficie avviene verso l'esterno avremo
l'extrarotazione.Nel caso del capo e del tronco, i movimenti saranno
chiamati di rotazione destra e sinistra a seconda del lato verso cui
vengono rivolti.La posizione anatomicaLe analisi e tutte le
considerazioni fondamentali che verranno affrontate in questo testo
partiranno da una posizione standard, a cui si farà sempre
riferimento.Non è escluso che, di volta in volta, vengano considerate
anche altre posizioni significative per lo studio chinesiologico di un
certo muscolo su un determinato piano, a proposito di uno specifico
fulcro articolare, tuttavia si tratterà solo di una specificazione che
servirà a chiarire il concetto emerso nella posizione anatomica di
partenza.Tale posizione prevede il soggetto in piedi, con la base
d'appoggio leggermente allargata, il capo eretto con lo sguardo rivolto
in avanti, le spalle addotte lungo i fianchi in leggera extrarotazione,
gli avambracci estesi e supinati in modo che i palmi delle mani siano
rivolti in avanti.La posizione del polso, delle articolazioni metacarpo-
falangee ed inter-falangee è indifferente rispetto alla flessione ed
all'estensione, e le dita sono leggermente abdotte, compreso il
pollice.Il muscolo come forza vettorialeVediamo in questo paragrafo come
possiamo costruire un vettore partendo dalle caratteristiche anatomiche
specifiche di un determinato muscolo.Anzitutto dobbiamo determinare il
punto di applicazione, cioè l'inizio del segmento frecciato, e questo si
trova esattamente sul punto in cui il muscolo si inserisce sul segmento
osseo mobile.\p52 Questo ci fa immediatamente comprendere che, per
ciascun muscolo, si possono costruire almeno due vettori. Nel caso in cui
le inserzioni muscolari siano più di due, i vettori possono essere anche
di più.Esiste poi il caso in cui una o tutte e due le inserzioni ossee
non sono riconducibili ad un punto, in quanto si trovano distribuite su
un segmento osseo più lungo.In questo caso, il punto di applicazione
vettoriale verrà determinato dal punto medio di questo segmento, in
quanto espressione di uno spostamento che parte dal centro dell'insieme
dei punti in cui il tendine ha la sua applicazione sullo scheletro
osseo.Un discorso un po' più complesso, ma chinesiologicamente più
significativo, è relativo all'analisi della direzione
vettoriale.Inizialmente si era portati a ritenere che la direzione del
vettore che esprime la forza di un certo muscolo fosse ricavabile
congiungendo i suoi punti di origine ed inserzione.Questo metodo è però
certamente sbagliato, in quanto ci sono casi in cui è vero esattamente il
contrario: ad esempio, l'azione del Quadricipite femorale quando il
ginocchio è flesso a 90 gradi (Fig. 3.7).È evidente che congiungendo
l'origine e l'inserzione di questo muscolo in questa posizione, se ne
ricaverà un vettore che rivela un'ipotetica azione flessoria del
Quadricipite, cosa che è assolutamente falsa.Si è passati allora ad
elaborare un ragionamento basato sull'analisi del decorso \p53 del
tendine in prossimità del punto di inserzione muscolare posto sul
segmento osseo mobile.La direzione del vettore sarebbe la retta
sovrapponibile al tendine del muscolo inserito sul segmento mobile, ed
ogni analisi in relazione ad un certo fulcro articolare andrebbe
descritta secondo ciascuna singola caratteristica vettoriale (Fig.
3.8).Questa metodologia biomeccanica ha risolto quasi tutti i problemi
relativi alla costruzione del vettore muscolare ma, in seguito, si è
potuto osservare che c'erano casi in cui questo sistema non era
esaurientemente esplicativo dell'azione di tutti i muscoli dell'apparato
osteo-muscolo-scheletrico.In particolare, non lo era in merito all'azione
dei muscoli poliarticolari, quando tra il fulcro articolare analizzato ed
il punto di applicazione del vettore era interposta un'altra o più
articolazioni.Ad esempio, se consideriamo i muscoli delle dita della mano
o del piede, vediamo che prima di inserirsi a livello distale, esse
attraversano diverse articolazioni periferiche e, pertanto, questo non
rende possibile trasferire sempre il modello biomeccanico
descritto.L'analisi è corretta solo se tiene in considerazione anche le
articolazioni interposte tra il fulcro articolare che stiamo studiando ed
il punto di applicazione vettoriale.Se proviamo ad analizzare
l'articolazione del polso e l'azione svolta dal muscolo Flessore comune
profondo della dita quando l'articolazione metacarpo-falangea è flessa a
90 gradi, la direzione vettoriale ricavata inviando la retta
sovrapponibile al tendine in prossimità della sua inserzione falangea
rivelerebbe \p54 un'azione di questo muscolo nel senso dello spostamento
della mano dall'avanti all'indietro, cioè di estensione, cosa che non è
vera (Fig. 3.9).È vero invece che la direzione del vettore può essere
ricavata attraverso la costruzione della retta che si sovrappone alle
fibre tendinee in prossimità del fulcro articolare vicino a quello che
stiamo analizzando, procedendo verso il punto in cui si trova
l'inserzione mobile su cui è applicato il vettore.Questo significa che è
possibile costruire una rappresentazione vettoriale di un determinato
muscolo solo se consideriamo anche il fulcro articolare su cui stiamo
eseguendo l'analisi.Nel caso di un muscolo poliarticolare, il punto di
applicazione del vettore sarà trasferito al centro del fulcro
dell'articolazione, e la direzione diventerà quelladelle fibre del
muscolo o del tendine in prossimità di questo stesso fulcro.In pratica,
la direzione vettoriale è la retta che si può costruire sull'asse
longitudinale di un muscolo nei pressi del suo attraversamento
dell'articolazione vicina a quella che stiamo analizzando (Fig.
3.10).Nell'analisi dettagliata che faremo in seguito, quando valuteremo
un fulcro \p55 articolare ed un punto di applicazione tra i quali non è
interposta nessun'altra articolazione, li considereremo come un muscolo
monoarticolare; se invece ci sono una o più articolazioni interposte fra
di essi, il vettore sarà costruito con il punto di applicazione posto sul
punto corrispondente al fulcro articolare più vicino a quello che stiamo
analizzando, e la sua direzione sarà la retta sovrapposta al tendine o al
muscolo che si trova tra questo punto ed il fulcro articolare di
riferimento.Sul verso non c'è molto da dire, se non che si trova dalla
parte opposta al punto di applicazione e che viene contraddistinto
graficamente dalla punta frecciata del vettore.Ci indica il verso della
forza, cioè l'obiettivo verso cui un osso tende ad essere spostato da un
muscolo.È utile soprattutto una volta effettuata la scomposizione delle
forze (di cui parleremo in seguito), perché ci permette di determinare
biomeccanicamente se un muscolo realizza un certo spostamento oppure il
suo contrario, valutando se il verso della quota efficace ricavata dalla
costruzione del rettangolo biomeccanico è rivolto in avanti o indietro,
in dentro o in fuori, e così via.Il modulo del vettore, cioè la forza che
esercita un certo muscolo sul punto di applicazione in una certa
direzione, viene rappresentato dalla lunghezza della freccia, ed è
relativo ad una certa unità di misura di cui parleremo in seguito.Nella
nostra analisi i moduli vettoriali saranno descritti secondo un criterio
proporzionale, in base alla forza media che abbiamo registrato in anni di
valutazioni muscolari manuali eseguite presso i servizi di
riabilitazione.Analisi vettorialeUno studio biomeccanico significativo
deve necessariamente prevedere alcune caratteristiche del sistema
articolare, in modo tale da poterlo rappresentare come una leva sulla
quale si inserisce una forza vettoriale.La forza vettoriale viene poi
scomposta in due quote, una delle quali viene forzatamente indirizzata al
fulcro della leva, che si trova quindi al centro dell'articolazione
attraversata dai muscoli agonisti, mentre l'altra sarà la risultante che
dipende dalla direzione e dal verso del vettore costruito in base alla
chinesiologia muscolare (Fig. 3.11).È proprio questa quota che pone in
evidenza con assoluta chiarezza qual è l'azione svolta da un certo
muscolo quando prende un certo punto fisso.A questo punto, proviamo ad
analizzare le fasi della costruzione biomeccanica muscolare cercando di
sviluppare un metodo trasferibile a ciascun muscolo, a partire dalla sua
conformazione anatomica e dalle caratteristiche del sistema articolare di
riferimento.Anzitutto è necessario conoscere le inserzioni muscolari,
l'orientamento delle fibre tendinee in prossimità dei punti su cui i
tendini si inseriscono nel tessuto osseo e le possibilità di movimento
che hanno la o le articolazioni attraversate da quel muscolo.La
conoscenza dei movimenti possibili a una determinata articolazione è
essenziale per poter concentrare l'attenzione e l'analisi rispetto
unicamente a quegli stessi movimenti; sarebbe inutile e dispendioso
ampliare lo studio a tutti i piani dello spazio facendo riferimento a
tutti gli assi, quando sappiamo in partenza che solo alcuni movimenti
sono realizzabili da quel fulcro articolare.Anche la scelta dei piani da
analizzare sarà pertanto forzata.L'ultimo vincolo che inseriamo nella
nostra impostazione è riferito alla scelta del punto fisso e del punto
mobile.Anche qui, teoricamente, si dovrebbe procedere ad un'analisi che
contempli sempre lo studio di entrambe le possibilità, ma
chinesiologicamente sarebbe una \p56 perdita di tempo andare a valutare
situazioni che sappiamo essere praticamente prive di qualsiasi
significato rispetto al movimento.Scomposizione delle forzeAd ogni
costruzione vettoriale corrisponde una scomposizione mirata, in modo che
una delle due componenti venga a trovarsi direttamente sul fulcro
articolare di riferimento.Se per ipotesi stiamo cercando di valutare il
muscolo Deltoide medio sul piano frontale, invieremo la congiungente tra
il punto di applicazione (inserzione \p57 omerale del Deltoide anteriore)
ed il centro dell'articolazione gleno-omerale, ricavando una semiretta
che parte dall'inserzione del muscolo e che procede verso il fulcro
articolare stesso (Fig. 3.12).La fase successiva (quella cioè che
identifica la quota della scomposizione che rivela l'azione efficace del
vettore e quindi del muscolo analizzato) si ricava mandando, sempre a
partire dal punto di applicazione, la perpendicolare alla retta
congiungente che abbiamo ora descritto (Fig. 3.13).\p58Avremo così due
semirette ed un segmento (vettore originario).Ci rimane solo da
determinare il modulo delle due quote scomposte, che si ottiene inviando
alle due semirette le perpendicolari a partire dal punto in cui si trova
la punta frecciata del vettore (Fig. 3.14).Il rettangolo biomeccanicoIl
disegno raffigura a questo punto un quadrilatero rettangolare con una
diagonale: la diagonale è il vettore originario, i lati del rettangolo
sono la quota della scomposizione che descrive l'azione della forza del
muscolo che si trasferisce a livello del fulcro dell'articolazione
(stabilizzatrice) e la quota chinesiologicamente significativa (efficace)
(Fig. 3.15).\p59Ci sono alcuni casi in cui, congiungendo il punto di
applicazione con il fulcro articolare, si ricava un angolo ottuso e
diviene pertanto impossibile costruire il rettangolo da cui ricavare la
quota efficace della scomposizione.In queste situazioni, per la verità
piuttosto rare, la procedura corretta consiste nel congiungere comunque
il punto di applicazione vettoriale con il fulcro dell'articolazione,
trasformando però la semiretta in una retta che attraversa il punto di
inserzione.Si invia poi la perpendicolare al punto di applicazione come
abbiamo già descritto, ma la costruzione del rettangolo biomeccanico
avviene dalla parte opposta rispetto al fulcro articolare (Fig. 3.16).Se
ne ricaveranno due quote scomposte: una rivela l'azione che tende ad
allontanare l'osso su cui è applicato il vettore dal fulcro articolare
(distraente), l'altra evidenzia la quota efficace esercitata da quel
muscolo.La levaIl concetto di leva in fisica è molto noto e molto
studiato, per cui in questa introduzione ci limiteremo ad analizzare ciò
che della leva ci occorre sapere per comprendere meglio quale ruolo
intercorre tra la potenza (i muscoli), la \p60 resistenza (la gravità e
le forze esterne) ed il fulcro della leva (articolazione o
articolazioni).Anzitutto, ciò che determina l'efficacia della potenza in
relazione alla resistenza è il modulo del vettore applicato in quel
punto, moltiplicato per la distanza che lo separa dal fulcro stesso (Fig.
3.17).Se ne deduce che, per capire se un muscolo esercita una potenza
effettivamente valida o no, è necessario conoscerne il modulo vettoriale
ed il braccio della potenza che, appunto, è la distanza che separa il suo
punto di inserzione (applicazione) dall'articolazione su cui si svolge
quel movimento (fulcro).Vedremo nel successivo paragrafo che è importante
anche l'angolo con cui la forza viene applicata, in quanto è molto
diverso il caso in cui la forza agisce perpendicolarmente al braccio di
leva rispetto alla possibilità in cui essa sia inclinata con questo, fino
a diventarne quasi parallela.La leva può essere di tre tipi: il primo
prevede il fulcro interposto tra potenza e resistenza, e la sua
vantaggiosità dipende dal modulo vettoriale (e dall'angolo di
applicazione della forza) (Fig. 3.18); il secondo tipo comprende la
resistenzainterposta tra potenza e fulcro della leva, ed è sempre
vantaggiosa per la potenza, che può contare su un braccio maggiore di
quello della resistenza (Fig. 3.19); il terzo ed ultimo tipo prevede la
potenza in mezzo al fulcro e alla resistenza, ed in questo caso il
braccio della leva è sempre a favore della resistenza, per cui occorrerà
un modulo vettoriale consistente per vincere la forza che si oppone in
senso gravitano, o comunque esterno (Fig. 3.20).\p61L'apparato muscolo-
scheletrico presenta quasi sempre situazioni che possiamo ascrivere ad
una leva di quest'ultimo tipo, in cui il punto su cui è applicata la
resistenza (cioè il punto medio del segmento corporeo da sollevare contro
gravità, più le eventuali aggiunte) ed il fulcro articolare comprendono
al loro interno l'inserzione del muscolo sul segmento osseo mobile, che
rappresenta il punto di applicazione della potenza.Sono proprio la
postura ed il contesto biomeccanico in cui è inserito il soggetto
analizzato a condizionare le diverse componenti della leva, in quanto
anche la stessa articolazione e le stesse caratteristiche muscolari
possono permettere al muscolo di esercitare una certa forza (potenza),
così come la gravità può essere massima, oppure agire attraverso
direzioni inclinate, e quindi in modo meno efficace.Il braccio della
levaPer comprendere bene a quale grado dell'inclinazione tra il vettore e
l'asse del segmento osseo che si deve spostare si esercita la maggiore
potenza muscolare, è necessario introdurre un altro concetto relativo al
braccio della leva.Il braccio della leva è il segmento che separa il
fulcro articolare ed il punto di applicazione della forza: se la forza è
indicata come potenza, questo segmento sarà chiamato braccio della
potenza, se è la resistenza, sarà il braccio della resistenza.Come
abbiamo già detto, la potenza reale del vettore è determinata dal
prodotto del modulo con il braccio della potenza della leva.A queste due
entità ne va aggiunta una terza, di estrema importanza, e che è anch'essa
direttamente proporzionale alla potenza muscolare effettiva.Si tratta
dell'angolo compreso tra la direzione del vettore e la congiungente tra
il punto di applicazione vettoriale ed il fulcro articolare, cioè il
braccio della potenza della leva.Questo angolo è determinante per
calcolare la forza muscolare.Considerando un tronco d'albero appoggiato a
terra su cui viene legata una corda per poterlo trascinare, se la
direzione della corda è quasi parallela all'asse del tronco stesso farò
molta fatica a spostarlo mentre, al contrario, ne farò molta di meno se
mi posizionerò in modo che tale direzione si avvicini alla perpendicolare
con il medesimo asse (Fig. 3.21).In pratica, più l'inclinazione del
vettore (corda) è vicina ai 90 gradi, maggiore sarà l'efficacia della
forza espressa.\p62Momento della forzaLa conclusione del precedente
esempio è una semplice formula, già nota in trigonometria, che permette
appunto di poter quantificare la potenza di ogni muscolo o di gruppi di
muscoli.È il momento della forza, che viene determinato dalla seguente
equazione:Potenza muscolare = modulo vettoriale x lunghezza del braccio
di leva x seno dell'angolo compreso tra la direzione del vettore ed il
braccio di leva stesso.Il seno di un angolo di 90 gradi è uguale a 1 per
cui, in questo caso, il momento della forza si può ottenere dal prodotto
tra modulo del vettore e braccio di leva; più l'angolo si avvicina a 0
gradi, più diminuisce il seno dell'angolo, divenendo comunque inferiore a
1 non appena si diversifica, in difetto o in eccesso, dai 90°
indicati.L'analisi del braccio della potenza e del momento della forza
viene meglio compresa se si mette a confronto la lunghezza effettiva del
braccio di leva con quella di un braccio di leva virtuale ricavato
inviando la perpendicolare al braccio partendo dal punto di applicazione
vettoriale (Fig. 3.22).In questo caso è come se, rispetto allo stesso
fulcro articolare, l'asse dell'osso mobile fosse in una posizione tale da
permettere alla direzione del vettore di essere inclinata a 90 gradi con
il braccio di leva.La differenza tra la lunghezza reale del braccio di
leva, cioè della distanza che intercorre tra il punto di applicazione
vettoriale ed il fulcro muscolare, e questa perpendicolare appositamente
costruita, ci dà la dimensione del grado di potenza effettiva che
esercita il muscolo analizzato su quel piano e valutando quel determinato
punto fisso.Più questi due segmenti sono vicini in quanto a lunghezza,
più efficace sarà l'azione muscolare, poiché maggiore sarà il seno
dell'angolo costruito sulle due semirette citate.Questo ragionamento ha
però un valore puramente teorico in quanto, al variare dell'angolo in cui
si considera un determinato fulcro articolare, si modificano anche le
caratteristiche del vettore, e particolarmente la sua direzione.Ciascun
muscolo si modificherà in modo diverso rispetto a tutti gli altri, per
cui occorrerebbe analizzarli tutti a partire da differenti posizioni
dell'articolazione attraversata.\p63 Questo, evidentemente, non è
possibile.Descriveremo quindi di volta in volta come sia deducibile
l'inclinazione su cui quello specifico muscolo è in grado di esercitare
la sua massima potenza, in virtù dell'angolo compreso tra la direzione
vettoriale ed il braccio della leva, ma anche considerando come il modulo
dello stesso vettore non sia immutabile durante il movimento, avendo un
suo massimo ad un certo grado di lunghezza, che diminuisce
progressivamente sia quando questi si allunga che quando si contrae.Unità
di misuraLe unità di misura del modulo vettoriale e del braccio della
potenza non sono state calcolate attraverso un valore assoluto, ma sono
il risultato di una comparazione oggettiva della forza muscolare e della
distanza che separa l'origine del vettore dal centro dell'articolazione
che stiamo analizzando, in un soggetto adulto di corporatura media.Se ne
ricava un dato empirico, suscettibile di variazioni individuali anche
importanti, che è tuttavia utile a descrivere una corretta metodologia di
studio e di ricerca del movimento umano.I valori che esprimono la forza
del muscolo sono stati ricavati sulla base dell'esperienza pluriennale di
valutazioni muscolari manuali, finalizzate all'individuazione di un
deficit periferico, mentre la lunghezza del braccio della potenza è stata
misurata in proporzione al dato relativo al modulo vettoriale.I due
numeri sono pertanto proporzionalmente collegati tra loro, ed è quindi
corretta la conclusione che indica un muscolo potenzialmente più forte di
un altro o viceversa (su un determinato piano, relativamente ad uno
specifico fulcro articolare).Il seno dell'angolo compreso tra la
direzione vettoriale ed il braccio della potenza è invece un valore
assoluto, che ci viene fornito dalla trigonometria.Quasi tutte le analisi
biomeccaniche sono state eseguite con il soggetto in posizione
anatomica.Selezione dei movimenti da analizzareLa scelta di non valutare
sempre tutte le possibilità consentite alla contrazione muscolare viene
determinata da un'analisi predditiva che ci porta intuitivamente a
concludere che il rapporto in base a cui è possibile calcolare il momento
della forza muscolare non è significativo.Ad esempio, può essere il caso
in cui una delle tre entità in questione è uguale a 0 gradi, per cui
annulla il valore delle altre due, a prescindere dalla loro
consistenza.Oppure vi possono essere valori talmente ridotti che non
riescono a vincere neppure parzialmente la forza che la gravità esercita
sul distretto corporeo in cui è inserito il vettore. Anche in questo caso
quindi non vale la pena procedere nell'analisi.Nel nostro studio, la
potenza relativa al modulo vettoriale è costituita dalla forza esercitata
dal tono muscolare, mentre la resistenza è l'azione gravitaria applicata
su un certo distretto del corpo, con l'aggiunta di un eventuale
inserimento di forze esterne che si possono sovrapporre,modificando le
esigenze antigravitarie e richiamando un differente reclutamento di unità
motorie.Ci sono casi in cui le caratteristiche anatomiche e funzionali
della struttura muscolo-scheletrica sono eccessivamente sbilanciate a
scapito della forza \p64 muscolare, e questo accade quando ci troviamo in
presenza di un braccio della potenza molto inferiore al braccio della
resistenza, oppure quando il rapporto modulare tra potenza e resistenza è
sproporzionato a vantaggio della resistenza, oppure se l'inclinazione
delle fibre tendinee è talmente ridotta da diventare quasi parallela alla
diafisi ossea su cui è applicata l'inserzione mobile.Sono queste le
ragioni più frequenti che giustificano l'esclusione di uno studio
standardizzato e riferito a tutte le innumerevoli possibilità
teoriche.Muscoli poliarticolariQuando un muscolo attraversa più di
un'articolazione, lo studio sarà ancora una volta condotto in termini
analitici, valutando di volta in volta le opzioni che emergeranno e le
risultanti che verranno evidenziate, assumendo un ruolo in cui il
movimento attivo diviene importante in termini biomeccanici e
chinesiologici.In sostanza, considereremo una articolazione come fissa,
l'altra come mobile, eventualmente prendendo in considerazione diverse
posizioni di riferimento della prima, ed osservando se la direzione
vettoriale si modifica, e quali quote motorie si liberano quando viene
scomposto il vettore.Valgono poi tutte le considerazioni in merito alla
costruzione vettoriale di un determinato muscolo, facendo riferimento di
volta in volta al fulcro articolare su cui stiamo eseguendo l'analisi.Uno
stesso muscolo avrà pertanto caratteristiche differenti a seconda della
sua azione sull'articolazione che stiamo studiando.Selezione del verso
del vettoreUn'altra precisazione deve essere formulata in riferimento al
verso del vettore.Un muscolo possiede almeno due punti di inserzione,
perciò sarà possibile studiare la sua rappresentazione biomeccanica
quanto meno attraverso due vettori, applicati ciascuno su una delle
inserzioni stesse.Anche in questo caso, uno studio a tappeto di tutti i
muscoli su tutti i piani, calcolando per ognuno di essi l'azione svolta
nel caso in cui prenda punto fisso su un segmento osseo o su un altro non
è significativa in chinesiologia, e si valuterà pertanto di volta in
volta se considerare uno, due o più punti fissi.Avendo impostato il
nostro lavoro considerando le articolazioni, i piani ed infine i muscoli,
rappresenteremo i vettori sempre in riferimento ad un'unica
articolazione, ed il punto fisso e quello di applicazione vettoriale (e
di conseguenza il verso) saranno sempre inseriti sull'osso che realizza
lo spostamento relativo al movimento studiato sul piano prescelto.Muscoli
non collegati ad un vincoloCi sono casi in cui le due superfici
articolari non sono tra loro collegate come uno snodo in cui un segmento
osseo si può muovere in rapporto all'altro, mantenendosi ad esso connesso
attraverso le strutture legamentose e muscolari che impediscono la
fuoriuscita della superficie convessa dalla cavità concava.È la
situazione in cui due superfici possono scorrere una sull'altra in tutte
le direzioni, senza specifici impedimenti che limiterebbero le loro
possibilità di movimento solo verso alcuni piani dello spazio.Si tratta,
ad esempio, dell'articolazione scapolo-toracica, in cui la scapola si
\p65 può muovere verso qualsiasi direzione rispetto alla gabbia toracica,
nell'ambito comunque delle possibilità consentite dalle strutture
satelliti periarticolari.Nel caso di un'articolazione con vincoli, è
necessario procedere attraverso la scomposizione delle forze e la
costruzione del rettangolo biomeccanico di riferimento, con le quote che
evidenziano l'azione coartante, distraente ed efficace del vettore.Quando
invece non siamo in presenza di un vincolo articolare rigido, l'analisi
dello spostamento del punto di applicazione e quindi dell'osso a cui
questo è collegato, si ricava direttamente dalla direzione vettoriale,
che indica tale spostamento senza bisogno di eseguire alcuna
scomposizione (Fig. 3.23).Di volta in volta verrà segnalata quest'ultima
condizione, passando invece direttamente alla scomposizione delle forze
se ci troviamo nel caso più frequente, quello in cui l'azione si svolge
in presenza di un vincolo.Due forze applicate su un puntoEsistono
frequentemente in biomeccanica situazioni in cui due muscoli sono
applicati allo stesso segmento osseo, in punti vicini, cosicché la loro
azione relativamente ad un determinato movimento viene sommata, per dar
origine ad un nuovo vettore con specifiche caratteristiche.\p66 La
costruzione di questo nuovo vettore segue regole precise a partire dai
due vettori iniziali, e considera il punto di applicazione come il punto
medio segnato in prossimità dei due punti di applicazione originari.Per
quanto riguarda la direzione, come prima cosa si inviano due linee: la
prima parallela alla direzione del primo vettore, la seconda parallela
alla direzione del secondo, passanti ognuna dalla punta frecciata del
vettore opposto.Queste due linee parallele si incrociano in un punto
descrivendo un parallelogramma con i due lati sovrapposti ai due vettori
di partenza.La direzione effettiva che si ricava da questa analisi è la
diagonale del parallelogramma passante per il punto di applicazione medio
che abbiamo già individuato.La lunghezza della diagonale è il modulo
risultante dall'azione dei due vettori, ed il verso è, come sempre,
opposto al punto di applicazione (Fig. 3.24).Vedremo spesso in
chinesiologia situazioni in cui questo si verifica e cercheremo in
qualche caso di approfondirne l'analisi, ricordando che uno studio
dettagliato complessivo sarebbe estremamente ampio e complesso, per cui
non è possibile esaurirlo all'interno di un unico
testo.BibliografìaAA.VV., Encyclopedie Medico-Chirurgicale. Edizioni
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Ed. Marrapese, Roma, 1982.Sezione 1 L'importanza delle funzioni sensitive
nel controllo del movimento \p71CAPITOLO 4 SENSIBILITÀ E MOVIMENTO:
NEUROFISIOLOGIA E NEUROFISIOLOGIA CLINICAIntroduzioneLa NF
(neurofisiologia) della sensibilità studia il funzionamento delle
strutture e dei circuiti in grado di fornire al sistema nervoso centrale
informazioni sul mondo esterno.Il mondo esterno è caratterizzato dal
corpo, ancora parte dell'individuo (ma non del sistema nervoso) e dalla
realtà che lo circonda. Il sistema nervoso interagisce con il corpo e con
i flussi di energia esterna grazie a organi specifici: i recettori
sensitivi.I recettori sensitivi sono solitamente specializzati , sono
sensibili cioè a determinati (uno od alcuni) tipi di energia. All'interno
di questa energia essi percepiscono frequentemente solo intensità di
stimolazione specifiche, differenti e contigue per i diversi recettori
della stessa specie.La maggior parte dei recettori sensoriali possiede
una localizzazione particolare nel corpo e costituisce l'organo di un
determinato senso . Appartengono a questa categoria l'udito, il gusto e
l'olfatto per esempio. Questo tipo di sensibilità non verrà preso in
considerazione, in quanto scarsamente coinvolta nel controllo motorio. In
alcune parti del testo tuttavia è possibile trovare riferimenti ad alcuni
sistemi sensitivi specifici, poiché a volte essi possono innescare
reazioni o programmi motori. Sarà possibile trovare riferimenti alla
vista, che governa i movimenti lenti di inseguimento e all'udito, che
governa la reazione ai rumori improvvisi ( startle reaction).Oltre alle
sensibilità specifiche, dotate di un organo sensoriale localizzato,
esistono nell'organismo altri tipi di sensibilità, che potrebbero essere
definite a recettori diffusi , poiché non sono dotate di un solo sito
recettoriale specifico, ma di innumerevoli recettori, distribuiti su
tutto il corpo. Fanno parte di questo gruppo la sensibilità
esterocettiva, enterocettiva e propriocettiva.La principale sensibilità a
recettori diffusi è sicuramente la sensibilità esterocettiva, che
fornisce informazioni dettagliate riguardo al mondo esterno. Le
informazioni esterocettive consentono un'analisi conoscitiva della realtà
che ci circonda.Nello stesso gruppo si trova anche la sensibilità
viscerale (o enterocettiva), che informa sullo stato degli organi
viscerali deputati alle funzioni metaboliche dell'organismo.Questa
sensibilità percorre reti di circuiti che la portano soprattutto verso il
cervello viscerale (componente istintiva del comportamento) e solamente
in piccola parte raggiunge il livello di coscienza. Anche questo tipo di
sensibilità non verrà trattata, essendo collegata al movimento solo
secondariamente.Il terzo tipo di sensibilità, la sensibilità
propriocettiva, riguarda l'insieme di informazioni sulla posizione ed il
movimento del corpo.Le informazioni sulla posizione caratterizzano la
sensibilità propriocettiva \p72 vera e propria, quelle sul movimento
caratterizzano invece un tipo particolare di sensibilità propriocettiva,
definita sensibilità cinestesica.I recettori per le informazioni
propriocettive e cinestesiche sono situati nei muscoli, nelle
articolazioni e nella cute soprastante. Si definiscono propriocettori i
recettori muscolari e articolari, meccanocettori quelli
cutanei.L'informazione sensitiva, così come viene raccolta dai recettori
periferici, percorre solitamente differenti reti di circuiti all'interno
del SNC. Queste reti di circuiti convergono su di un unico sistema oppure
si aprono a ventaglio, contattando diverse strutture nervose
contemporaneamente (la corteccia cerebrale il cervelletto o altre).I
sistemi su cui convergono le informazioni sensitive hanno compiti
differenti: la corteccia cerebrale per esempio ha come scopo una
elaborazione propriocettiva cosciente, il midollo spinale una risposta
riflessa, il cervelletto il controllo degli automatismi motori.La
sensibilità può essere di tipo cosciente o incosciente.La sensibilità
cosciente, così come viene comunemente intesa, è il prodotto di un
insieme di strutture differenti, costituite dai recettori, dalle vie
sensitive e dalle diverse stazioni nervose finali. È l'insieme di queste
strutture che capta, interpreta, analizza e seleziona i flussi esterni di
energia, estrapolandone una rappresentazione del mondo che raggiunge il
livello di consapevolezza.È in gran parte sulla base delle informazioni
sensitive coscienti, (confrontate con la memoria) e l'esperienza che si
elaborano importanti strategie motorie. Queste strategie sono in grado di
innescare precise volontà comportamentali, atte ad influenzare la realtà
esterna, possibilmente per trarne un vantaggio.La sensibilità non
cosciente governa i meccanismi motori di tipo riflesso ed automatico.La
sensibilità nel suo insieme è dunque fondamentale per il controllo
motorio. Il movimento nella sua globalità è infatti il risultato di un
continuo alternarsi, intrecciarsi ed integrarsi di funzioni motorie e
sensitive.Solamente da questi complessi intrecci scaturisce il movimento
così come comunemente inteso. Il solo controllo motorio, privato della
guida sensitiva porterebbe, come si vedrà nei paragrafi successivi, ad un
movimento non solo inutile, ma disarticolato e completamente privo di
significato.Neurofisiologia clinica della sensibilitàLa neurofisiologia
clinica della sensibilità, nella sua componente dedicata al controllo del
movimento, può essere suddivisa in due importanti capitoli: il recupero
neurosensoriale dopo deafferentazione sensitiva l'importanza della
sensibilità nel controllo del movimentoRecupero neurosensoriale dopo
deafferentazione sensitivaSe il recettore perde completamente il contatto
con il SNC, per un danno del sistema nervoso periferico o per un
qualsiasi altro disturbo lungo la via di collegamento, si verifica una
situazione definita deafferentazione .In una deafferentazione conseguente
ad un danno completo di un nervo sensitivo (neurotmesi) si osserva, nella
zona di distribuzione nervosa, un'area di completa anestesia cutanea,
circondata da una zona di ottundimento sensitivo (ipoestesia), dove la
sensazione risulta alterata, ma non completamente perduta.La zona di
ottundimento sensitivo corrisponde alla sovrapposizione cutanea \p73 del
territorio del nervo danneggiato con il territorio di numerosi altri
nervi contigui intatti.Dopo alcune settimane, necessarie per la
rigenerazione nervosa o per lo sprouting (ricolonizzazione) da parte
delle fibre nervose rimaste integre, se il danno non è molto esteso la
sensibilità ritorna anche nella zona di completa anestesia. Anche nel
caso di pressoché completo recupero funzionale tuttavia, la soglia
sensitiva rimane più alta dopo il danno, le capacità discriminative e la
precisione localizzatoria inoltre risultano più grossolane.Alcuni lavori
di Burgess ed Horch (1973) hanno dimostrato che la rigenerazione di fibre
mielinizzate dopo neurotmesi si dirige effettivamente [1] verso i
recettori originali; questi normalmente vengono però raggiunti e
reinnervati in maniera parziale e più approssimativa rispetto alla
situazione fisiologica e non sono più in grado di inviare codici
sensitivi precisi come in precedenza.[1] Obbedendo ad un meccanismo per
ora completamente sconosciutoI recettori di Merkel per esempio, dove la
reinnervazione non si differenzia più fra le diverse cellule epiteliali
di Merkel (vedi oltre), non recuperano la caratteristica, raffinatissima
sensibilità dinamica per la pressione cutanea, né la loro prolungata
scarica irregolare dopo il termine dello stimolo che li caratterizza come
recettori rapidi, mentre recuperano totalmente la risposta fasica alla
stimolazione (divengono, in altre parole, recettori lenti).La stessa
difficoltà è stata riscontrata anche per i recettori di Pacini.Quando ciò
avviene, stimolazioni che sono solamente fastidiose, come laleggera
puntura di uno spillo, divengono decisamente dolorose ed il fenomeno
prende il nome di disestesia (vedi oltre) (Zotterman 1976).Il fenomeno
disestesico è ritenuto conseguente ad una rigenerazione nervosa delle
fibre amieliniche di tipo C, legate alla sensibilità dolorifica, lungo le
vie precedentemente occupate dai grandi assoni di tipo A, collegati
invece alla sensibilità tattile discriminativa.Il fenomeno è
caratterizzato anche da una componente centrale, nelle corna posteriori,
a livello del cancello (vedi oltre): la mancanza di afferenze di tipo A
non consentirebbe più di limitare (chiudendo il cancello) il
bombardamento doloroso proveniente dalle fibre C.Può darsi che a livello
di sistema nervoso centrale avvenga una parziale compensazione per questi
fenomeni e che quindi il deficit di reinnervazione sia di fatto più
grande della effettiva perdita di capacità di discriminazione, ma su
questo aspetto mancano ricerche probatorie.Importanza della sensibilità
nel controllo del movimentoOgni progetto motorio viene messo in atto
sotto un costante controllo sensoriale, che verifica l'aderenza del
movimento in corso ai parametri di progettazione.Si può sicuramente
affermare che il movimento è un costante, intrecciarsi e susseguirsi di
attivazioni muscolari biomeccaniche concatenate e delle informazioni
sensitive (propriocettive ed esterocettive) innescate dall'attività
biomeccanica del muscolo. Questo costante intrecciarsi e susseguirsi è
tanto più rapido e complesso, quanto maggiore è la richiesta di
precisione e raffinatezza motoria.Per l'arto superiore in particolare,
dove la quantità di muscoli e di gradi di libertà articolare consentono
numerosissime scelte motorie differenziate anche da lievissime sfumature,
il raffinato controllo sensitivo è determinante per la qualità e la
rapidità dell'eventuale movimento.Questo controllo viene effettuato
essenzialmente attraverso gli esterocettori epidermici [2] della cute, le
cui informazioni sono in grado di modificare un intero progetto motorio
lungo tutto il suo svolgimento anche se si sviluppano durante un
brevissimo lasso temporale di poche decine di millisecondi.[2] Corpuscoli
di Meissner: FA I e corpuscoli di Merkel SA I, vedi oltre.\p74 I tempi
d'azione dei recettori cutanei che influenzano il progetto motorio sono
dunque di gran lunga inferiori ai tempi necessari per l'intervento di
qualunque sistema che influenzi coscientemente il movimento; i loro
codici quindi consentono la correzione del progetto motorio attraverso
sistemi di controllo che esulano dal sistema motorio cosciente.Data la
necessità di agire in un tempo reale di questa entità, le informazioni
sensitive di verifica del movimento sono massimamente indirizzate verso
le strutture nervose di controllo automatico del progetto motorio
(cervelletto), le strutture nervose di controllo consapevole del
movimento (corteccia cerebrale) impiegherebbero un tempo troppo lungo
(dell'ordine di centinaia di millisecondi) per essere efficaci.Una serie
di interessantissime informazioni a proposito vengono dagli studi da
Johansson e Westling (1984, 1987, 1991).Questi autori hanno studiato
l'influenza del controllo sensitivo legato ai propriocettori della cute
su di un progetto motorio complesso dell'arto superiore.Il progetto
motorio studiato consisteva nell'afferrare, in una pinza fra pollice ed
indice, un oggetto di peso e scivolosità variabile e successivamente
sollevarlo.Johansson e Westling registrarono una serie di dati
importantissimi.Fig. 4.1 - Rapporto fra la forza di sollevamento (in
alto), la forza di presa (al centro) ed il movimento dell'oggetto (in
basso) in vari momenti, a: fase di presollevamento (in questa fase
l'oggetto è afferrato con forza dopo un contatto iniziale); b: fase di
sollevamento (in questa fase vi è un aumento isometrico dell'attività sia
di presa che di sollevamento ma l'oggetto rimane ancora al suo posto); c:
fase di transizione (l'oggetto è sollevato dal tavolo); d: fase di
stazionamento (l'oggetto è mantenuto sollevato in aria) e: fase di
ritorno; f: fase speculare (ma di ritorno) della fase di sollevamento; g:
fase di scarico. La quarta riga dall'alto mostra il comportamento
dell'indice di scivolamento. Nella figura a destra è indicato come
calcolare l'indice di scivolamento: (vedi testo) si chiede al paziente di
allentare progressivamente la forza di presa (l'inizio della manovra è
indicato nella figura dalla linea tratteggiata). Nel momento in cui
l'oggetto scivola effettivamente si calcola l'indice in questione.
L'oggetto inizia a scivolare circa 2 secondi dopo l'inizio della
operazione (da Westling e Johansson 1987, modificata).\p75Innanzitutto
verificarono che la forza di presa, con la quale veniva afferrato
l'oggetto, era proporzionale a due distinti parametri, la sua scivolosità
ed il suo peso. La qualità della superficie determinava la forza di presa
prima dell'inizio del sollevamento, con una forza minore per superfici
ruvide (carta vetrata), maggiore per superfici lisce (seta). Il peso
determinava invece la forza di presa al momento del distacco dal piano di
appoggio.La forza di presa dunque, come può essere osservato nella
figura, si sviluppa in due momenti:- prima del sollevamento- all'inizio
del sollevamento.Questa forza gioca un ruolo determinante per raggiungere
lo scopo, se troppo tenue potrebbe far scivolare la presa, se troppo
forte l'oggetto si potrebbe danneggiare.La forza di sollevamento entra in
azione successivamente alla forza di presa, (zona b della figura). Una
volta entrate in azione, entrambe variano in sincronia (in maniera
direttamente proporzionale) fino a raggiungere la fase di contrazione
isometrica (zona c); in questa fase l'oggetto viene mantenuto fermo ed i
due tipi di forza sono costanti.Il rapporto fra forza di presa e di
sollevamento rimane costante qualunque sia il peso dell'oggetto, poiché
se aumenta il peso aumenta la forza di presa ma, proporzionalmente, anche
la forza necessaria per sollevarlo.Il rapporto presa/sollevamento, per il
peso dell'oggetto, è di poco superiore all'indice di scivolamento. Si
intende come indice di scivolamento la minima forza di presa alla quale
l'oggetto può essere mantenuto sollevato; subito sotto questo valore
l'oggetto scivola e cade.Il rapporto forza di presa/forza di sollevamento
varia marcatamente al variare del tipo di superficie dell'oggetto.Quanto
più liscia è la superficie tanto più elevato è il rapporto, visto che in
questo caso aumenta la forza di presa necessaria per evitare lo
scivolamen
o
ma non la forza necessaria (nella fase successiva) per sollevarlo.Il
differente comportamento della forza di presa durante questo tipo di
movimento ha un significato logico molto importante: esso suggerisce che
gli stessi muscoli possono mettere in atto differenti progetti motori a
seconda delle informazioni sensitivamente in arrivo; questi differenti
progetti possono essere attivati indifferentemente dal sistema nervoso, e
sono tutti equivalenti riguardo la strategia ed il risultato finale del
movimento progettato.L'arco afferente che modifica la strategia di presa
e di sollevamento è legato alle afferenze dei corpuscoli sensitivi di
Meissner e di Merkel, i cui codici di scarica sono marcatamente
modificati dalla superficie dell'oggetto e dal suo peso (più liscia la
superficie e più elevato il peso, più rapida risulta la frequenza di
scarica). L'aggiustamento del progetto motorio avviene entro 0.2-0.3
secondi dal contatto con la superficie e questo già indica l'importanza
delle caratteristiche neurofisiologiche dei recettori periferici.Molto
interessante è osservare ciò che avviene nell'eventualità in cui la forza
di presa iniziale non sia adeguata e l'oggetto scivoli fra le dita prima
ancora di sollevarsi dal piano di appoggio.In questo caso, nonostante il
soggetto non si renda conto di alcuna variazione, vi è un aggiustamento
della forza di presa legato ai due tipi direcettori citati ed ai
corpuscoli di Pacini (FA-II); questi diversi sensori ricalibrano al
giusto livello il rapporto forza di presa/sollevamento entro un tempo di
75 millisecondi (con inizio della variazione elettromiografica a 65
millisecondi).Un tempo di questo tipo può caratterizzare solamente una
azione riflessa od automatica, poiché una reazione motoria volontaria, in
queste situazioni, non si verifica mai prima di 150 millisecondi.\p76 I
tempi di questo riflesso sono straordinariamente simili ai tempi della
risposta ritardata del riflesso miotatico (si veda clinica del midollo
spinale), il che farebbe supporre un percorso corticale del riflesso (più
precisamente ad un corto circuito corteccia primaria sensitiva-corteccia
primaria motoria), l'argomento però non è mai stato approfondito e non vi
sono ulteriori dati a proposito.Se il peso utilizzato viene cambiato
durante l'esecuzione del movimento, la risposta correttiva si ha
solamente dopo 80-110 millisecondi dal distacco dell'oggetto dal piano di
appoggio (sia che il peso aumenti, sia che diminuisca); in questo caso la
forza di presa è modificata solamente nella sua seconda componente,
quella relativa al sollevamento dell'oggetto.Gli studi di Johansson e
Westling portano a due importanti considerazioni sul controllo sensitivo
cutaneo del movimento.La prima è che, nonostante queste afferenze
modifichino i loro codici di scarica per periodi brevissimi (10-20
millisecondi, come si è visto), questo è sufficiente a modificare
globalmente un progetto motorio della durata di diversi secondi; la
risposta che si ottiene a 65-75 millisecondi è probabilmente il primo dei
meccanismi di reazione alle differenze percepite a livello sensitivo, la
modifica dell'intero progetto motorio indica che le stesse informazioni
sono conservate per molto tempo e utilizzate a livelli differenti, in
tempi anche molto ritardati rispetto alla loro trasmissione. Queste
informazioni sensitive devono quindi dar luogo ad una sorta di memoria
sensitiva utilizzabile per governare le sincronie e le sinergie muscolari
lungo tutto l'arco del movimento, per centinaia di millisecondi dopo il
loro esaurimento e non solamente nel momento in cui l'afferenza sensitiva
è in azione. Vi è, in altri termini, una registrazione dell'afferenza
sensitiva a disposizione per tutto il tempo in cui si sviluppa il
progetto.La seconda osservazione proposta dagli studi di Johansson e
Westling è che, per quanto le informazioni sensitive riguardino solamente
la propriocezione di alcuni muscoli ben precisi, esse si diffondono e
servono a graduare l'attività muscolare dell'intero arto.Se l'oggetto
scivola durante il sollevamento, non solamente si ha una ricalibrazione
della forza di presa, ma si ha un cambiamento anche nella forza di
sollevamento, che rallenta, codificando il rapporto fra agonisti e
antagonisti della flessione del gomito e della estensione della spalla
secondo parametri più appropriati.Un ultimo dato importantissimo: se una
identica attivazione dei meccano-cettori cutanei è provocata da una
corrente elettrica non dolorosa anziché da uno stimolo fisiologico, il
quadro motorio cambia completamente (Macefield Johansson 1996).Si ha,
inizialmente, una risposta molto simile a quella osservata in situazioni
reali ma, al perdurare della corrente, vi è un precoce fenomeno di
abitudine ed il progetto motorio non cambia più rispetto allo stimolo.Il
dato è molto importante poiché indica che la stimolazione delle singole
afferenze sensitive cutanee è solamente un momento del meccanismo
funzionale del controllo sensitivo del progetto motorio, meccanismo che
evidentemente riconosce anche altri tipi di informazioni (articolari?
muscolari?) oggi completamente sconosciute.In condizioni cliniche reali
gli esperimenti di Johansson e Westling sono perfettamente confermati:
senza l'ausilio della vista pazienti deafferentati (da gravi
polineuropatie sensitive per esempio), non possono compiere nemmeno i più
semplici movimenti di manipolazione se non con grande difficoltà ed
approssimazione, non riescono ad allacciarsi i bottoni o a raccogliere
monete dal tavolo; nell'afferrare oggetti questi pazienti, hanno sempre
una presa molto stretta, particolarmente pericolosa se prendono in pugno
piccoli animali o oggetti preziosi.Fig. 4.2 - Distribuzione
approssimativa dei gravi disturbi sensitivi (polineuropatie avanzate): in
rosso disturbi della sensibilità vibratoria, in blu la perdita della
sensibilità termica, nelle diverse sfumature di rosso la ridotta
sensibilità dolorifica (rosso più scuro sensibilità ridotta, rosso più
chiaro sensibilità assente).\p78Diverso è il comportamento di questi
soggetti quando debbano mettere in atto movimenti la cui origine è legata
per intero ad una progettualità interna, tipo per esempio, toccarsi
ripetutamente tutte le dita della mano con il pollice, disegnare lettere
nell'aria o eseguire gesti che abbiano un significato simbolico (saluto
militare, gesto delle forbici, eccetera).La deafferentazione sensitiva
non compromette affatto l'esecuzione del progetto motorio, anche molto
complesso, che viene portato a termine in maniera precisa nei normali
tempi di esecuzione.L'unica differenza risiede nella ripetizione del
movimento, che il normale può compiere all'infinito, mentre nel paziente
con problemi sensitivi è imperfetta e approssimativa, rendendo già
completamente inadeguato il gesto dopo due, tre ripetizioni.È come se,
nell'esecuzione ripetitiva di un progetto motorio, si inserissero
costantemente, nella quotidianità del gesto, piccole perturbazioni
esterne. Nel normale queste perturbazioni vengono corrette completamente
a livello non cosciente dal sistema sensitivo mentre nel paziente con
turbe sensitive si sommerebbero ad ogni ripetizione, fino a deteriorare
completamente la significatività dell'atto motorio.Se è così se ne deve
concludere che le ordinarie perturbazioni di un progetto motorio sono
davvero numerose ed importanti.Ancora diverso è il caso di un movimento
che debba essere effettuato, in questi pazienti, sotto l'esclusivo
controllo visivo.In un esperimento Ghez et al. (1990) chiedevano ad un
paziente con perdita completa della sensibilità, di eseguire un movimento
nel quale si doveva spostare un cursore su di uno schermo, fra due punti
definiti pasti a distanza di pochi centimetri (12 cm) senza poterne
controllare il percorso. Il paziente, durante il movimento, non vedeva né
il proprio braccio né il cursore da spostare, ma solamente i punti di
arrivo e di partenza.Come è possibile osservare nella figura 4.3, il
movimento è fortemente impreciso nel paziente deafferentato (dato questo
prevedibile fin dall'inizio) la performance motoria migliora notevolmente
se la vista del cursore (partenza a bersaglio ocra) può essere mantenuta
per tutto l'arco del movimento (fenomeno, anche questo, ipotizzabile), la
performance migliora anche però, e questo dato è assolutamente
inaspettato, se il paziente può osservare la posizione (o cos'altro?) del
proprio arto prima dell'inizio del movimento (partenza a bersaglio
verde).È chiaro che in questo caso, come negli esperimenti di Johansson e
Westling vi è un'informazione sensitiva che dura un tempo molto più breve
del periodo nel quale viene utilizzata per lo sviluppo del progetto
motorio.Rispetto ai lavori di Johansson e Westling, nel lavoro di Ghez il
canale è differente, visivo anziché propriocettivo, ma il risultato è
identico: l'esistenza di una memoria sensitiva incosciente dalla quale
può attingere la struttura nervosa di coordinazione o correzione del
progetto motorio.Posto in termini più usuali, visto che la coordinazione
e la correzione motoria sono funzioni tipicamente cerebellari, il
problema riguarda la capacità di detta struttura di memorizzare, nel
tempo, le informazioni sensitive per utilizzarle nell'esecuzione di
successivi progetti motori.Il problema della memoria motoria del
cervelletto, o di qualsiasialtra struttura deputata all'elaborazione dei
progetti di movimento, è un problema attorno al quale molto si è
dibattuto e ancora si dibatte in neurofisiologia.L'utilizzo delle
informazioni afferenti da parte delle strutture motorie impone tuttavia
di considerare il controllo sensitivo come una determinante fondamentale
dell'esecuzione motoria.Le afferenze sensitive sono in grado, e questi
esperimenti lo hanno definitivamente accertato, di controllare
l'esecuzione motoria non solamente a livello \p79 di riflessi spinali per
la difesa dell'integrità fisica o, a livello cosciente, nella definizione
del progetto motorio. Esiste un terzo livello di controllo sensitivo sul
movimento, in cui le afferenze sensitive sono in grado di agire, una
volta acquisite, per lunghi periodi nella determinazione e/o correzione
automatico/riflessa dell'esecuzione dei progetti motori.Per poter
definire e comprendere tuttavia il ruolo motorio della sensibilità, è
indispensabile conoscere la struttura e l'organizzazione del sistema
nervoso sensitivo ma, ancor prima, inquadrare correttamente il concetto
di sensibilità. L'inquadramento è indispensabile per avere una base
logica, psicologica e neurofisiologica chiara sulla quale impostare lo
studio dei fenomeni clinici appena esposti.Fig.4.3 - Errori nella
precisione del movimento in un paziente con gravi disturbi esclusivamente
sensitivi. I soggetti sono seduti di fronte ad un monitor e devono
muovere il cursore sullo schermo con uno stilo che hanno in mano per
raggiungere il cerchio superiore partendo dal cerchio inferiore. La prima
prova da sinistra è effettuata da un soggetto normale, le altre tre da un
soggetto con gravi disturbi sensitivi. Notare come (prova tre da
sinistra) il paziente riesce a compiere un movimento decisamente migliore
se solamente gli è consentito di osservare la sua mano prima dell'inizio
della prova (ma non durante). Nel grafico in basso sono indicati i
risultati statistici: NoVis senza visione della mano; PreVis con visione
della mano prima del movimento ma non durante; con FB quando la mano può
essere controllata con la vista durante tutto il movimento. Ulteriori
spiegazioni nel testo (da Ghez et al. 1990, modificata).Il concetto
fisiologico di sensibilità coscienteIl concettoLa sensibilità è
costituita di due importanti componenti, una componente conscia, che
caratterizza ciò che comunemente si definisce la consapevolezza di \p80
una sensazione (il senso del tatto o del dolore ne sono gli esempi più
caratteristici) e da una componente inconscia, importante soprattutto per
i movimenti automatici e riflessi. I pressocettori della pianta dei piedi
(per i movimenti automatici posturali), o il riflesso cutaneo da
evitamento (per i riflessi spinali) sono gli esempi più conosciuti di
questo secondo tipo di sensibilità.Nella componente conscia della
sensibilità si possono differenziare alcune grandi categorie: la
sensibilità tattile manipolativa, il tatto passivo, il dolore, il caldo e
il freddo, il senso di posizione, solo per citare le categorie
principali.Questi differenti tipi di sensibilità, per quanto importanti e
differenziati, non riconoscono vie e strutture nervose selettive,
responsabili o prioritarie per la loro origine, contrariamente a ciò che
a lungo si è pensato in passato.I differenti tipi di sensibilità
cosciente, pur originando da recettori specifici, sono il frutto di una
serie di successive integrazioni neuronali, che avvengono lungo il
percorso di diverse vie, il cui intreccio in una rete vasta e complessa
contribuisce assieme ai codici trasmessi dai recettori periferici, alla
formazione della sensibilità esterocettiva nel suo insieme, così come
questa viene comunemente intesa.Ciò significa che, per quanto alla
periferia siano presenti recettori specifici per il calore, per
l'indentazione della cute o per il dolore, i codici di questi recettori
non trasmettono affatto la sensibilità dolorosa, tattile o calorica così
come concepita a livello cosciente, ma solamente dei segnali: questi
segnali sono alla base ma non caratterizzano alcun tipo di sensibilità
cosciente.Non esistono, in altre parole, recettori periferici specifici
per le sensibilità, così come vengono intese le sensibilità di tipo
cosciente (sarebbe come sostenere che le note sono le uniche responsabili
di una sinfonia musicale, togliendo ogni significato al musicista e agli
strumenti), ma recettori che operano all'interno di un determinato
intervallo di energie frequentemente, ma non assolutamente, tipo
specifiche.Attivati da queste energie, i recettori inviano codici (che
corrispondono a treni di spikes) verso il sistema nervoso centrale. I
codici vengono a loro volta elaborati in tutte le stazioni all'interno
della rete di circuiti sensitivi. Attraverso successive elaborazioni
(integrazioni) essi giungono alla corteccia cerebrale, dove avviene il
più importante ed impegnativo lavoro di integrazione: la
coscientizzazione. Nella coscientizzazione il risultato delle
integrazioni sottocorticali già avvenute viene ulteriormente raffinato.Si
comprende dunque quale sia il vero ruolo del recettore periferico nella
acquisizione consapevole di una sensazione. Esso è assolutamente
indispensabile, poiché è l'unica struttura in grado di leggere le energie
esterne e tradurle in un linguaggio comprensibile dal sistema nervoso
centrale, contemporaneamente però è di scarso peso riguardo alla
elaborazione finale del concetto sensitivo (dolore, calore o altro). Il
concetto sensitivo cosciente nasce dalla calibrata integrazione
polimodale messa in atto nelle diverse stazioni della rete neuronale
(corteccia, talamo, cervelletto ed altro).Su ciascuna di queste stazioni
di rete le numerose vie sensitive (e frequentemente anche le vie motorie)
convergono ad imbuto, mentre le informazioni in uscita divergono a
ventaglio verso altre stazioni del sistema. Questi flussi di codici si
diffondono e si modificano così ampiamente da mutare in modo sostanziale
i codici contenuti nei recettori periferici.Il tipo di informazione
(codice) prodotto da un recettore periferico potrebbe essere paragonato
alle singole parole di un discorso o di un libro. Le parole costituiscono
sicuramente la struttura portante del discorso, il cui significato è però
dettato dalla logica con cui le parole vengono combinate. Parole
identiche possono essere utilizzate per discorsi molto differenti,
anche \p81 in contrasto fra loro. Allo stesso modo, informazioni
provenienti dai recettori cutanei ed articolari possono essere combinate
in sintassi diverse dalla rete neuronale sensitiva, anche se solitamente
esiste una data preferenza ad utilizzare i codici recettoriali sempre
negli stessi fenomeni di coscientizzazione oppure nelle medesime risposte
riflesse.Non esistono quindi, contrariamente ad una credenza comune,
canali specifici per il dolore o per la discriminazione tattile, (se non,
forse, nel sistema nervoso periferico). Esistono solamente canali
preferenziali per la trasmissione di codici di un determinato tipo e
verso sistemi preferiti rispetto ad altri. Non è possibile mettere in
ogni caso in correlazione il sistema recettoriale con la sensazione
cosciente.Nel sistema nervoso sensitivo vi sono dunque vie dirette
prevalentemente verso la corteccia cerebrale, vie dirette verso il
cervelletto e vie dirette verso il midollo spinale, ma ciascuna di queste
vie porta ogni tipo di informazioni della rete neuronale e non solamente
informazioni specifiche, di tipo tattile, dolorifico o
propriocettivo.L'inquadramento logico del concetto di sensibilità è
importantissimo poiché chiarisce che quando si esamina selettivamente un
tipo di sensibilità non si valuta il suo percorso anatomico specifico,
dato che essa non percorre una via come un fiume il suo letto. Quando si
esamina una sensibilità si studia piuttosto una rete di connessioni, dove
l'informazione sensitiva possiede estrema libertà di movimento e può
percorrerecircuiti differenti all'interno di una rete neuronale.La rete
sensitiva costituisce un sistema di comunicazione multimodale che,
attraverso vie differenti, trasmette codici recettoriali diversi. I
codici che arriveranno alla sede finale verranno qui accorpati secondo
sintassi specifiche, caratteristiche più della stazione di arrivo che non
del codice di trasmissione, per organizzare risposte motorie differenti,
modulate sulla scorta di molte variabili, oltre che sulle afferenze
sensitive.Come disse W.B. Mountcastle ...la sensazione cosciente è un
racconto astratto, non una riproduzione del mondo reale.Il sistema
sensitivo potrebbe essere paragonato ad una società d'affari che ha
necessità di tenere in contatto tutte le sue filiali periferiche con la
sede centrale.Le differenti sedi periferiche potrebbero essere paragonate
ai recettori, la sede centrale alla corteccia cerebrale, al cervelletto o
al midollo spinale, gli strumenti di comunicazione alla rete di circuiti
sensitivi.Le sedi periferiche hanno molti modi di comunicare con la
centrale, il telefono, il fax, i computers ed i video (le vie nervose);
normalmente inviano il messaggio attraverso il circuito della rete più
utile ad interpretare il messaggio medesimo, ma, in condizioni di
necessità, possono usare anche più canali, o canali differenti per un
unico messaggio. Il risultato varia in precisione, ma lo scopo sarà
comunque raggiunto; a chi riceve interessa solo marginalmente la qualità
del messaggio, l'interesse è nel suo contenuto informativo, che
condiziona le operazioni organizzate centralmente (il movimento) alle
informazioni periferiche locali raccolte dalla filiale (le informazioni
sensitive).Questo concetto di rete di circuiti neuronali sensitivi è il
frutto delle ricerche neurofisiologiche, ma anche degli studi sulle
intelligenze artificiali e sulla automazione robotica.Nello sviluppo
storico della medicina la sensibilità non è sempre stata considerata in
questo modo. La sensibilità è stata anzi a lungo valutata in modo
diverso, come il risultato di interazioni molto differenti, delle quali è
bene avere una qualche conoscenza poiché esse hanno determinato il
concetto di sensibilità ed ancora oggi in alcuni casi lo
influenzano.Neurofisiologia della sensibilità: inquadramento storicoIl
primo ad affrontare in maniera dottrinale un discorso sulle sensibilità è
l'Inglese Müller nel 1842. Nella sua monumentale opera Elements of
Physiology Müller afferma testualmente: ...la sensazione è una proprietà
comune a tutti i sensi, ma il tipo di sensazione è diverso per ciascuno
di essi: ecco allora che abbiamo la sensazione della luce, del suono, del
gusto dell'odorato e del tatto, che è la sensazione che ci deriva dai
nervi cranici e spinali; le sensazioni di grattamento, di piacere o di
dolore, di caldo o di freddo e quelle stimolate dall'atto del toccare nel
suo senso più ristretto, sono varietà del senso del tatto [3].[3] Müller
(1842), citazione tratta da on the nature of cutaneous mechanisms Melzack
e Wall vedi riferimento bibliograficoMüller afferma che dette
informazioni viaggiano dall'organo recettore al cervello attraverso i
nervi ed è il cervello ad interpretare in maniera distinta le varie
sensazioni, conferendogli rilevanza cognitiva.Per quanto oggi possano
sembrare elementari, le teorie di Müller sulla sensibilità costituiscono
un passo importantissimo per la medicina, poiché per la prima volta
focalizzano la necessità di codificare le conoscenze ed aprire una
discussione scientifica sugli aspetti della trasmissione e della
percezione sensitiva, ponendo, in maniera embrionale, anche il problema
del rapporto fra sensibilità e coscienza, che tanto appassionerà i
neurofisiologi del nostro secolo.La teoria di Müller soddisfa
evidentemente le esigenze culturali e pratiche del momento; infatti, per
più di cinquanta anni, nessuno dà sostanziali apporti o mette in
discussione il suo contributo.Nel 1895 Von Frey [4] formula una teoria
che è la naturale evoluzione del pensiero di Müller. Egli ipotizza che vi
siano, fin dal livello cutaneo, quattro diversi tipi di sensibilità e che
ciascuno di questi viaggi lungo vie separate del sistema nervoso senza
commistione alcuna, fino a livello della consapevolezza, cioè a livello
encefalico.[4] von Frey M.( 1895),Sachs Ges., Wiss. Math-phys.,ClinVon
Frey identifica quindi quattro tipi fondamentali di recettori cutanei: 1)
i corpuscoli di Meissner (più i recettori piliferi, che aggiungerà
successivamente) per la sensazione tattile, 2) i recettori terminali di
Ruffini per il caldo e 3) i bulbi terminali di Krause per il freddo, 4)
le terminazioni cutanee libere per il dolore [5].[5] Vedi paragrafo
successivo per la definizione fisiologica attuale dei recettori, che
hanno mantenuto il loro nome originale ma non la funzione.Von Frey dà un
apporto fondamentale alle moderne conoscenze sulla neurofisiologia
sensitiva: la sua assunzione sulla specializzazione dei recettori cutanei
è infatti ancora valida e la sua teoria è stata ampiamente suffragata
dalle successive indagini sperimentali.La teoria di Von Frey tuttavia,
oggi ormai superata, è ancora causa di notevole confusione: mentre il
primo assunto (1) specializzazione dei recettori, come si è appena visto,
è stato successivamente convalidato dalle indagini di laboratorio ed è
quindi ancora oggi riconosciuto, gli altri due si sono, sperimentalmente,
dimostrati non veri e sono, di conseguenza stati accantonati. I due
assunti ormai abbandonati affermavano che (2) ad ogni recettore
corrispondesse una sola specifica sensibilità ed un solo tipo di
terminazioni nervose e che quindi le informazioni sensitive giungessero
già selezionate al sistema nervoso centrale e (3) esiste un rapporto
rigidamente somatotopico fra il tipo e la collocazione topografica del
recettore da un lato e l'encefalo [6] e, quindi, la coscienza dall'altro.
[6] ma oggi dovremmo interpretare il termine come la corteccia
cerebrale.La confusione ancora oggi esistente sulle vie sensitve ha
origine dalla teoria di Von Frey e deriva dal considerarla valida nel suo
insieme: dalla specificità recettoriale (assunto 1, ancora valido) alla
specificità delle vie, diverse per ogni \p83 tipo di sensibilità (assunto
2, non più valido) ed alla presa di coscienza (assunto 3, non più
valido), che sarebbe quindi fortemente facilitata, e limitata allo stesso
tempo, dal pervenire all'encefalo, in maniera separata, dei vari tipi di
sensibilità. Se la discussione dell'assunto 2 presuppone un importante
passo avanti, con lo smantellamento della classica ed ormai obsoleta
teoria anatomica per cui esistono alcune vie solamente per la sensibilità
tattile, altre solamente per la sensibilità termodolorifica e così via
per ogni tipo di sensibilità[7], la discussione dell'assunto 3 presuppone
una riconsiderazione assai più complessa, che analizzi in termini moderni
l'essenza del concetto di consapevolezza/coscienza[8].[7] Anche se la
specificità delle vie rimane vera nella maggior parte delle situazioni
elementari, non può essere considerata valida in termini assoluti, le
sensibilità più complesse sfruttano più percorsi anatomici.[8] vedi nota
7La teoria di Von Frey è accettata globalmente, come una soddisfacente
interpretazione dei fenomeni sensitivi per quasi 40 anni, fino agli anni
venti di questo secolo.Nel 1924 Erlanger, Gasser e Bishop dimostrano che
la velocità di conduzione delle fibre nervose è proporzionale alla
quantità di guaina mielinica che le avvolge (sono questi autori a
classificare, data la loro scoperta, le fibre nervose in A, B, C, a
seconda delle velocità con cui conducono l'impulso).Fa seguito
all'individuazione delle diverse fibre nervose una loro teoria, secondo
la quale la qualità dello stimolo sensitivo è legata, con rapporto
biunivoco, al diametro delle fibre sensitive: esistono pertanto fibre per
il dolore (fibre C) che sono prive o quasi di guaina mielinica, fibre per
la sensibilitàtattile (fibre A) con molta mielina e fra queste un
ventaglio di fibre, ottenute suddividendo i gruppi A, B e C in vari
sottogruppi, ciascuna con un tipo specifico di sensibilità.La teoria, a
dire il vero, non varia di molto rispetto alla ipotesi di Von Frey (che
già aveva supposto percorsi separati per i vari tipi di sensibilità), se
non nelle posizioni del suo massimo esponente, Sinclair.Negli anni
cinquanta Sinclair nega l'esistenza della specificità dei recettori,
affermando che la qualità del messaggio sensitivo cutaneo è codificata
dalla differente successione di treni di impulsi sensitivi e, in base a
questa successione di impulsi, decodificata a livello encefalico, per
divenire cosciente.Sinclair inoltre riprende esattamente l'assunto 3
della teoria di Von Frey, secondo il quale vi è un rapporto rigidamente
somatotopico fra le fibre recettrici e le zone di coscientizzazione della
sensibilità (punto che oggi sappiamo non essere più valido)
[9].All'inizio degli anni sessanta gli stessi Bishop, Gasser ed Erlanger
rivedono parzialmente la loro teoria, che viene comunque definitivamente
smentita dai lavori di Hunt e Mclntyre che dimostrano che la specificità
delle fibre sensitive di differente calibro rispetto ai diversi tipi di
sensibilità non è assoluta [10].[9] vedi nota 7[10] Hunt&Mcintyre
J.Physiol. 153,88 (1960a);153,99 (1960b)Questo assunto, provato
sperimentalmente, è importantissimo ed ancor oggi, purtroppo, ignorato da
molti.La differenziazione delle fibre in fibre della sensibilità tattile
e discriminativa se di tipo A o fibre del dolore se fibre C, che pure è
solitamente sensata e veritiera se la si assume come tendenza, diviene un
errore quando la si assume come legge della neurofisiologia e genera un
elevato numero di incongruenze sia con i dati sperimentali che
nell'esperienza clinica quotidiana.L'evoluzione successiva della
neurofisiologia delle vie sensitive raggiunge i nostri giorni con la
teoria del cancello elaborata dell'inglese Wall e dall'australiano
Melzack, che vedono la sensibilità cutanea come una successione di
integrazioni \p84 nervose, fin dai primi livelli del sistema nervoso
centrale (corna posteriori del midollo spinale). Ma questa teoria non è
ancora storia: essa è la base delle attuali argomentazioni di
neurofisiologia sensitiva (per la descrizione della teoria del cancello
si rimanda alla parte sulle corna posteriori del presente
capitolo).Anatomia e fisiologia della percezione cutaneaI recettori
cutanei ed il loro ruolo nella percezione sensitivaLa diversità della
sensibilità cutanea, sia come tipo di sensazione che come capacita di
discriminazione quantitativa, è un dato da sempre evidente.Clinicamente
questo significa che si possono disegnare mappe differenti per la
sensibilità cutanea al tatto, al calore, al freddo e al dolore e che in
queste mappe è possibile riscontrare punti, specifici per ciascun tipo di
sensibilità, in cui la percezione di situazioni quantitativamente
differenti è migliore rispetto ad altre zone. Si hanno così punti
particolarmente sensibili al calore, al freddo, al dolore o ad altri tipi
di stimolo.All'aumentare dell'intensità dello stimolo la differenziazione
fra i diversi tipi di mappe sensitive perde di significato ed uno stimolo
intenso può sollecitare sensazioni di caldo e di dolore
contemporaneamente, oppure un insieme di sensazioni (solitamente
spiacevoli) non più facilmente classificabili.Ancora oggi, ad oltre
novanta anni dal suo esempio, chi meglio riuscì a descrivere cosa accada
alla cute colpita da uno stimolo esterno, fu Sherrington: (....) la
superficie cutanea è una sorta di mosaico di aree sensitive
(.....)ciascun pezzo del mosaico, indubbiamente, coincide con il sito di
localizzazione di un recettore o con un piccolo gruppo di essi (.....)
(.....) piuttosto che ad un mosaico tuttavia io paragonerei la cute ad
unospecchio d'acqua, nel quale crescono numerose piante (acquatiche),
alcune immerse ed alcune galleggianti. Se si getta un sasso nell'acqua,
le piante si muoveranno in rapporto alla violenza dell'impatto, alle loro
dimensioni ed alla vicinanza del luogo in cui il sasso è stato
gettato.Dove le piante sono maggiormente concentrate nessun sasso, per
quanto piccolo, colpirà la superficie dell'acqua; esso colpirà per forza
una pianta, ma oltre quella, o quelle se più di una, un vasto numero di
piante sarà mosso dalle onde generate nell'acqua dal movimento delle
piante colpite. Il moto delle piante durerà ben oltre la caduta del
sasso, fino a che le acque non si saranno definitivamente calmate[11 12.]
[11 Sherrington: Cutaneous sensation in Schafer textbook of Physiology
Vol.2 London 1900 pp. 920-1000 [12 Il movimento cutaneo è riferito da due
fattori meccanici l'indentazione della cute e la pressione su di essa.Il
ruolo dei singoli recettori, pur essendo determinante per leggere lo
stimolo esterno, non caratterizza il tipo di sensibilità, che pare
piuttosto formarsi in conseguenza ad una serie di integrazioni successive
a livello centrale, all'interno di una rete di collegamenti di cui fanno
parte diversi circuiti afferenti.Qualunque stimolo colpisca la cute,
proprio come il sasso nello stagno, attiva in maniera differenziata una
serie di recettori appartenenti ad almeno quattro categorie funzionali,
ciascuno dei quali invia al sistema nervoso centrale un complesso codice
spazio-temporale che riguarda la sua singolare e limitata percezione
dell'evento.È all'interno del sistema nervoso centrale che avviene
l'integrazione dei vari codici e si arriva ad una informazione sensitiva
operativa ed utile per impostare una reazione od un progetto motorio.\p85
I recettori quindi hanno una loro specificità, che determina la
sensibilità del sistema nervoso centrale allo stimolo, ma non è legata ad
una via specifica per quella sensibilità e tantomeno alla consapevolezza
di quella data sensazione.La teoria di Von Frey: un recettore - una via -
una sensibilità, è un concetto ormai definitivamente superato.Essendo i
recettori e la loro specificità il punto di partenza di ogni evento
sensitivo, è necessario conoscerne le caratteristiche e la loro
distribuzione a livello cutaneo, poiché è chiaro, dall'esempio di
Sherrington, che la qualità dell'informazione è strettamente correlata
alla quantità di recettori e al tipo di specificità recettoriali
rappresentate per ogni centimetro quadrato di cute.Anatomia dei recettori
cutaneiA livello di significatività sensoriale la cute si può dividere in
cute glabra (cioè priva di peli) e cute con peli. Le prime ricerche
anatomiche sui recettori sensitivi vennero effettuate sulla cute
provvista di peli ed evidenziarono recettori che poi si sono individuati,
con differenze non sostanziali, anche a livello della cute glabra.Le
uniche differenze fra le due sono date dalla presenza, nella prima, di
recettori legati al pelo che ovviamente sono assenti nella seconda e
dalla densità dei recettori, molto più concentrati sulla cute glabra.I
recettori cutanei possono essere suddivisi in tre categorie
fondamentaliMeccanocettoriTermocettoriNocicettoriI meccanocettori ed i
termocettori sono poi ulteriormente divisi inRecettori rapidi (FA:
dall'inglese fast adapting) Recettori lenti (SA: dall'inglese slow
adapting)I nocicettori non sono classificati in quanto, fino a non molto
tempo addietro, si riteneva fossero terminazioni cutanee libere di fibre
C o A. Oggi si ritiene invece che questi recettori abbiano una struttura
recettiva diversa dalla terminazione nervosa (McIntyre 1989), che però
nessuno è ancora stato in grado di individuare.Meccanocettori cutanei non
collegati al follicolo piliferoA livello cutaneo si trovano quattro tipi
di meccanocettoriA) i corpuscoli di MerkelB) i corpuscoli di Meissner
(con i loro omologhi per le mucose: i corpuscoli di Krause)C) i
corpuscoli di RuffiniD) i corpuscoli di PaciniI corpuscoli di Merkel e di
Meissner sono più superficiali, trovandosi al confine fraderma ed
epidermide, sono più concentrati nei polpastrelli delle mani, dove hanno
campi recettivi molto piccoli, con una superficie all'incirca di 13
millimicron quadrati e deputati prevalentemente a percepire le variazioni
rapide di movimento cutaneo.Sono entrambi innervati da fibre sensitive di
tipo veloce, hanno piccolissimi campi recettivi dentro i quali si possono
ritrovare alcuni punti in cui la sensibilità è sviluppata maggiormente.I
recettori di Merkel sono strutture concave (a coppa), situati sulla parte
\p86 inferiore delle papille dermiche dove, con la loro forma,
abbracciano il fondo della papilla.I recettori di Merkel sono costituiti
da una fibra sensitiva di tipo veloce (I) che, a livello della giunzione
dermo-epidermica si dipana in alcuni filamenti terminali. Ciascuno di
questi filamenti si dirige ad una cellula cutanea, la cellula sensitiva
di Merkel . All'interno della quale le fibre nervose prendono contatto
con granuli sferici gelatinosi che costituiscono il vero e proprio
trasduttore dell'energia meccanica in potenziali d'azione.Non si sa se vi
siano vere sinapsi o di che tipo siano i contatti, ma la cellula
sensitiva di Merkel è determinante riguardo al caratteristico lento
adattamento di questi recettori. (SAI: slow adapting I fibres).Ciascuna
terminazione nervosa prende contatto con 6-7 cellule epiteliali di Merkel
ed il campo recettivo di un recettore è visibile sulla cute come un lieve
sollevamento.Si ritiene che sia questo contatto fra un solo terminale
nervoso e numerose cellule epiteliali di Merkel, nonché le
caratteristiche fisiche dei loro granuli endocellulari ad attribuire al
recettore la caratteristica scarica irregolare di risposta alla
stimolazione meccanica della cute.I corpuscoli di Merkel sono in grado di
rispondere solamente all'aumento perpendicolare della pressione,
particolarmente a livello dei polpastrelli delle dita (dove sono
massimamente concentrati).\p87 La loro sensibilità è estrema, sono
sufficienti movimenti di 50 millimicron per attivarli.La risposta ha due
componenti:una prima componente dinamica, che dura circa 0.5 secondi ed è
caratterizzata da scariche ad alta frequenza;una seconda componente
statica, caratterizzata da una risposta che rimane costante anche dopo la
rimozione dello stimolo, di frequenza minore, ma di durata molto lunga.Un
singolo recettore può scaricare con la stessa frequenza anche per molti
minuti (8-10), continuando così a segnalare la pregressa variazione di
pressione applicata alla cute.I recettori di Meissner si trovano
all'apice delle papille del derma. Sono quindi i recettori meccanici più
esterni del corpo.La loro forma è allungata, tipo dirigibile, ha l'asse
maggiore diretto perpendicolarmente alla superficie della cute ed è
innervato da un numero variabile di assoni sensitivi (da due a sei) del
tipo I ad adattamento rapido (FAI: fast adapting I fibres).L'aspetto
anatomico è caratterizzato da una lamellatura connettiva parallela alla
superficie cutanea (perpendicolare cioè al suo asse maggiore),
all'interno della quale si sfioccano le terminazioni mieliniche.Il
recettore di Meissner è inserito all'epidermide soprastante da una decina
di lamelle di collagene, mentre il lato inferiore è libero di muoversi
nello spessore del derma.Questa caratteristica e la rapida adattabilità
(vedi oltre), fecero sostenere ad Iggo (1977) l'ipotesi che i recettori
di Meissner corrispondessero ai meccanocet-tori piliferi, costituendo
funzionalmente una vera sorta di pelo all'interno della pelle glabra.Il
recettore di Meissner percepisce il cambiamento di forza meccanica
applicata al derma e la sua direzione, particolarmente a livello delle
microplicature che formano le impronte digitali.È un organo a rapidissimo
adattamento e di grande precisione, percepisce movimenti oscillatori
della cute con una rapidità (del movimento) fino a 100 Hertz [13] ed una
estensione del movimento di un minimo di 10 millimicron.[13] Percepisce
fino a cento variazioni direzionali al secondo applicate da una forza
esterna alla cute.Si adatta rapidissimamente, interrompendo la scarica in
pochi decimi di secondo se non avvengono variazioni nella forza meccanica
applicata alla cute.I recettori di Ruffini sono terminazioni
meccanocettive situate nel derma. Sono caratterizzate da una sola fibra
sensitiva di tipo II ad adattamento lento (SAII: slow adapting II
fibres), che si avviluppa ad una fibra collagene del tutto simile alle
normali fibre collagene del derma. Il tutto è avvolto da una capsula che
contiene una sostanza liquida.I corpuscoli di Ruffini hanno un campo
recettivo relativamente ampio, di circa 25 millimicron quadrati, e
rispondono a deformazioni meccaniche tangenti alla cute con una risposta
lenta ad instaurarsi ma duratura e regolare nel tempo, mentre se la
deformazione avviene in senso perpendicolare rispondono solamente se sono
esattamente al di sotto del punto di stimolazione.Hanno una soglia
recettiva relativamente elevata, non sono infatti attivati se
l'indentazione cutanea non raggiunge almeno i 250 millimicron.Si ritiene
che l'importanza del recettore di Ruffini sia soprattutto legata alla
percezione delle indentazioni cutanee conseguenti ad un movimento
articolare o ad una contrazione muscolare e che questi organi di fatto
siano prevalentemente propriocettivi (vedi tabella).I recettori di Pacini
si trovano nel derma. Sono costituiti da un singolo assone \p88
sensitivo, di tipo II, sono a rapido adattamento (FAII: fast adapting II
fìbres), Passone termina in una struttura lamellare, a forma di bulbo di
cipolla, all'interno di una capsula dentro la quale è contenuta una
sostanza liquida.Questi sensori sono i più voluminosi fra i
meccanocettori, raggiungendo una dimensione anche di 4 millimetri.I
corpuscoli di Pacini hanno un'area di recezione piuttosto ampia (circa 25
millimicron quadrati), sono sensibili a movimenti molto piccoli (fino ad
un minimo di 10 millimicron) ed a cambiamenti di movimento rapidissimi,
fino a 400 hertz.Nella mano, la distribuzione relativa dei meccanocettori
sopra riportati è la seguente:Merkel 25% ;Meissner 43%Ruffini 19%Pacini
13%Complessa e poco conosciuta è la definizione del loro ruolo a livello
sia di controllo motorio automatico che di propriocettività cosciente.Il
controllo degli automatismi motori, come si è visto, è un problema assai
intricato e ancora in gran parte sconosciuto.A livello di percezione
cosciente invece sono stati effettuati studi (Gandevia e Burke 1992) nei
quali si è stimolata artificialmente la afferenza da ciascuno dei
meccanocettori cutanei citati, che hanno dato risposte differenti.Il tipo
di sensazione cosciente ottenuto stimolando artificialmente (corrente
elettrica) un recettore sensitivo può essere letto nella tabella
successiva:Tab 4.1 - sensazioni causate dalla stimolazione elettrica di
una singola fibra nervosa afferente proveniente dai diversi recettori
specifici della manoClasse di recettori: cutanei a) FAI (Meissner) casi
nei quali viene suscitata la sensazione (%): 90percezione della singola
stimolazione: +carattere della sensazione: colpetto localizzato, tremore
o vibrazione dipendente dalla frequenza e durata dello stimolob) FAII
(Pacini)casi nei quali viene suscitata la sensazione (%): 85percezione
della singola stimolazione: ?+carattere della sensazione: vibrazione
diffusac) SAI (Merkel) casi nei quali viene suscitata la sensazione (%):
80percezione della singola stimolazione: + carattere della sensazione:
pressione locale o rientranzad) SAII (Ruffini)casi nei quali viene
suscitata la sensazione (%): 10percezione della singola stimolazione: -
carattere della sensazione: (raramente) movimento articolare quando il
campo recettivo è sopra la art. interfalangea distale Classe di
recettori: muscolaria) fusicasi nei quali viene suscitata la sensazione
(%): <10percezione della singola stimolazione: -carattere della
sensazione: nulla per una singola afferenza. Quandostimolata una
popolazione di fibre, una sensazione di movimentob) organi tendineicasi
nei quali viene suscitata la sensazione (%):1 afferenza di sole 3
campionatepercezione della singola stimolazione: -carattere della
sensazione: 1 afferenza su 3 produce una sensazione di allungamento
muscolareClasse di recettori: articolaricasi nei quali viene suscitata la
sensazione (%): 70percezione della singola stimolazione: -carattere della
sensazione: pressione profonda focalizzata, movimento o sollecitazione
articolareTabella adattata da Gandevia e Burke (1992)La stimolazione
delle fibre provenienti dai corpuscoli di Merkel dà la sensazione di
pressione cutanea o indentazione della cute.La stimolazione delle fibre
provenienti dai corpuscoli di Meissner dà la sensazione di vibrazione
localizzata, strettamente aderente alla durata e alla frequenza dello
stimolo.\p89La stimolazione delle fibre provenienti dai corpuscoli di
Ruffini dà la sensazione, occasionale, di movimento articolare.La
stimolazione delle fibre provenienti dai corpuscoli di Pacini dà la
sensazione di una vibrazione diffusa.Meccanocettori cutanei collegati al
follicolo piliferoVi sono due tipi di recettori, i recettori di tipo D,
connessi con la radice del pelo ed i recettori di tipo G, connessi con la
parte alta del pelo (ma sempre all'interno del follicolo pilifero). Tutti
questi recettori sono a rapido adattamento. Oltre che durante la
flessione essi rispondono, con una scarica differenziata, al termine
della flessione. Hanno cioè un segnale di piegamento in corso ed un
segnale di fine piegamento .I recettori di tipo D rispondono alla
flessione di un gruppetto di peli, scaricando ripetutamente all'aumentare
della flessione e variando codice al momento in cui la deflessione
termina.Essi coprono un'area molto variabile da zona a zona e da animale
ad animale (da 1 a 600 millimicron quadrati). Ciascun pelo riceve
ramificazioni terminali di numerosi assoni e ciascun assone si dirige a
numerosi follicoli, per cui la rete sensitiva risulta assai diffusa e
poco specifica. Questa rete è particolarmente adatta a recepire i
movimenti del pelo provocati da situazioni quali il vento od il soffio
d'aria. L'innervazione è data da fibre A delta.I recettori di tipo G
percepiscono la velocità di deflessione del pelo, sono connessi alla
parte alta del follicolo pilifero e sono innervati da fibre A. Ve ne sono
di due tipi e sono particolarmente adatti a recepire i movimenti del pelo
conseguenti a forze meccaniche (piccoli animali tipo pulci, solletico o
altro).TermocettoriIl termorecettore deve possedere tre diverse
caratteristiche:- avere una risposta dinamica a piccolissime variazioni
di temperatura- avere una scarica postuma la cui intensità dipende dal
livello della temperatura cutanea- avere una insensibilità quasi totale
alle deformazioni meccaniche della cuteOgni termorecettore ha un campo
recettivo puntiforme (1-2 millimicron quadrati) ed una sensibilità
variabile, sempre nell'ordine dei decimi di grado C centigrado. I
termorecettori si dividono in termorecettori al caldo e termorecettori al
freddo.I termorecettori al caldo hanno una scarica costante (come i
termocettori al freddo) per le normali temperature corporee (34-36
gradi). Se la temperatura si innalza la scarica aumenta di frequenza,
fino a divenire massima fra i 41 ed i 46 gradi. Se le temperature si
abbassano sotto i 36 gradi questi termocettori smettono di
scaricare.Comportamento analogo per le basse temperature hanno i
termocettori al freddo, la scarica aumenta al calare della temperatura
cutanea fino ad un minimo di 26 gradi, rimane poi costante fino ai 10-15
gradi, dopo di che cessa totalmente, così come cessa totalmente se la
temperatura cutanea supera i 37 gradi.L'esposizione improvvisa a
temperature elevate (50 gradi) li può momentaneamente attivare, dando la
caratteristica incapacità, all'istante, di catalogare la sensazione
termica come calda o fredda.Tutti i termocettori sono innervati da fibre
di tipo C. Fanno eccezione i termocettori della pelle glabra le cui fibre
sono A delta.\p90Il sistema nervoso centrale è in grado di percepire
variazioni di temperature cutanee su di una superficie di 1 cm quadrato,
dell'ordine di 0.05 C centigrado in condizioni ideali (24 gradi C).
Questa sensibilità è di gran lunga superiore alla sensibilità di
qualunque termocettore ed è chiaramente legata ad una integrazione
centrale delle informazioni provenienti dai 16-25 recettori che
sottendono quell'area di superficie cutanea.NocicettoriI nocicettori sono
recettori ad alta soglia in grado di rispondere esclusivamente ad
intensità di stimolo tali da arrecare danno alla cute. Si dividono in tre
categoriemeccanicitermicipolivalentiI nocicettori meccanici rispondono
comunemente a stimoli meccanici la cui intensità provoca, sulla cute,
tagli, penetrazioni, schiacciamento o pressioni esagerate. Poiché
possiedono una doppia innervazione, di tipo C ed A delta, è stata
proposta una spiegazione del doppio dolore legata alla velocità di
conduzione di questi due tipi di fibre [14].[14] La sensazione cosciente
sarebbe: dolore immediato, pausa, dolore urente. Il primo fenomeno è
legato alle fibre A delta, il secondo alle fibre C. La teoria è sotenuta
da Collins (1960).I nocicettori termici sono suddivisi, come i normali
termocettori in nocicettori per il caldo, che rispondono a temperature al
di sopra dei 50 C e nocicettori per il freddo, che rispondono a
temperature al di sotto dei 10 C.Questi recettori rispondono però anche a
sollecitazioni di temperatura inverse (i recettori al caldo rispondono in
qualche modo anche al freddo e viceversa). I nocicettori termici sono in
modo blando anche sensibili alla nocicezione meccanica.I nocicettori
polivalenti, oltre ad avere una ovvia risposta sia al danno meccanico sia
termico, hanno una intensa risposta anche alle concentrazioni di sostanze
chimiche, normalmente prodotte dai tessuti danneggiati o la cui iniezione
può risultare dolorosa.La caratteristica fondamentale ed importante di
questo tipo di nocicettori tuttavia è la sensitizzazione. Si definisce
con questo termine un cambiamento sostanziale della risposta a situazioni
dolorose croniche.I nocicettori polivalenti, in conseguenza ad un dolore
cronico, abbassano il livello soglia e rispondono a stimoli non dolorosi
con scariche caratteristicamente irregolari, che il sistema nervoso
centrale percepisce come codici apparentati con il dolore.Si ritiene che
la sensitizzazione sia uno dei meccanismi alla base delle iperalgesie e
delle disestesie (ma non il solo, contribuiscono sicuramente anche
meccanismi centrali, vedi oltre). L'origine del fenomeno è ancora ignota,
ma potrebbe essere legata alla abnorme liberazione da parte dei tessuti
danneggiati di sostanze chimiche in grado di attivare questo tipo di
recettori.Definiti i differenti recettori periferici è bene elencare la
terminologia con cui ci si riferisce alle variazioni patologiche di
sensibilità.Si definisce parestesia una sensazione abnorme in assenza di
qualsiasi stimolazione sensitiva (il classico formicolio ).Si definisce
iperestesia la sensazione aumentata rispetto alla norma provocata da uno
stimolo non doloroso (sul genere di quelle a volte provate indossando
abiti stretti).\p91Si definisce disestesia una sensazione dolorosa
provocata da uno stimolo normalmente non doloroso.Si definisce
iperalgesia una sensazione aumentata, rispetto alla norma, di uno stimolo
doloroso.Si definisce ipoestesia la diminuzione di capacità percettive
dei normali stimoli sensitivi.Si definisce anestesia la perdita totale
della sensibilità.Con il termine pallestesia ci si riferisce alla
(normale) sensibilità vibratoria testata col diapason.Le vie sensitive
centrali ed il loro ruolo nella percezioneLe afferenze periferiche
entrano nel sistema nervoso centrale per la maggior parte attraverso le
radici posteriori del midollo, costituite dagli assoni centrali dellecellule T dei gangli paravertebrali. Una volta penetrate nel sistema
nervoso centrale, queste radici si dividono in due tronchi ben distinti:-
un ramo mediale che, senza venire a contatto con la sostanza grigia,
piega in direzione verticale per raggiungere strutture nervose più alte.-
un ramo laterale che si suddividerà ulteriormente all'interno della
sostanza grigia del corno posteriore.Questi rami costituiscono il punto
di partenza dei due grandi sistemi sensitivi coscienti nell'uomo: il
sistema cordonale posteriore, che trae origine dalla radice mediale, ed
il sistema antero-laterale che parte dalla radice laterale.Altri sistemi
sensitivi non coscienti sono presenti e funzionanti nel sistema nervoso
centrale. Essi sono trattati nelle parti del testo dedicate
specificamente al midollo spinale e al cervelletto.Radice mediale:
considerazioni anatomicheI fasci di assoni contenuti nella parte mediale
della radice dorsale sono tutti costituiti da fibre mielinizzate (I e
IIa) che, una volta entrate nel midollo spinale, si staccano dalla
restante radice, indirizzata verso le corna posteriori e formano un
angolo di 90 gradi diretto verso l'alto. Queste fibre giungono, senza
l'interposizione di alcuna sinapsi, a livello dei nuclei grigi del
bulbo.Partendo dall'ultimo metamero midollare, le fibre provenienti da
ogni successiva radice spinale si dispongono lateralmente alle fibre
provenienti dai metemeri più bassi; si viene così formando un grosso
fascio in cui gli ingressi sensitivi più bassi si trovano medialmente
rispetto alle radici sensitive situate via via più in alto.Anatomicamente
si distinguono due fasci, uno per il treno inferiore, che origina a
livello degli ultimi metameri lombari ed uno per il treno superiore, che
prende origine a livello della VI-VII radice toracica. Questi due fasci,
detti comunemente colonne dorsali o cordoni posteriori perché occupano
per intero la porzione posteriore del midollo, assumono più tecnicamente
il nome di fascio gracile (il più mediale) e fascio cuneato (il più
laterale).La prima sinapsi del sistema si ha a livello della giunzione
bulbo-midollare, più precisamente nei nuclei delle colonne posteriori
(nuclei gracile e cuneato). Nei nuclei gracile e cuneato il neurone a T
termina ed ha inizio il secondo neurone della via che costituisce il
lemnisco mediale (Glees e Soler).Non tutte le fibre contenute nei cordoni
posteriori terminano nei nuclei gracile e cutaneo, anzi, la maggior parte
( circa il 75%), per lo più fibre provenienti dai fusi neuromuscolari e
dagli organi tendinei, entrano a vari livelli nelle corna posteriori per
terminare sul nucleo di Clarke o sul nucleo cuneato accessorio.\p92Nei
cordoni posteriori distinguiamo anche due piccolissimi fasci discendenti
costituiti da alcune ramificazioni della radice che ha dato luogo ai
fasci gracile e cuneato. Le conoscenze fisiologiche su questi fasci sono
ancora molto limitate, si pensa che chiudano alcuni archi riflessi ai
livelli sottostanti a quello di entrata.Al di sopra dei nuclei gracile e
cuneato esiste anche un piccolo nucleo, detto nucleo Z, stazione di
arrivo delle informazioni sensitive di tipo propriocettivo (per maggiori
chiarimenti si veda la fisiologia verticale del midollo spinale).Dalla
zona dorsale della giunzione bulbo-midollare (sede dei nuclei) le fibre,
raggruppate nel lemnisco mediale, si dirigono prima avanti e medialmente
assumendo il nome di fibre arcuate (poiché formano una specie di arco
intorno ai nuclei della sostanza reticolare bulbare) poi, giunte nella
zona anteriore e mediale del bulbo (sotto i fasci piramidali) si
incrociano piegando contemporaneamente verso l'alto. Per tutto il tronco
e fino al talamo (stazione d'arrivo) questi neuroni manterranno una
posizione immediatamente retropiramidale.Il terzo neurone della via si
trova nel nucleo ventro-postero-laterale del talamo (VPL); le sue fibre
compongono la parte intermedio-posteriore del braccio posteriore della
capsula interna (vedere anatomia del talamo) entrando poi per la maggior
parte nella corteccia motoria e sensitiva primaria (aree 4, e aree 1, 2,
3 di Brodmann), diffondendosi in parte esigua alla restante corteccia.La
radice mediale, le vie della sensibilità tattile discriminativa (vie
posteriori) ed il loro ruolo nella percezione sensitiva
coscienteL'aspetto preminente del sistema appena descritto, che d'ora in
avanti sarà denominato sistema lemniscale, consiste nel fatto che le
informazioni che riguardano la localizzazione, la forma, la qualità e la
sequenza temporale degli stimoli che investono il corpo vengono
trasmesse, in ogni stazione sinaptica, con grande precisione.Fino allo
stadio della prima attivazione corticale, viene conservata una precisa
riproduzione degli attributi dello stimolo, attributi convertiti in
schemi di attività nervosa distribuiti nel tempo e nello spazio.Alcune
delle caratteristiche spaziali di un evento, particolarmente quelle
topografiche e quelle temporali, non variano lungo le stazioni nervose
del sistema.Questa invariabilità deriva da due speciali proprietà:1) la
rete periferica dei meccanismi di ricezione è proiettata centralmente in
maniera precisa e dettagliata attraverso i successivi stadi del
sistema;2) il sistema include in questo unico schema topografico le
diverse modalità della meccanocezione, ciascuna separata dalle
altre.Questi meccanismi meritano alcune considerazioni:1) Mantenimento
della rappresentazione periferica fino a livello corticaleSi è detto che
la rappresentazione periferica viene mantenuta con rigida somatotopia
fino a livello corticale. Ciò non significa una rappresentazione di ogni
singolo punto periferico in uno specifico punto del sistema, cosa che non
sarebbe possibile dato il rapporto dimensionale degli organi di
percezione periferici e delle vie in questione, ma piuttosto
rappresentazione nervosa proporzionale alla densità di recettori alla
periferia.Di conseguenza, la rappresentazione del corpo contenuta entro
questo sistema informativo, pur rispettando i principi citati all'inizio,
non rispetterà, nella rappresentazione somatotopica, le dimensioni
presenti nel corpo. Vi saranno organi percettivi quali mani, lingua e
labbra che sono ricche di recettori sensitivi, \p93 che possiedono
un'ampia rappresentazione nervosa mentre altre strutture, quali il tronco
o gli arti inferiori, povere di recettori, occupano nel sistema nervoso
uno spazio notevolmente minore.La modificazione dei rapporti spaziali fra
i vari organi di senso non è comunque l'unico fenomeno che altera la
precisa rappresentazione periferica del sistema. Per quanto si parli
costantemente di rappresentazione punto a punto fra corteccia e
periferia, già alla prima stazione sinaptica questo meccanismo viene,
seppure in maniera impercettibile, alterato dalla struttura anatomo-
fisiologica della stazione stessa.I nuclei delle colonne dorsali (gracile
e cutaneo) sono una complessa regione di trasferimento, nella quale si
può verificare una influenza reciproca fra gli ingressi primari di
differente origine spaziale, nonché fra questi ed altri sistemi
discendenti della corteccia cerebrale (vedi oltre).I neuroni della parte
dorso-caudale di questi nuclei sono provvisti di un albero dendritico ad
arborizzazione concentrica tipico dei neuroni di relais delle vie
sensoriali (Kuypers e Tuerk 1964). Questi neuroni sono raggruppati in
stretti addensamenti che sembrano ricevere i loro ingressi presinaptici
da fibre di una singola radice dorsale, vengono da questa attivati
monosinapticamente, sottendono un campo recettivo periferico molto
piccolo e sono in grado di rispondere anche a stimolazioni ad alta
fraquenza.Quasi immancabilmente, questi neuroni proiettano le loro fibre
nel lemnisco mediale. Essi sono gli equivalenti (se possiamo fare un
paragone) dei neuroni ad alta soglia della lamina V di Rexed delle vie
sensitive antero-laterali (vedi oltre).Nella regione antero-ventrale dei
nucleigracile e cutaneo le cellule predominanti sono di forma fusata e
triangolare, assai meno dense che nella parte dorso-caudale. Essi hanno
una arborizzazione dendritica più sviluppata e ricevono di conseguenza
una afferenza molto meno ristretta dal punto di vista spaziale,
rispondendo alla stimolazione in entrata con un leggero ritardo, che fa
pensare alla presenza di neuroni intermedi. Questi neuroni fusati seguono
la stimolazione periferica solo a basse frequenze e sono fortemente
modulati dai neuroni discendenti. Ancora una volta il paragone d'obbligo
è quello con il sistema antero-laterale, più precisamente con i neuroni
ad ampio spettro della lamina V di Rexed.Questo secondo tipo di neuroni
ha il compito fondamentale di modulare il funzionamento dei neuroni della
zona dorso-caudale a seconda delle informazioni ricevute in entrata,
riducendo od amplificando le informazioni di passaggio.II complessivo
sistema sinaptico sopra descritto aumenta il campo recettivo di ogni
neurone dei nuclei dorsali rispetto a quello dei recettori periferici di
circa dieci volte (Winter 1965).Questa perdita quantitativa è comunque
compensata da un notevole arricchimento qualitativo. L'informazione
spoglia giunta fino ai nuclei gracile e cuneato viene infatti a questo
punto accentuata o smorzata, sommata o sottratta ( in altre parole
integrata) in relazione ad altre afferenze sensitive vicine o lontane,
nonché alle informazioni provenienti dai sistemi discendenti (fascio
piramidale).A questi meccanismi confluenti, si somma un diverso
meccanismo atto a potenziare le capacità selettivo-discriminatorie del
sistema: l'inibizione afferente (Andersen, Eccles 1964, Eccles 1966).Dato
uno stimolo meccanico in una determinata zona, tale meccanismo, (la cui
fisiologia non è ancora completamente sicura e la cui presenza è stata
esclusivamente accertata nei mammiferi e non nell'uomo), genera una
risposta eccitatoria della zona stessa, ed una inibitoria in tutti i
meccanocettori delle zone circostanti. La stimolazione dei recettori
circostanti (legata sempre alla stessa deformazione meccanica che ha
provocato la risposta dei recettori immediatamente sottostanti allo
stimolo), se avvenisse genererebbe infatti un messaggio caotico.È
presumibile che un siffatto meccanismo serva a ridurre in qualche modo
\p94 il fenomeno di apertura che uno stimolo subisce una volta arrivata
nei nuclei gracile e cuneato.Già a livello della prima stazione quindi
l'afferenza tattile e manipolativa subisce importanti modificazioni.2)
Conservazione delle proprietà caratteristiche dello stimolo meccanicoGli
studi sui recettori periferici, informando sulla specifica sensibilità
modale di ciascuno di questi, spiegano come anche le colonne dorsali
siano, all'interno della meccanocezione, organizzate per forme di
sensibilità.Il neurone che con la sua fibra periferica giunge a contatto
con il meccanorecettore è infatti il medesimo che, dirigendosi
centralmente, entra a far parte dei cordoni posteriori, a livello dei
quali distinguiamo quindi gli stessi modelli di meccanocezione che
ritroviamo nei recettori cutanei o articolari, e cioè:1) tatto-
pressione2) propriocezione- cinestesia3) tremore e vibrazione [che pur
essendo una variazione temporale di 1) e 2) viene considerata un tipo di
meccanocezione a sé stante].La cosa più interessante di tutto ciò è
comunque come una identica specificità venga mantenuta anche a livello
dei nuclei gracile e cuneato dove, procedendo in senso caudale-rostrale,
si passa dalle cellule che rispondono solamente alla tatto-pressione, a
cellule eccitate dalla stimolazione meccanica del periostio (cioè dalla
componente profonda della tatto-pressione) ed infine, nella parte più
rostrale, a cellule eccitate solamente dai meccanocettori articolari
(Glees et al 1951, Kuhu 1949, Winter 1965).Nei cordoni posteriori la
sistemazione sarebbe analoga, con la sensibilità propriocettiva a livello
superficiale e la tattile profondamente (Rothwell 1994).La
differenziazione meccanocettiva è conservata anche nei lemnischi mediali,
nel talamo e nella corteccia cerebrale, differenziando così anche a
livello cosciente le informazioni provenienti da una singola parte del
corpo in informazioni conoscitive della realtà esterna e informazioni
conoscitive del proprio corpo (per quel che riguarda il senso di
posizione e la attività muscolare).Le prime sono mirate ad esplorare la
realtà, per darne un'immagine in grado di essere elaborata il più
fedelmente possibile.La seconda è mirata a dare un'immagine corretta del
proprio corpo.A livello corticale la sensibilità cutanea è riferita alle
zone 3b ed 1, situate in posizione intermedia. La sensibilità
propriocettiva è riferita invece alle zone 3 a e 2, situate
rispettivamente nella estremità inferiore della scissura di Rolando e
nella parte più prossima alla corteccia associativa parietale della
corteccia somatosensitiva primaria (vedi figura 25.2).La radice laterale,
le vie della sensibilità termo-dolorifica ed il loro ruolo nella
percezione sensitiva coscienteIl secondo grande sistema afferente
sensitivo è costituito dalle vie antero-laterali, che prendono origine
dalle fibre mielinizzate e non di questa seconda componente
radicolare.Diverso come anatomia e deputato alla trasmissione di
informazioni strutturalmente differenti, il sistema antero-laterale ha la
sua prima grande stazione sinaptica a livello delle corna posteriori,
livello in cui la radice laterale si suddivide ulteriormente in:1) un
ramo mediale\p952) un ramo laterale, i cui assoni si verticalizzano nel
corno posteriore.3) un terzo ramo a terminazione diretta sulle cellule
della lamina V di Rexed (origine del fascio spino-talamico). I neuroni di
questo terzo contingente sono stati solamente supposti, in quanto un
mediatore chimico prodotto nei gangli paravertebrali (sostanza P) è
presente ad alta concentrazione in questa lamina (Von Heuler 1981).La
parte mediale della radice laterale è costituita da fibre mieliniche a
terminazione pressoché totale sulla lamina IV di Rexed.La parte laterale
della radice laterale è costituita da fibre che entrano per la quasi
totalità nella zona di Lissauer.La lamina IV di Rexed (vedi anatomia del
midollo) consta di grossi neuroni, la cui fisiologia è a tutt'oggi
pressoché sconosciuta ed i cui assoni, dopo aver percorso alcuni tratti
nei cordoni posteriori, si perdono nella sostanza grigia midollare.Tutto
ciò che si può dire del loro funzionamento è che probabilmente hanno una
importanza a livello propriocettivo o tattile discriminativo, mentre si
esclude possano partecipare alle vie antero-laterali, non essendo mai
coinvolti nelle afferenze termo-dolorifiche periferiche dirette.La
componente laterale della radice laterale una volta entrata nella zona di
Lissauer (di cui costituisce circa il 25%) e verticalizzatasi, la
percorre per un breve tratto (Ralston S.,W., 1913, Ralston H.J., 1965).
Dopo questo breve percorso verticale le fibre entrano in maniera
progressiva (alcune fibre più in basso, altre più in alto, scalarmente)
nella sostanza gelatinosa di Rolando (s.g.), dove le fibre radicolari
terminano su un nuovo neurone della via.Dalla s.g. le informazioni
vengono diffuse a vari livelli del sistema midollare; i neuroni di questa
sostanza possono infatti:1) dar luogo a fibre che tornano nel fascio di
Lissauer (costituendone il rimanente 75%) e dopo averlo percorso per
alcuni tratti rientrano nella s.g., per formare nuove sinapsi;2)
decorrere in senso orizzontale e stabilire contatti con i grossi neuroni
della lamina IV, i cui dendriti si approfondano nella s.g.;3) originare
assoni che, attraverso i fasci propri del midollo, terminano nei metameri
immediatamente superiori ed inferiori;4) proiettarsi alla s.g.
controlaterale.Se a ciò si aggiunge che la s.g. riceve afferenze non
solamente radicolari, ma anche reticolo-spinali dal tronco [15], si
comprende la grande importanza che questa struttura midollarepossiede
nel controllo delle informazioni termodolorifiche.[15] Più precisamente
dal nucleo del rafe magno e dal nucleo reticolare gigantocellulare, due
importanti stazioni bulbari per il controllo della sensibilità di tipo
termo-dolorifico (vedi oltre).Attraverso l'integrazione di tutti i tipi
di afferenze elencati, il neurone della s.g. modula, con una azione
inibitoria di tipo presinaptico, le afferenze sensitive non nocicettive
(non dolorose) e nocicettive che dalle radici delle corna posteriori
passano direttamente ai neuroni d'origine delle vie spino-talamiche (cioè
la terza componente della radice laterale), controllando di conseguenza
anche la sua attivazi
one.Questo meccanismo eccito-inibitorio in parte verificato e in parte
solamente teorico, è la struttura anatomica sulla quale si fonda la
teoria sulla modulazione della sensibilità al dolore proposta da Melzack
e Wall negli anni '60 con il nome di teoria del cancello.Secondo questi
autori, i neuroni della s.g. hanno la possibilità, esattamente come un
cancello che venga aperto o chiuso, di favorire o bloccare un determinato
flusso a seconda del loro livello di eccitazione (è bene puntualizzare di
nuovo che \p96 è una identica sorgente di spikes a generare sia le
informazioni di entrata diretta sulla lamina V, sia le informazioni che
attraverso la s.g. modulano quelle stesse informazioni in entrata).In
altre parole, il cancello è un sistema di autocontrollo attraverso il
quale si evita che una sensazione dolorosa troppo intensa possa
inattivare il funzionamento della rete neuronale sensitiva. Questo
meccanismo funziona (vedi figura 4.5) attraverso una inibizione
presinaptica, a livello della s.g., per stimoli nocicettivi troppo
forti.La stimolazione nocicettiva troppo intensa attiva i neuroni della
s.g. che finiscono per inibire le afferenze dolorifiche dirette
indirizzate ai neuroni della lamina V, escludendo così il
circuito.Importantissima è la stazione della via che si trova nella
lamina V di Rexed, zona di origine dei neuroni che costituiscono il
fascio spino-talamico. Questi neuroni sono di due tipi distinti, entrambi
situati nel corno posteriore:1) neuroni ad ampio spettro (Wall 1960, Wall
Crouly-Dillon 1960): sono cellule che rispondono a stimoli meccanici
leggeri, che scaricano con maggior frequenza se questi stimoli divengono
più intensi, che scaricano per variazioni termiche ed applicazione di
sostanze irritative sulla cute.Queste cellule, oltre ad eccitarsi per un
ampio spettro di stimoli differenti, hanno anche un campo recettivo molto
vasto.2) neuroni ad alta soglia (Armett et al. 1962, Gray Lal 1965):Sono
neuroni che rispondono a stimoli meccanici solamente con scariche a
rapido esaurimento, definendo quindi la variazione di una data
sensibilità e non la sua presenza. Perché ciò avvenga, la sensibilità
deve essere sufficientemente intensa, non semplicemente presente.Questi
neuroni hanno un campo recettivo solo di poco superiore al campo
recettivo dei neuroni periferici e rispondono per lo più ad un solo tipo
di stimolo nocicettivo.I neuroni ad alta soglia hanno dunque prerogative
inverse ai neuroni ad \p97 ampio spettro: scaricano per un solo tipo di
stimolo, unicamente quando questo è sufficientemente intenso. Essi
riferiscono con una certa precisione il luogo in cui lo stimolo è
avvenuto e quindi tornano in condizioni di riposo.Dalla descrizione si
intuisce come i neuroni ad ampio spettro ed i neuroni ad alta soglia
presentino fra loro una certa complementarietà: i primi rispondono ai
vari stimoli dolorosi e potenzialmente dolorosi (anche se di bassa
entità), allertando genericamente il sistema nervoso senza localizzare o
classificare lo stimolo. I secondi entrano in funzione solo per stimoli
dolorosi intensi ed hanno lo scopo di localizzare la posizione e la
qualità di uno stimolo già percepito.Dai neuroni citati prendono origine
i due grossi fasci spino-talamici (anteriore e laterale) che,
incrociandosi controlateralmente a livello dello stesso metamero di
origine, si dirigono verso il tronco cerebrale ed il talamo, dove si
trovano le successive stazioni della via.Il sistema spino-talamico
(fascio spino-talamico anteriore + fascio spino-talamico laterale) è
composto da tre grossi sottosistemi, che sono (Mountcastle 1973):1) Il
fascio spino-bulbare è il principale ingresso afferente della formazione
reticolare bulbare; tale formazione riconosce, all'interno del suo
reticolo estremamente diffuso, alcuni nuclei fondamentali. A livello
bulbare sono presenti:il nucleo reticolare gigantocellulare,il nucleo
reticolare magnicellularei nuclei del rafe bulbare (magno, obscurus e
pallido, vedi sostanza reticolare).Questi ultimi (nuclei del rafe) con
ramificazioni enormi, contattano con i loro assoni milioni di cellule
nervose. I nuclei del rafe hanno inoltre stretti rapporti con le
strutture del rinencefalo (cervello viscerale), strutture di grande
importanza per le reazioni istintive ed il loro significato emozionale.I
nuclei del rafe giungono al rinencefalo senza passare per il talamo.
Un'altra importante proiezione della sostanza reticolare bulbare (già
citata)è sui neuroni della sostanza gelatinosa: tale proiezione è di tipo
eccitatorio (ricordiamo che i neuroni della s.g. sono di tipo
prevalentemente inibitorio e che quindi una loro eccitazione riduce le
informazioni in ingresso nel sistema). Si veda per un'immagine la figura
11.3.Il fascio spino-bulbare termina soprattutto sul nucleo reticolare
gigantocellulare, che diffonderà poi le informazioni raccolte. Questo
sistema è il più antico sistema di attivazione antero-laterale ed è
l'unico presente negli animali fino ai mammiferi. I mammiferi presentano
uno sviluppo progressivamente più evoluto dei restanti fasci spino-
talamici, in dipendenza del posto occupato nella scala biologica. Questo
sviluppo è caratterizzato dalla presenza di due ulteriori fasci
spinotalamici: il fascio paleo-spino-talamico ed il fascio-neo-spino-
talamico.2) Il fascio paleo-spino-talamico:proietta ai nuclei di sostenta
reticolare intratalamici in maniera diretta, è un sistema analogo al
precedente, ma filogeneticamente più evoluto.3) Il fascio neo-spino-
talamico:entra, come il lemnisco mediale, nei nuclei ventro-postero-
laterali del talamo.Molto si è discusso sul significato di questa
convergenza nell'ultima stazione prima della corteccia di due sistemi
preposti a funzioni così differenti. Molti hanno pensato di attribuire
una certa somatotopia al fascio neospinotalamico, altri hanno individuato
in questo fascio un carattere quasi lemniscale.Altri ancora hanno
espresso la convinzione che il sistema sia, di fatto, un sistema di
coscientizzazione delle informazioni dolorose.Il fascio neospinotalamico
ed i cordoni posteriori rappresenterebbero così due sistemi sensitivi
estremamente evoluti e fra loro complementari per la sensibilità
cosciente: diffuso ed estremamente duttile il sistema antero-laterale,
porterebbe \p98 ad una coscientizzazione delle informazioni dolorose
rapido e selettivo; il sistema cordonale posteriore darebbe la
sensibilità discriminativa e esplorativa.I due sistemi fondono insieme le
loro caratteristiche per dare al sistema nervoso centrale le possibilità
più raffinate di cogliere il mondo esterno e poterlo analizzare.
L'analisi del mondo esterno è indispensabile per l'impostazione di
qualsiasi strategia motoria o, in senso più lato, di qualsiasi relazione
con esso.Ruolo sensitivo del fascio piramidaleIl fascio piramidale, per
un 40% (per quasi metà cioè), origina dalla corteccia somatosensoriale
primaria (aree 3, 2, 1 di Brodmann) per terminare in diverse stazioni,
lungo il decorso delle vie sensitive.La terminazione principale del
fascio piramidale sensitivo è a livello delle corna posteriori dove, con
meccanismi ancora sconosciuti, pare anch'esso regolare il cancello del
dolore.Il fascio piramidale ha anche terminazioni a livello dei nuclei
gracile, cuneato eZ, sui quali modula le afferenze sensitive indirizzate
alle sue stesse zone di origine (aree 3, 2, 1,) con un meccanismo a feed
back.Il ruolo sensitivo del fascio piramidale è oggi pressoché
completamente sconosciuto. Per chi volesse approfondire gli studi a
riguardo è consigliata la lettura del libro di Phillips e Porter
Corticospinal neurones . Per maggiori dettagli ed una spiegazione
neurofisiologica e funzionale del fascio piramidale invece si rimanda al
capitolo 26 di questo testo.BibliografìaAndersen P., Eccles J.C., Oshima
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27. Oxford, Pergamon Press, 1976.\p101CAPITOLO 5 LA SENSIBILITÀ COME
GUIDA PER IL MOVIMENTOPremessaIl Sistema Nervoso Centrale si occupa di
tutti gli aspetti collegati al movimento, e quindi dell'attività
muscolare, ma anche della trasmissione centripeta di tutte le
informazioni provenienti dalla periferia.Il movimento è sempre il
risultato di un'azione coordinata della contrazione muscolare e del feed-
back di ritorno, realizzato dalle strutture sensitive, al fine di
eseguire un gesto finalizzato, coordinato ed efficace.È grazie a queste
informazioni che il movimento ha la possibilità di esprimersi
compiutamente, in particolare nelle sue quote di maggiore complessità:la
precisione e la raffinatezza.Più complessa ed articolata è l'azione,
maggiore è l'apporto che il sistema sensitivo deve fornire.Le patologie
in cui è presente una lesione del Sistema Nervoso implicano molto spesso
disturbi della sensibilità, soprattutto se aggrediscono il sistema
nervoso periferico.La riabilitazione si è sempre occupata solo in modo
marginale del problema sensitivo, privilegiando tradizionalmente la
dimensione strettamente efferenziale, come se tra le due componenti non
fosse presente un legame inscindibile in ogni atto motorio.Solo negli
ultimi decenni hanno preso corpo alcune ipotesi suffragate da studi
neurofisiologici approfonditi che hanno modificato l'approccio al
problema, soprattutto relativamente alla valutazione ed alle strategie
terapeutiche da consigliare ai pazienti.In questo capitolo faremo
riferimento in particolare alla somestesi, cioè alla sensibilità
somatica, senza però trascurare la globalità del sistema sensitivo che,
come vedremo, è costituito da un insieme di componenti che lo configurano
come una sola unità.Le lesioni di cui ci occuperemo sono essenzialmente
le neurolesioni periferiche e, per ovvi motivi, ci dedicheremo in
particolare ai problemi presenti nelle neurolesioni periferiche della
mano.Storia della rieducazione sensitivaLa teoria di Muller della fine
dell'ottocento, che ipotizzava tutta la sensibilità somatica come
un'unica modalità sensitiva denominata tatto , e soprattutto la teoria di
Von Frey che aveva individuato piccoli corpuscoli localizzati nel
sottocute che venivano eccitati da stimolazioni specifiche caratterizzate
da una sola dimensione, avevano posto le basi per la configurazione di un
sistema sensitivo a più vie, con lo scopo di trasferire al sistema
nervoso encefalico una serie di informazioni già parzialmente elaborate
dall'azione dei recettori cutanei.\p102Sulla base dell'analisi condotta
da questi ricercatori, durante il ventesimo secolo molti altri hanno
cercato di individuare i canali che trasmettessero la modalità sensitiva
specifica.Sono così nate la Teoria dei diametri (Erlanger, Gasser e
Bishop), la Teoria dei cordoni spinali ed altre ipotesi in cui la
neurofisiologia sensitiva era descritta come una sequenza di modalità
parallele: il caldo, il freddo, il dolore, la vibrazione e le
deformazioni meccaniche.Se Von Frey aveva individuato una specificità
recettoriale, altri in seguito hanno trovato che un certo tipo di
sensibilità passava solo attraverso fibre di un determinato diametro, ed
altri ancora hanno pensato di immaginare che queste modalità avessero una
precisa localizzazione all'interno dei cordoni spinali.L'ipotesi di fondo
che si è affermata prevedeva tanti aspetti paralleli della sensibilità,
ognuno dei quali procedeva con regole proprie e seguendo strutture
autonome, come se non avesse nulla in comune con gli altri.La
riabilitazione, che si è posta il problema della somestesi solo a partire
dagli anni 70, ha recepito queste indicazioni neurofisiologiche ed ha
elaborato proposte conseguenti in termini di valutazione e di trattamento
rieducativo.I primi tentativi furono, come spesso accade, condizionati
dal carattere sperimentale dell'iniziativa, ma solo in pochi hanno poi
cercato di verificarli criticamente con efficacia in base ai nuovi dati
che la neurofisiologia ha messo a disposizione della medicina.Ancora una
volta la neurofisiologia e la riabilitazione non hanno coordinato il
proprio lavoro.Ritornando al nostro problema, essendo le modalità
sensitive e non la sensibilità intesa come unità funzionale, a costituire
l'oggetto degli studi, ognuna di esse andava valutata singolarmente, per
poter comprendere se la patologia avesse colpito più un aspetto oppure un
altro.Tutti i test elaborati erano pertanto basati sul riconoscimento, ad
esempio, delle caratteristiche termiche di un determinato oggetto, una
provetta riempita di ghiaccio o di acqua calda.Il dolore si valutava
attraverso il riconoscimento della puntura di un ago, mentre la capacità
di discriminare una vibrazione scaturiva attraverso una prova effettuata
con il diapason.Grande importanza veniva poi data all'abilità dimostrata
nell'eseguire il TPD, Two Point Discrimination Test, che si pensava desse
indicazioni precise sulle facoltà di discriminazione delle dita della
mano rispetto ad un impulso tattile, dovuto al contatto con superfici
diverse per ruvidità e levigatezza.Questo test, che ha rappresentato in
passato l'unica prova valutativa della sensibilità, e che anche oggi
viene utilizzato da molti come il solo sistema utile a misurare le
capacità discriminative dell'individuo, consiste nel richiedere al
soggetto di indicare se avverte il contatto di una o due punte, che
l'esaminatore applica sulla cute attraverso un compasso in cui le
estremità hanno le superfici leggermente arrotondate.Si tratta quindi di
una valutazione della capacità dell'individuo di distinguere le
deformazioni meccaniche della cute, eseguita in modo passivo
(dall'esaminatore), in cui sono trascurati tutti gli altri aspetti
sensitivi.Numerosi strumenti di valutazione che vengono abitualmente
utilizzati come guida per selezionare le strategie terapeutiche da
utilizzare in riabilitazione, sono ancora oggi impostati secondo un
criterio di selezione di alcuni tipi standard di sensibilità.Si tratta in
particolare della sensibilità tattile, della propriocettiva (attraverso
il riconoscimento di una certa posizione occupata da un arto nello
spazio), cinestesica (attraverso il riconoscimento di un movimento
eseguito passivamente dal terapista in una direzione), termica
(attraverso provette riempite di ghiaccio o di acqua calda), nocicettiva
(attraverso una punta metallica) e vibratoria (con un diapason).\p103Le
schede utilizzate per riassumere i dati ricavati da queste valutazioni
seguono una mappa corporea suddivisa in dermatomeri, corrispondenti ai
meta-meri vertebrali, cosicché sia possibile individuare non solo le
diverse modalità sensitive alterate, ma anche quali distretti corporei
non inviano più correttamente le afferenze, e quindi quali probabili
livelli midollari mantengono una certa integrità e quali no.La
costruzione di questo protocollo valutativo è perfettamente coerente con
le teorie di Von Frey, ampliate e completate dagli studiosi che abbiamo
citato, secondo cui esistono differenti recettori in grado di essere
eccitati solo da un certo tipo di sensibilità, diverse fibre
specializzate nel trasporto di una sola modalità sensitiva, cordoni
spinali specifici nel raccogliere le fibre omogenee, ed anche il Talamo e
tutto l'Encefalo frazionati in modo da poter analizzare separatamente le
informazioni provenienti dalla periferia.Non solo la valutazione ha
seguito l'impostazione teorica descritta, ma anche la ricerca delle
tecniche rieducative, che sono state finalizzate all'esecuzione di un
compito parcellare, in cui viene richiesto al paziente di riconoscere le
caratteristiche di un oggetto o di una superficie, secondo una visione
analitica della sensibilità.Fisiologia della sensibilitàI recenti studi
sulla fisiologia del sistema sensitivo hanno modificato i presupposti su
cui erano basate le metodologie riabilitative riguardanti la sensibilità,
confutando le superate teorie di Von Frey e dei suoi successori che
avevano costruito un modello secondo cui le diverse sensazioni venivano
interpretate in base a schemi rigidi e senza alcuna interazione.La
ricerca condotta principalmente da Melzack e Wall ha infatti dimostrato
che i recettori, gli assoni, i cordoni midollari e le strutture del
Sistema Nervoso Centrale non trasmettono la sensibilità secondo
specifiche caratteristiche (termiche, pressorie, nocicettive, ecc.); al
contrario esse ricevono tutti i tipi di sensibilità, pur mantenendo una
preferenzialità diversa da struttura a struttura.È evidente a questo
punto come la suddivisione ideata da Von Frey delle diverse modalità
sensitive fosse incompleta perchébasata su una logica induttiva, non
sempre suffragata da dati scientifici.Ad esempio, egli indicava i
corpuscoli di Ruffini come i recettori per il caldo, mentre si è potuto
dimostrare che essi vengono eccitati anche in seguito a deformazioni
meccaniche, quindi alla pressione, seppur ad un differente grado di
soglia e con un diverso tempo di adattamento.Lo stesso vale per tutti gli
altri recettori.Le fibre assoniche hanno una diversa velocità di
conduzione a seconda della loro sezione, ma tutte trasportano tutti i
tipi di sensibilità, e lo stesso è vero anche per i cordoni del midollo
spinale ed in una certa misura anche per i nuclei del Talamo e le aree
della corteccia cerebrale.Il rapporto tra le unità funzionali sensitive
ed i diversi stimoli periferici va quindi interpretato secondo un
criterio polimodale e non rigido.Questa scoperta, propria della
neurofisiologia, ha una grossa importanza anche per il progetto
rieducativo da proporre al paziente, sia per ciò che riguarda la
valutazione del danno, sia per la scelta delle strategie terapeutiche da
adottare.Considerazioni riabilitativeI test di valutazione attualmente in
uso si basano tutti sulla ricerca delle capacità dell'individuo di
riconoscere uno specifico tipo di sensibilità, sottoponendogli provette
piene di acqua calda o ghiaccio, facendogli sentire una punta metallica o
il diapason per la vibrazione.\p104Alla luce degli studi descritti,
questi test non devono più essere considerati corretti e vanno sostituiti
con prove in cui si richiede al soggetto di riconoscere oggetti con
differenti caratteristiche sensitive.Ad esempio, un cubetto di legno
(caldo) con i vertici appuntiti, oppure una sfera metallica (fredda), o
ancora un oggetto ricoperto di materiale ruvido che può dare una
sensazione dolorosa se viene manipolato con forza.Credo che non sarebbe
difficile ideare un nuovo metodo valutativo fondato su questi principi.Lo
stesso ragionamento si ripropone a proposito delle tecniche
riabilitative, che vanno impostate attraverso esercizi in cui si richiede
al soggetto di riconoscere oggetti di difficoltà crescente,
caratterizzati sempre da più di una caratteristica sensitiva.Un'altra
considerazione importante è il superamento del TPD, il Two Point
Discrimination test, che non ha più alcun valore rieducativo, poiché fa
riferimento esclusivamente alla sensibilità tattile, attraverso un
grossolano compito unimodale che ha lo scopo di valutare solo la capacità
discriminativa dell'individuo.Il principio che vogliamo affermare, nel
rispetto dei risultati emersi dai recenti studi della neurofisiologia, è
quello per cui le prove a cui sottoporre ogni paziente che presenti un
disturbo del movimento devono sempre prevedere anche una valutazione
della sensibilità, e questa valutazione deve essere eseguita attraverso
tests in cui si debbono comprendere il maggior numero possibile di
modalità sensitive associate.È dunque inutile frazionare appositamente la
sensibilità ma, al contrario, è necessario raggruppare il più possibile
in una sola prova tutte le diverse caratteristiche afferenziali, in modo
da richiedere al soggetto di riconoscere l'insieme dei messaggi ricevuti,
dopo averli elaborati dal Sistema Sensitivo nella sua globalità.Un altro
aspetto della valutazione sensitiva, presentato per la prima volta da
Wynn Parry, uno dei più noti studiosi della mano, è la distinzione tra
tatto attivo e tatto passivo .Il tatto attivo è quello eseguito dal
soggetto con un movimento in cui egli va alla ricerca delle afferenze
utili a riconoscere l'oggetto da discriminare.Per poter essere utilizzato
prevede ovviamente la conservazione di una certa quota motoria residua.Il
tatto passivo è invece quello in cui l'esaminatore applica lo stimolo
afferenziale sulla cute dell'individuo, che deve quindi riconoscerlo
senza la possibilità di poter esplorare autonomamente le caratteristiche
possedute dall'oggetto.La differenza tra i due contesti è sostanziale,
poiché le strutture neurologiche centrali sembra si dispongano in modi
diversi a seconda dei due casi.In fisiologia diviene significativa solo
l'esplorazione attraverso il tatto attivo, mentre il tatto passivo non ha
praticamente nessun riscontro obiettivo con la dimensione ordinaria della
sensibilità.Il processo di recupero successivo ad una lesione neurologica
che ha provocato un disturbo del movimento, può permettere al soggetto di
eseguire alcune prove nella prima modalità, mentre altre andranno
forzatamente eseguite nell'unico modo possibile, cioè con l'esaminatore
che si sostituisce al movimento attivo del paziente.Tutti i dati emersi
saranno importanti da valutare, nella prospettiva di selezionare gli
esercizi finalizzati al recupero del movimento, in considerazione anche
delle potenzialità residue della sensibilità.Nelle schede di valutazione
in cui sono rappresentati i dermatomeri devono \p105 essere accuratamente
descritte, all'interno dell'area compresa tra due linee, il livello
qualitativo e quantitativo della sensibilità percepita dal
soggetto.Queste schede sono già in uso presso diversi servizi
riabilitativi ma, a differenza di quanto esposto in questa sede, i tests
vengono somministrati secondo le singole modalità sensitive individuate
sulla base della teoria di Von Frey.La rieducazione della sensibilità ha
un ruolo prioritario nel trattamento dei pazienti con neurolesioni
periferiche della mano, in particolare nelle lesioni del nervo mediano,
associate o no alle lesioni del nervo ulnare.Anche alcune patologie a
carico del Sistema Nervoso Centrale si presentano con disturbi della
sensibilità, che condiziona a volte anche pesantemente la funzionalità
motoria del paziente.È quindi necessario considerare sempre la dimensione
afferenziale che accompagna ogni atto motorio, poiché il movimento è in
grado di guidare la ricerca degli impulsi afferenziali a riconoscere le
caratteristiche dell'oggetto, mentre la sensibilità guida le variabili
del movimento armonizzandone i toni, la velocità, l'ampiezza e la forza
con cui esso viene eseguito.Come abbiamo già ricordato, lo studio del
sistema sensitivo rappresenta uno degli esempi più eclatanti della
dicotomia esistente ancora oggi tra la neurofisiologia e la
riabilitazione, con una netta separazione tra la ricerca sperimentale e
l'applicazione clinica.Con grande discrezione, ma con altrettanta
fermezza, riteniamo incomprensibile una così ampia distanza tra due
discipline che dovrebbero fare del confronto costante la propria
metodologia lavorativa di base, per l'intreccio di competenze in numerose
patologie di interesse comune e soprattutto per il reciproco contributo
che potrebbe scaturirne.BibliografiaMorphology of cutaneous receptors
(da: Handboof of Sensory Physiology , 1972), Andres-Von During.Cutaneous
mechanoreceptors and nociceptors (da: Handboof of Sensory Physiology ,
1973), Burgess-Perl.Peripheral Nerve Injuries, Haymaker-Woodhall, Ed.
Aulo Gaggi.Cutaneous receptors (da: The Physiology of peripheral nerve
disease , 1980), McIntyre.The puzzle of Pain, Melzack, Ed. Zanichelli.On
the nature of cutaneous sensory mechanism (da: Brain , 1962), Melzack-
WallPatterns of organisation of peripheral sensory receptors (da:
Handbook of Sensory Physiology , 1971), Munger.Le neuropatie periferiche,
Prencipe, Ed. Lombardo.Rehabilitation of the Hand, Wynn Party,
Butterworths Medicai Publications.Sensory re-education after median nerve
lesions (da: The Hand , Vol. 8, No. 3, 1976), Wynn Parry.\p109Sezione II
Cenni di anatomia e fisiologia del sistema nervoso perifericoCAPITOLO 6
SISTEMA NERVOSO PERIFERICO SOMATICOIntroduzioneIl sistema nervoso
periferico somatico (SNP) è la parte di sistema nervoso deputata al
collegamento fra il SNC ed il corpo.Il SNP è formato di assoni, motori e
sensitivi, appartenenti a neuroni i cui pirenofori sono situati
all'interno del SNC: nel midollo spinale, nel tronco o nel diencefalo.Dal
midollo spinale escono (o entrano) leradici spinali (o radici
midollari), che costituiscono la parte iniziale del SNP (si veda a
proposito la figura 12.1b). Procedendo verso la periferia si avranno i
tronchi nervosi (che di solito costituiscono i plessi) e, più
perifericamente i nervi.Quando i neuroni d'origine sono situati nel
tronco cerebrale o nel diencefalo le componenti del SNP prendono il nome
di nervi cranici (per i quali si rimanda al capitolo relativo).A livello
midollare le due componenti del SNP, quella sensitiva e quella somatica,
hanno origine differente.La componente motoria origina dalle corna
anteriori del midollo (vedi sempre figura 12.1b) ed è costituita dagli
assoni degli alfa motoneuroni e dei gamma motoneuroni che si dirigono
alla periferia per innervare, rispettivamente, il muscolo striato e il
fuso neuromuscolare.La componente sensitiva origina da un ganglio, il
ganglio paravertebrale (o ganglio spinale) posto all'interno del canale
vertebrale, lateralmente al midollo [1]. I neuroni sensitivi somatici
situati in questo ganglio hanno una forma particolare, a causa della
quale sono definiti neuroni a T. Essi sono composti di due assoni, uno
periferico, che entra a far parte della radice spinale e del nervo misto
[2] e si dirige ai recettori periferici ed uno che, prendendo la
direzione opposta, entra nel SNC formando la radice spinale posteriore e
poi i fasci cordonali spinali.[1] Tale ganglio non va confuso con il
ganglio prevertebrale, del sistema nervoso vegetativo, situato al di
fuori del canale vertebrale.[2] Con la definizione di nervo misto si
intende il nervo periferico nel suo insieme, formato da una componente
sensitiva ed una motoria, sia per il sistema nervoso periferico somatico
che per il sistema nervoso periferico vegetativo.I neuroni a T hanno una
lunghezza complessiva che, in persone di altezza elevata, può raggiungere
anche i due metri, una dimensione enorme se si pensa al loro diametro (di
solito inferiore ai 100 millimicron). Va tenuto inoltre in considerazione
che tutti i processi metabolici si svolgono nel pirenoforo ed i prodotti
del metabolismo devono poi essere trasportati, all'interno dell'assone,
lungo tutta questa incredibile distanza.Le due componenti del SNP,
motoria e sensitiva, si fondono a livello del forame vertebrale, (il foro
di passaggio che consente l'uscita del SNP dal canale vertebrale), dando
luogo alla radice spinale.\p110La radice spinale di un singolo metaniero
(una per ogni lato naturalmente) occupa circa un quinto del forame
vertebrale da cui esce. In condizioni fisiologiche quindi il passaggio è
largo e comodo. Per fenomeni patologici riguardanti la colonna vertebrale
(di solito ad origine meccanica), le strutture molli che formano le
pareti del forame tendono ad infiammarsi, aumentando di volume ed
ostruendone il lume. In questo modo le strutture osteo-ligamentose
limitano il gioco della radice nel passaggio foraminale, particolarmente
durante i movimenti della colonna. La radice, costretta ad un passaggio
ristretto e limitrofa a tessuto infiammato, può infiammarsi a sua volta,
o essere compressa dal tessuto flogistico, dando luogo a patologie oggi
molto comuni, dolorose e recidivanti, definite radicolopatie (Si veda a
proposito la figura 12.2).Al di fuori del canale vertebrale la radice ha
due possibilità: può continuarsi nel nervo misto e seguire il suo
percorso verso la periferia in solitudine, fino ad innervare i muscoli o
gli organi sensitivi che le competono (è questo il caso delle radici
toraciche o dei nervi cranici) oppure, come accade per le radici
cervicali, lombari e sacrali, fondersi con altre radici, dando origine ad
un vero e proprio labirinto periferico: i plessi nervosi.Plesso
brachialeIl plesso nervoso brachiale (plesso brachiale) è formato da
tutte le radici cervicali da C5 a C8 più la radice toracica T1.Come si
vede dalla figura 6.1, le radici C5 e C6 si fondono in un unico tronco,
il tronco primario superiore, mentre le radici C8 e T1 si fondono in un
tronco primario inferiore. La radice C7 da sola costituisce il tronco
primario intermedio.Già a questo livello, dal plesso, si staccano alcuni
nervi periferici la cui destinazione verrà ripresa fra breve, in quanto
molto importante nella diagnosi differenziale delle patologie del plesso
brachiale.La zona situata dopo la fusione delle radici e prima della
biforcazione dei tronchi è detta zona dei tronchi primari, passa al di
sotto della clavicola per giungere fino al margine superiore della cavità
ascellare.A livello della cavità ascellare il plesso brachiale, finora
orizzontale, ruota verso il basso, assumendo la stessa direzione
dell'arto superiore; in questa posizione cambia ancora aspetto, dando
luogo ai tronchi secondari: tutti i tronchi primari si dividono in due
branche che, data la rotazione verso il basso del plesso, prendono il
nome di anteriori e posteriori.Le due branche anteriori del tronco
primario superiore e del tronco primario intermedio costituiscono il
tronco secondario laterale, la branca anteriore del tronco primario
inferiore costituisce il tronco secondario mediale, le tre branche
posteriori dei tre tronchi primari si fondono assieme per costituire il
tronco secondario posteriore.Dai tre tronchi secondari nascono i tre
principali nervi periferici dell'arto superiore: il nervo Mediano da una
fusione dei tronchi secondari laterale e mediale, il nervo Ulnare dal
Tronco secondario mediale ed il nervo Radiale dal Tronco secondario
posteriore.Lungo tutto il percorso del Plesso brachiale è possibile
osservare la continua insorgenza di nervi periferici, prevalentemente di
tipo motorio, che si dirigono ad innervare la complessa e variegata
muscolatura scheletrica del cingolo scapolare.Il punto di insorgenza di
questi nervi ed i muscoli da essi innervati, hanno una particolare
importanza semeiologica in quanto, a fronte di una paralisi di plesso, la
valutazione combinata del loro coinvolgimento consente di stabilire che
zona del plesso è stata danneggiata, permettendo così di porre una
prognosi e di impostare una terapia (riabilitativa o chirurgica)
adeguata.\p112I nervi più importanti in questo senso sono il nervo
dorsale della Scapola, per i muscoli Romboidei ed il nervo Toracico lungo
per il muscolo Gran dentato, che nascono a livello della radice C5 e C6.
Se la paralisi di plesso comprende anche detti muscoli, allora il danno
coinvolge anche le radici; è quindi estremamente prossimale (a monte dei
tronchi primari) e molto grave, poiché la gravità del danno aumenta
aumentando la vicinanza al forame vertebrale della lesione. In questo
caso il danno coinvolge la parte superiore del plesso. Il deficit si
caratterizza clinicamente per una paralisi dei muscoli prossimali
dell'arto e del cingolo scapolare, mentre la muscolatura della mano è
intatta.Il nervo Sovrascapolare, per i muscoli Sovraspinato e
Sottospinato, origina a livello del tronco primario superiore ed un suo
danno deve riportare topograficamente in questa zona.Il nervo
Circonflesso o Ascellare, origina dal tronco secondario posteriore, al
cui livello risale una paralisi che lasci indenni i muscoli della scapola
prima elencati.La localizzazione dei danni di plesso è molto importante
come si è detto ed oggi la loro importanza è notevolmente accresciuta dal
fatto che queste patologie sono assai più frequenti, a causa della
traumatologia stradale.Tutti i nervi periferici del plesso brachiale sono
dettagliatamente descritti nelle osservazioni di biomeccanica e
chinesiologia per la loro parte motoria. La componente sensitiva è invece
riassunta nelle tavole in appendice a questo capitolo, dove è anche
riportata una tavola sinoptica globale di tutti i nervi motori.Plesso
lombo-sacrale nervi relativiA livello lombare e sacrale si forma un altro
importantissimo plesso: il plesso Lombo-sacrale, che comprende le radici
da T12 ad S5, con una importante componente vegetativa, soprattutto a
livello sacrale. La radice S5in particolare, è esclusivamente
vegetativa.\p113Dal plesso lombo-sacrale prendono origine due grossi
tronchi nervosi: il nervo Sciatico, responsabile dell'innervazione di
tutta la gamba ed il nervo Femorale, responsabile dell'innervazione della
coscia anteriore. Altri tronchi nervosi minori (vedi figura) sono
deputati all'innervazione dei muscoli del cingolo pelvico. Ricordiamo fra
tutti, per importanza, il nervo Otturatore, che innerva i muscoli
adduttori ed i due nervi Glutei (grande e piccolo) che innervano la
maggior parte dei muscoli del cingolo pelvico, mentre un grande muscolo:
l'Ileo-psoas è innervato direttamente dalle radici spinali (L1 - L4).I
rami terminali del nervo Sciatico, che è il più lungo ed il più
voluminoso nervo periferico del corpo, si dividono a livello del cavo
popliteo: sono il nervo Peroneo o S.P.E (sciatico popliteo esterno) ed il
nervo Tibiale posteriore o S.P.I (sciatico popliteo interno)Lo S.P.E.
innerva i muscoli della loggia anteriore ed antero-laterale della gamba,
lo S.P.I. quelli della loggia posteriore.Sarebbe estremamente dispersivo
esaminare nervo per nervo il decorso di tutto il sistema nervoso
periferico ed anche, francamente, privo di significato, poiché la
memorizzazione del sistema ed i punti nevralgici per le patologie si
apprendono solamente negli anni e se lo studio del SNP è importante per
la propria professione. In tutti gli altri casi si fa comunemente
riferimento ad apposite tabelle (Tabella 9.2) sia per l'innervazione
motoria sia per l'innervazione sensitiva dei tronchi nervosi più
importanti.Struttura microscopica del sistema nervoso perifericoCome si è
visto nel capitolo dedicato alla struttura del neurone, gli assoni sono
rivestiti da una guaina, detta guaina mielinica, che ne favorisce la
velocità di conduzione. Non tutti i neuroni sono rivestiti di guaina
mielinica ed anche quando è presente, questa può essere più o meno spessa
(e la velocità di conduzione, conseguentemente, più o meno
elevata).Storicamente la guaina mielinica e la velocità di conduzione
nervosa sono state studiate in due fasi separate, per due tipi di nervi
differenti, da due gruppi di studio diversi. Per questa ragione si ha a
che fare con due diverse classificazioni della velocità di conduzione dei
nervi periferici e questo genera una certa confusione. Poiché si tratta
di un falso problema, di seguito si propone una tabella riassuntiva delle
due diverse classificazioni, con una loro sovrapposizione esplicativa.La
prima classificazione della velocità (ed indirettamente del diametro) dei
nervi periferici venne effettuata da Erlanger, Gasser e Bishop nel 1924
che suddivisero, a seconda della diversa velocità di conduzione, le fibre
nervose in fibre A, B e C con velocità di conduzione decrescente.Negli
anni successivi studi più approfonditi suddivisero ulteriormente le fibre
a in A alfa, A beta, A gamma e A delta, in ordine di conduzione
decrescente. Le fibre A beta e A gamma vennero poi ricondotte ad
artefatti di registrazione e di conseguenza tolte dalla classificazione,
che attualmente rimane costituita da fibre A alfa, A delta, B e C in
ordine di conduzione decrescente.Le fibre A alfa sono legate alla
sensibilità discriminativa ed alla motricità somatica, le fibre A gamma e
le fibre B al sistema nervoso vegetativo, le fibre C alla sensibilità
dolorosa.Nel 1943 Lloyd, studiando le afferenze sensitive propriocettive
dai fusi neuromuscolari, propose una classificazione delle fibre nervose
sulla base del loro diametro, che egli suddivise in quattro categorie, le
fibre I (uno) con diametro 12-21 millimicron e le fibre II (due) con
diametro di 6-12 millimicron, che corrispondono approssimativamente alle
fibre Aa di Erlanger, le fibre III (tre), di diametro fra 1-6
millimicron, che corrispondono approssimativamente alle fibre A delta e B
dello stesso autore e le fibre IV (quattro) non mielinizzate, che
corrispondono alle fibre C.\p114Tab. 6.1 - Rapporto fra la
classificazione delle fibre periferiche secondo Lloyd e secondo Erlanger
BishopA Classificazione di Lloyd: I (Ia e Ib) Diametro (in millimicron):
12-24 Classificazione di Erlanger e Bishop: A alfa Velocità di conduzione
(m/s): 60-40 Innervazione: Sensibilità tattile, propriocettiva,
motoneuroni Sistema vegetativo (in parte)B Classificazione di Lloyd: II
Diametro (in millimicron): 6-12 Classificazione di Erlanger e Bishop: A
alfa Velocità di conduzione (m/s): 60-40 Innervazione:Sensibilità
tattile, propriocettiva, motoneuroni Sistema vegetativo (in parte)C
Classificazione di Lloyd: IIIDiametro (in millimicron): 1-
6Classificazione di Erlanger e Bishop: A delta-BVelocità di conduzione
(m/s): 20Innervazione: VegetativoD Classificazione di Lloyd: IV Diametro
(in millimicron): Amieliniche Classificazione di Erlanger e Bishop: C
Velocità di conduzione (m/s): 5-10 Innervazione: Termo-dolorificheTab.
6.2 - Innervazione, origine, riferimento radicolare ed azione dei muscoli
dell'arto superiore (tabella elaborata dal dottor J. Bonavita)muscolo:
Flessori del collo; rad.: C1-C6; nervo: Cervicali; azione: flessione del
capomuscolo: Estensori del collo; rad.: C1-T1; nervo: Cervicali; azione:
estensione del capomuscolo: Scaleni; rad.: C3-C8; nervo: Cervicali;
azione: flessione-inclinazione omolaterale rotazione controlaterale del
capomuscolo: Sternocleidomastoideo; rad.: C2-C3; nervo: Accessorio (XI);
azione: flessione-inclinazione omolaterale rotazione controlaterale del
capomuscolo: Diaframma; rad.: C3-C5; nervo: Frenico; azione:
inspirazionemuscolo: Trapezio Superiore; rad.: C2-C3; nervo: Accessorio
(XI) e Cervicali; azione: elevazione-adduzione-extrarotaz.
scapolamuscolo: Trapezio Medio; rad.: C2-C3; nervo: Accessorio (XI) e
Cervicali; azione: adduzione scapolamuscolo: Trapezio Inferiore; rad.:
C3-C4; nervo: Accessorio (XI) e Cervicali; azione: depressione-adduzione-
extrarotaz. scapolamuscolo: Romboidei; rad.: C4-C5; nervo: Dorsale della
scapola; azione: elevazione-adduzione-intrarotaz. scapolamuscolo:
Elevatore della Scapola; rad.: C3-C5; nervo: Dorsale della scapola;
azione: elevazione scapolamuscolo: Gran Dentato; rad.: C5-C7; nervo:
Toracico Lungo; azione: adduzione-extrarotazione scapolamuscolo: Piccolo
Pettorale; rad.: C7-C8; nervo: Pettorale Mediale; azione: anteposizione
spallamuscolo: Gran Pettorale; rad.: C5-T1; nervo: Pettorale Laterale;
azione: adduzione-intrarotazione omeromuscolo: Gran Dorsale; rad.: C6-C8;
nervo: Toracodorsale; azione: estensione-adduzione-intrarotazione
omeromuscolo: Sopraspinato; rad.: C5; nervo: Soprascapolare; azione:
abduzione omeromuscolo: Sottospinato; rad.: C5-C6; nervo: Soprascapolare;
azione: extrarotazione omeromuscolo: Piccolo Rotondo; rad.: C5-C6; nervo:
Ascellare; azione: extrarotazione omeromuscolo: Deltoide Anteriore; rad.:
C5-C6; nervo: Ascellare; azione: flessione-abduzione-intrarotazione
omeromuscolo: Deltoide Medio; rad.: C5-C6; nervo: Ascellare; azione:
abduzione omeromuscolo: Deltoide Posteriore; rad.: C5-C6; nervo:
Ascellare; azione: estensione-abduzione-extrarotazione omeromuscolo:
Sottoscapolare; rad.: C5-C6; nervo: Sottoscapolare; azione:
intrarotazione-adduzione-estensione omeromuscolo: Gran Rotondo; rad.: C5-
C6; nervo: Sottoscapolare; azione: intrarotazione-adduzione-estensione
omeromuscolo: Coracobrachiale; rad.: C6-C7; nervo: Muscolocutaneo;
azione: flessione-adduzione omeromuscolo: Bicipite Brachiale; rad.: C5-
C6; nervo: Muscolocutaneo; azione: flessione in supinazione
avambracciomuscolo: Brachiale; rad.: C5-C6; nervo: Muscolocutaneo;
azione: flessione in supinazione avambracciomuscolo: Tricipite Brachiale;
rad.: C7-C8; nervo: Radiale; azione: estensione avambracciomuscolo:
Anconeo; rad.: C7-C8; nervo: Radiale; azione: estensione
avambracciomuscolo: Brachioradiale; rad.: C5-C6; nervo: Radiale; azione:
flessione avambracciomuscolo: Estensore Radiale del Carpo; rad.: C6-C7;
nervo: Radiale; azione: estensione-inclinazione radiale manomuscolo:
EstensoreUlnare del Carpo; rad.: C6-C7; nervo: Radiale; azione:
estensione-inclinazione ulnare manomuscolo: Estens. Comune delle Dita;
rad.: C6-C8; nervo: Radiale; azione: estensione 1° falangemuscolo:
Supinatore; rad.: C5-C6; nervo: Radiale; azione: supinazione
avambracciomuscolo: Estens. Proprio Mignolo; rad.: C7; nervo: Radiale;
azione: estensione 5° ditomuscolo: Abdutt. Lungo del Pollice; rad.: C7;
nervo: Radiale; azione: abduzione-estensione 1° metacarpomuscolo: Estens.
Breve del Pollice; rad.: C7; nervo: Radiale; azione: estensione 1°
falange 1° ditomuscolo: Estens. Lungo del Pollice; rad.: C7; nervo:
Radiale; azione: estensione 1° e 2° falange 1° ditomuscolo: Estens.
Proprio dell'Indice; rad.: C7; nervo: Radiale ; azione: estensione 2°
ditomuscolo: Pronatore Rotondo; rad.: C6; nervo: Mediano; azione:
flessione-pronazione avambracciomuscolo: Pronatore Ouadrato; rad.: C7-C8;
nervo: Mediano; azione: pronazione avambracciomuscolo: Flessore Radiale
del Carpo; rad.: C6-C7; nervo: Mediano; azione: flessione-inclinazione
radiale manomuscolo: Palmare Lungo; rad.: C7-C8; nervo: Mediano; azione:
flessione polso-incavamento palmomuscolo: Flessore Superf. delle Dita;
rad.: C7-T1; nervo: Mediano; azione: flessione 2° falangemuscolo: Fless.
Prof. Dita (2°-3°); rad.: C8-T1; nervo: Mediano; azione: flessione 3°
falange 2° e 3° ditomuscolo: Flessore Lungo del Pollice; rad.: C8-T1;
nervo: Mediano; azione: flessione 1° e 2° falange 1° ditomuscolo:
Abduttore Breve del Pollice; rad.: C6-C7; nervo: Mediano; azione:
abduzione 1° metacarpo-1 falangemuscolo: Opponente del Pollice; rad.: C6-
T1; nervo: Mediano; azione: opposizione 1° metacarpomuscolo: Fless. Breve
Pollice (Sup); rad.: C8-T1; nervo: Mediano; azione: flessione 1° falange
1° ditomuscolo: Lombricali 1° e 2° dito; rad.: C7-T1; nervo: Mediano;
azione: flessione 1° falange-estensione 2°-3° fal.muscolo: Flessore
Ulnare del Carpo; rad.: C8; nervo: Ulnare; azione: flessione-inclinazione
ulnare manomuscolo: Fless. Prof. Dita (4°-5°); rad.: C8-T1; nervo:
Ulnare; azione: flessione 3° falange 4° e 5° ditomuscolo: Palmare Breve;
rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: flessione mano-incavamento
palmomuscolo: Abduttore del Mignolo; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione:
abduzione-flessione 1 falange 5° ditomuscolo: Opponente del Mignolo;
rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: opposizione 5° metacarpomuscolo:
Flessore del Mignolo; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: flessione 1°
falange 5° ditomuscolo: Interossei Palmari 1°; rad.: C8-T1; nervo:
Ulnare; azione: adduzione 1° dito (2° dito fissato)muscolo: Interossei
Palmari 2°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: adduzione 2°dito (3° dito
fissato)muscolo: Interossei Palmari 3°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare;
azione: adduzione 4°dito (3° dito fissato)muscolo: Interossei Palmari 4°;
rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: adduzione 5°dito (4° dito
fissato)muscolo: Interossei Dorsali 1°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare;
azione: abduzione 2°dito (1° dito fisso in abduz.)muscolo: Interossei
Dorsali 2°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: abduzione 3° dito (2°
dito fissato)muscolo: Interossei Dorsali 3°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare;
azione: adduzione 3° dito (4° dito fissato)muscolo: Interossei Dorsali
4°; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: abduzione 4° dito (5° dito
fissato)muscolo: Lombricali 3° e 4° dito; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare;
azione: flessione 1° falange-estensione 2°-3° fal.muscolo: Adduttore del
Pollice; rad.: C8-T1; nervo: Ulnare; azione: adduzione 1° metacarpo -1°
falangemuscolo: Fless. Breve del Pollice (Prof); rad.: C8-T1; nervo:
Ulnare; azione: flessione 1° falange 1° dito\p115Tab. 6.3 - Innervazione,
origine, riferimento radicolare ed azione dei muscoli del tronco e
dell'arto inferiore (tabella elaborata dal dottor J.Bonavita)muscolo:
Retto dell'Addome; rad.: T5-T12;nervo: Toracici anteriori; azione:
flessione troncomuscolo: Grande Obliquo (Esterno); rad.: T5-T12 ; nervo:
Toracici anteriori -Ileoipogastrico; azione: flessione-rotazione
controlaterale troncomuscolo: Piccolo Obliquo (Interno); rad.: T7-T12;
nervo: Toracici anteriori -Ileoipogastrico; azione: flessione-rotazione
omolaterale troncomuscolo: Trasverso; rad.: T7-T11; nervo: Toracici
anteriori; azione: espirazione-depressione ventremuscolo: Estensori del
Tronco; rad.: T1-S2; nervo: Toracici posteriori; azione: estensione
troncomuscolo: Quadrato dei Lombi; rad.: T12-L2; nervo: Collaterali
Plesso Lombare; azione: flessione omolaterale bacinomuscolo: Ileo-Psoas;
rad.: L2-L3; nervo: Collaterali Plesso Lombare; azione: flessione
ancamuscolo: Quadricipite; rad.: L2-L4; nervo: Femorale; azione:
estensione gambamuscolo: Sartorio; rad.: L2-L3; nervo: Femorale; azione:
flessione-abduzione-extrarotazione ancaADDUTTORI DELL'ANCAa) muscolo:
Pettineo; rad.: L2-L3; nervo: Femorale; azione: adduzione ancab) muscolo:
Add.Grande; rad.: L3-L4; nervo: Otturatore; azione: adduzione ancac)
muscolo: Add. Breve ; rad.: L2-L4; nervo: Otturatore; azione: adduzione
ancad) muscolo: Add. Lungo; rad.: L2-L3; nervo: Otturatore; azione:
adduzione ancae) muscolo: Gracile; rad.: L2-L4; nervo: Otturatore;
azione: adduzione ancaROTATORI ESTERNI DELL'ANCAa) muscolo: Otturat. est.
; rad.: L3-L4; nervo: Otturatore; azione: extrarotazione ancab) muscolo:
Otturat. int. ; rad.: L5-S2; nervo: Collaterali Plesso Sacrale; azione:
extrarotazione ancac) muscolo: Piriforme; rad.: S1-S2, nervo: Collaterali
Plesso Sacrale; azione: extrarotazione ancad) muscolo: Gemello sup. ;
rad.: L5-S2; nervo: Collaterali Plesso Sacrale; azione: extrarotazione
ancae) muscolo: Gemello inf.; rad.: L4-S1; nervo: Collaterali Plesso
Sacrale; azione: extrarotazione ancaf) muscolo: Quadrato fem; rad.: L4-
S1; nervo: Collaterali Plesso Sacrale; azione: extrarotazione
ancamuscolo: Medio Gluteo; rad.: L4-S1; nervo: Gluteo superiore; azione:
abduzione ancamuscolo: Piccolo Gluteo; rad.: L4-S1; nervo: Gluteo
superiore; azione: abuzione - intrarotazione ancamuscolo: Tensore della
Fascia Lata; rad.: L4-S1; nervo: Gluteo superiore; azione: flessione-
abduzione-intrarotazione ancamuscolo: Grande Gluteo; rad.: L5-S2; nervo:
Gluteo inferiore; azione: estensione ancamuscolo: Semitendinoso; rad.:
L5-S2; nervo: Sciatico (ramo tibiale); azione: flessione - intrarotazione
gambamuscolo: Semimembranoso; rad.: L5-S2; nervo: Sciatico (ramo
tibiale); azione: flessione - intrarotazione gamba muscolo: Bicipite
Femorale; rad.: L5-S2; nervo: Sciatico (ramo peroneo); azione: flessione
- extrarotazione gambamuscolo: Tibiale Anteriore; rad.: L4-L5; nervo:
Peroneo (SPE) ramo profondo; azione: flessione dorsale-supinazione
piedemuscolo: Estensore Proprio dell'Alluce; rad.: L5-S1; nervo: Peroneo
(SPE) ramo profondo; azione: flessione dorsale 1° ditomuscolo: Estensore
Comune delle Dita; rad.: L4-S1; nervo: Peroneo (SPE) ramo profondo;
azione: flessione dorsale 2° - 3° - 4° - 5° ditomuscolo: Pedidio; rad.:
L5-S1; nervo: Peroneo (SPE) ramo profondo; azione: flessione dorsale 2° -
3° - 4° - 5° dito muscolo: Peroneo Anteriore; rad.: L4-S1; nervo: Peroneo
(SPE) ramo profondo; azione: flessione dorsale - pronazione piedemuscolo:
Peroneo Laterale (Lungo); rad.: L5-S1; nervo: Peroneo (SPE) ramo
superficiale; azione: pronazione - flessione plantare piedemuscolo:
Peroneo Laterale (Breve); rad.: L5-S1; nervo: Peroneo (SPE) ramo
superficiale; azione: pronazione - flessione plantare piede muscolo:
Tibiale Posteriore; rad.: L5-S1; nervo: Tibiale (SPI); azione: flessione
plantare - supinazione piedemuscolo: Plantare; rad.: L5-S1; nervo:
Tibiale (SPI); azione: flessione plantare piede a ginocchio
estesomuscolo: Gastrocnemio; rad.: S1-S2; nervo: Tibiale (SPI); azione:
flessione plantare piede a ginocchio esteso muscolo: Soleo; rad.: S1-S2;
nervo: Tibiale (SPI); azione: flessione plantare piede (ginocchio
flesso)muscolo: Popliteo; rad.: L4-S1; nervo: Tibiale (SPI); azione:
flessione - intrarotazione tibiamuscolo: Flessore Lungo dell'Alluce;
rad.: L5-S2; nervo: Tibiale (SPI); azione:flessione 2° falange
allucemuscolo: Flessore Lungo delle Dita; rad.: L5-S1; nervo: Tibiale
(SPI); azione: flessione 3° falange 2°-3°-4°-5° dito e flessione plantare
piedemuscolo: Quadrato della pianta; rad.: S1-S2; nervo: Plantare
Laterale (ramo SPI); azione: flessione 3° falange 2°-3°-4°-5° dito e
flessione plantare piede muscolo: Adduttore dell'Alluce; rad.: S1-S2;
nervo: Plantare Laterale (ramo SPI); azione: adduzione allucemuscolo:
Interossei Dorsali (n. 4); rad.: S1-S2; nervo: Plantare Laterale (ramo
SPI); azione: flessione metatarsofalangea -estensione interfalangea 2° -
3° - 4° - 5° ditomuscolo: Interossei Plantari (n. 3), rad.: S1-S2; nervo:
Plantare Laterale (ramo SPI); azione: flessione metatarsofalangea
-estensione interfalangea 2° - 3° - 4° - 5° dito muscolo: 2° - 3° - 4°
Lombricale; rad.: S1-S2; nervo: Plantare Laterale (ramo SPI); azione:
flessione metatarsofalangea -estensione interfalangea 2° - 3° - 4° - 5°
dito muscolo: 1° Lombricale; rad.: L5-S1; nervo: Plantare Mediale (ramo
SPI); azione: flessione metatarsofalangea -estensione interfalangea 2° -
3° - 4° - 5° dito muscolo: Flessore Breve delle Dita; rad.: L5-S1; nervo:
Plantare Mediale (ramo SPI); azione: flessione 2° falange 2°- 3°- 4°- 5°
ditomuscolo: Flessore Breve dell'Alluce; rad.: L5-S1; nervo: Plantare
Mediale (ramo SPI); azione: flessione metatarsofalangea allucemuscolo:
Abduttore dell'Alluce; rad.: L5-S1; nervo: Plantare Mediale (ramo SPI);
azione: abduzione allucemuscolo: Elevatore dell'Ano; rad.: S2-S4; nervo:
Pudendo; azione: elevazione pavimento perinealeLe tavole che seguono
mostrano la distribuzione dei disturbi sensitivi nel caso di danno dei
maggiori nervi periferici o delle principali radici nervose.\p117 Tavola
1 - Area di distribuzione approssimativa dei disturbi sensitivi in un
danno completo del plesso brachiale.Tavola 2 - Area di distribuzione
approssimativa dei disturbi sensitivi in un danno delle radici inferiori
(C8T1 del plesso brachiale.Tavola 3 - Area di distribuzione della perdita
di sensibilità in un danno del nervo Circonflesso. (Zona più chiara tutti
i tipi di sensibilità.Tavola 4 - Zona di perdita della sensibilità nelle
lesioni del nervo Cutaneo laterale dell'avambraccio. (Ramo terminale,
esclusivamente sensitivo, del nervo Muscolo-cutaneo).\p118Tavola 5 - Area
approssimativa della distribuzione del disturbo sensitivo in un danno del
nervo Radiale prossimale.Tavola 6 - Area approssimativa della
distribuzione del disturbo sensitivo in un danno distale del nervo
Radiale.Tavola 7 - Area approssimativa della distribuzione del disturbo
sensitivo in un danno del nervo Cutaneo mediale dell'avambraccio. (Zona
più scura: perdita della sensibilità solamente tattile).Tavola 8 - Area
approssimativa della distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno del
nervo Mediano. (Zona chiara tutte le sensibilità, zona scura solamente
sensibilità tattile).Tavola 9 - Area approssimativa della distribuzione
dei disturbi sensitivi in un danno del nervo Ulnare.\p119Tavola 10 - Area
approssimativa della distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno del
nervo Cutaneo laterale della coscia.Tavola 11 - Area approssimativa della
distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno del nervo Cutaneo
posteriore della coscia.Tavola 12 a - Area approssimativa della
distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno del tronco comune dello
Sciatico.Tavola 12 b - Area approssimativa della distribuzione dei
disturbi sensitivi in un danno del tronco comune dello Sciatico.Tavola 13
- Area approssimativa della distribuzione dei disturbi sensitivi in un
danno dello S.P.E. (tronco comune).Tavola 14 - Area approssimativa della
distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno dello S.P.E. (ramo
profondo).\p120Tavola 15 - Area approssimativa della distribuzione dei
disturbi sensitivi in un danno del nervo Surale.Tavola 16 a - Area
approssimativa della distribuzione dei disturbi sensitivi in un danno del
nervo S.P.I.Tavola 16 b - Area approssimativa della distribuzione dei
disturbi sensitivi in un danno del nervo S.P.I.\p121BibliografìaFarina
A., Atlante di anatomia umana descrittiva Piccin Padova, 1986. Goodgold
J., Complementi Anatomici in Elettromiografia Clinica - Verduci Editore.
Playmaker W., Woodhall B., Lesioni dei Nervi Periferici Aulo Gaggi
Editore,1978.Kendall H.O., Kendall F.P., Wadsworth G.E., I muscoli Piccin
Padova, 1985. Seil J.F., Neural regeneration and transplantation A. Liss
co., 1989. Spinner M., Injuries to the major branches of peripheral
nerves of the forearm Saunders & co., 1978. Medical Research Counsil,
Aids to the investigation of the peripheral nervous system. Her Majesty's
stationery office London, 1982.\p122CAPITOLO 7 SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
VEGETATIVOIntroduzioneIl Sistema Nervoso Autonomo, Vegetativo o
Simpatico[1], è deputato al controllo ed al mantenimento dell'equilibrio
metabolico ed omeostatico dell'organismo.[1] Autonomo,Vegetativo o
Simpatico sono in questo caso usati indifferentemente, derivano dalla
storia degli studi su questo sistema: vedi testo.Si è visto nei capitoli
precedenti come il Sistema nervoso somatico mantenga al meglio
l'integrità fisica nel rapporto con l'ambiente esterno, percependolo
attraverso i sistemi sensitivi e modificandolo attraverso l'apparato
locomotore.Il Sistema Nervoso Autonomo (SNA) svolge un compito analogo,
ma rispetto all'ambiente interno.Il SNA controlla i visceri, li
percepisce attraverso un proprio sistema sensitivo, ne regola il
funzionamento attraverso il controllo su di un apparato motore specifico
costituito di tessuto muscolare liscio.L'azione del SNA sugli organi
viscerali merita però un'attenzione particolare: essa avviene sia tramite
il controllo sull'apparato motore, costituito da tutta la muscolatura
liscia viscerale e dal muscolo cardiaco, sia attraverso un sistema
filogeneticamente assai più antico, la neurosecrezione endocrina. La
neurosecrezione endocrina è una funzione caratterizzata dall'immissione
in circolo di sostanze che agiscono sul sistema delle ghiandole
endocrine, che a loro volta emettono altre sostanze (gli ormoni) attive a
livello delle singole cellule o dei tessuti degli organi bersaglio, che
vengono stimolati od inibiti nelle proprie funzioni.La percezione ed il
controllo degli organi viscerali consente al SNA, in maniera del tutto
incosciente (vegetativa) ed autonoma, di regolare ciò che si definisce
l'omeostasi dell'organismo: il giusto equilibrio metabolico, che serve a
produrre l'energia chimica necessaria al buon funzionamento del corpo
intero.L'omeostasi si raggiunge attraverso una azione corretta, armonica
e sincronizzata di tutte le funzioni viscerali (la simpatia fra i visceri
di Galeno che ha dato il nome al sistema).Questa coordinazione e la
prontezza con cui il SNA reagisce al mutare delle necessità, non
caratterizza solamente il corretto livello metabolico dell'organismo (il
sentirsi bene del linguaggio comune), ma anche la qualità globale e
l'efficacia dell'azione del SN Somatico. Entrambe le strutture autonoma e
somatica funzionano al meglio solamente se supportate da una buona
omeostasi.Il modo in cui l'uomo esterna il proprio esistere ed il proprio
pensiero nell'ambiente che lo circonda è la funzione più complessa ed
elevata di tutto il SNC. Questa funzione si attua attraverso una
raffinata coordinazione e \p123 sincronizzazione del sistema nervoso
somatico e dell'apparato locomotore. La coordinazione è possibile
solamente in presenza di una buona omeostasi [2].[2] Si pensi a quante
funzioni autonome sottendono una funzione somatica come, per esempio, la
corsa.Respirazione, battito cardiaco, pressione, circolazione,
sudorazione, metabolizzazione di grassi e zuccheri, riduzione della
peristalsi intestinale sono solamente le funzioni autonome più importanti
che si devono adattare ad un movimento apparentemente solo somatico quale
l'atto di correre.Come il SN Somatico, anche il SNA consta di una
componentecentrale (nota solo parzialmente) e di una componente
periferica (molto più studiata e conosciuta) che consente il collegamento
con i recettori e gli organi effettori.Il SNA centrale è costituito
dall'ipotalamo, vera e propria cabina di regia delle funzioni viscerali,
da alcuni nuclei, conosciuti poco e solamente in modo parziale, situati
nel tronco cerebrale fra i nuclei della sostanza reticolare e dai
motoneuroni viscerali, situati in alcuni nervi cranici e nel midollo
spinale. Questi ultimi neuroni costituiscono l'origine del SNA
periferico.Il SNA periferico consente il contatto fra il SNA ed ogni
singolo, microscopico recettore sensitivo o ogni singola fibra muscolare
liscia effettrice, dai dotti delle ghiandole sudoripare alla muscolatura
peristaltica dei grandi visceri addominali o ad un grande muscolo striato
come il cuore.La componente periferica è caratterizzata da un doppio
sistema di innervazione vegetativa: l'innervazione Parasimpatica e
l'innervazione Ortosimpatica (vedi oltre). Questo doppio sistema
costituisce la regola, ma è soggetto a numerose eccezioni, i ventricoli
cardiaci per esempio, le arteriole cerebrali, o le vene sistemiche sono
alcuni esempi di strutture prive di innervazione parasimpatica, le
ghiandole lacrimali o la midollare della surrenale sono invece strutture
prive di innervazione ortosimpatica.A definire per la prima volta il
sistema Autonomo fu Langley, un medico inglese che, nel 1898, riprese
testualmente una affermazione del notissimo studioso francese Claude
Bernard, esattamente la seguente ...la natura ha pensato con saggezza a
sottrarre questi fenomeni vitali dalla capricciosità di una volontà
spesso ignorante . La definizione di Simpatico è molto più antica, deriva
da Galeno (Medico greco della scuola di Kos, diretto discepolo di
Ippocrate) che voleva affermare con questa dizione la simpatia (intesa
come complementarietà, sinergia) con la quale tutti i visceri corporei si
armonizzano fra di loro. Vegetativo è una dizione moderna, che indica il
controllo delle funzioni vitali non coscienti.Non è compito di questo
testo analizzare in dettaglio tipo e significato delle funzioni
vegetative, si è tuttavia ritenuto doverosa una citazione a grandi linee
della anatomia, fisiologia e valutazione strumentale delle principali
strutture e funzioni del sistema in quanto, come si è visto, la base
metabolica è essenziale per un buon movimento. I disturbi del simpatico
assai di frequente danno luogo a patologie importanti, tali da aggravare
notevolmente la problematica motoria o da impedirne addirittura il
recupero funzionale.Il controllo pressorio ed il controllo vescicale in
pazienti con danni midollari sono probabilmente i due problemi più
frequenti ed importanti che si associano a patologie
otorie e saranno gl
i unici a cui si farà riferimento nel presente capitolo.Anatomia e
fisiologiaIl Sistema Nervoso Autonomo consta di una parte centrale, sita
all'interno del SNC, caratterizzata essenzialmente dall'ipotalamo, da una
serie di nuclei reticolari nel tronco e da neuroni effettori
(paragonabili ai motoneuroni spinali somatici); questi ultimi sono
situati in alcuni nervi cranici e nel midollo. I neuroni \p124 effettori
situati a livello del tronco cerebrale e del midollo sacrale danno
origine alla parte del sistema autonomo definita parasimpatico; i neuroni
effettori situati a livello del midollo dorsale e lombare danno origine
alla parte del sistema autonomo definita ortosimpatico, oggi nota anche
solamente come simpatico .Il sistema parasimpatico craniale percorre
alcuni nervi cranici: il III (oculomotore comune) grazie al quale
controlla gli sfinteri pupillari, il VII (facciale) attraverso il quale
controlla lacrimazione e salivazione, il IX (glossofaringeo) ancora per
la salivazione ed il X (nervo vago) che controlla tutta la funzione
parasimpatica dei visceri addominali e della gabbia toracica. Nella
gabbia toracica il controllo parasimpatico è prevalente rispetto al
controllo simpatico; al contrario, nella parte alta della cavità
addominale è invece prevalente il controllo simpatico.Il sistema
parasimpatico sacrale deriva dai metameri sacrali secondo, terzo, \p125
quarto e quinto e controlla tutta la funzione parasimpatica dei visceri
pelvici e della bassa cavità addominale. Le radici spinali S2, S3, S4
sono miste somatiche e viscerali, la radice S5 è esclusivamente
viscerale.Il sistema nervoso ortosimpatico (simpatico) origina dai
neuroni dorsali e lombari ed esce dalla colonna vertebrale attraverso le
omonime radici. Subito al davanti della colonna gli assoni ortosimpatici
incontrano una catena di gangli simpatici collegati fra loro: i gangli
prevertebrali.I neuroni vegetativi ortosimpatici entrano in questi gangli
abbandonando la radice mista con la quale sono usciti dal canale
vertebrale. Il tramite fra radice spinale mista e ganglio prevertebrale
simpatico prende il nome di ramo comunicante bianco.Nei gangli
prevertebrali avvengono fenomeni di integrazione neuronale dopo i quali
le informazioni in uscita possono prendere due distinti percorsi: o
ritornano nel nervo misto (attraverso il ramo comunicante grigio, vedi
oltre) oppure si diffondono ai gangli immediatamente soprastanti e
sottostanti della catena attraverso le comunicanti intergangliari. È in
quest'ultimo modo, per esempio, che la componente ortosimpatica toracica
innerva i visceri del capo, uscendo dalle radici dorsali e
verticalizzandosi attraverso le comunicanti intergangliari dei tre gangli
cervicali, con cui le radici cervicali non hanno comunicazione diretta
[3].[3] Non ci sono radici vegetative cervicali: il controllo
ortosimpatico della zona cervicale (per esempio il Giorno carotideo, il
più importante recettore per la pressione arteriosa del corpo) e del
cranio è dato dalle radici dorsali alte che, entrate nei gangli dorsali
alti, mandano informazioni ai tre gangli cervicali della catena del
simpatico, che a loro volta danno l'innervazione ortosimpatica ai visceri
della zona.Esiste una regola, a livello di SNA periferico:Nel sistema
parasimpatico gli assoni ad origine centrale viaggiano a lungo, per
terminare in gangli situati in prossimità degli organi di destinazione.
In questi gangli si trovano i neuroni periferici, che agiscono
direttamente sul tessuto degli organi bersaglio. Il mediatore
caratteristico del parasimpatico è l'acetilcolina.Nel sistema
ortosimpatico i neuroni terminano subito, nella catena gangliare
prevertebrale, dal ganglio prevertebrale si diparte il secondo neurone
della via, che va direttamente all'organo bersaglio.I neuroni dorsali e
lombari sono mielinizzati per cui, staccandosi dalla radice periferica
mista per entrare nel ganglio prevertebrale, danno origine ad una
comunicante (fra ganglio e radice) ricca di mielina che è definita ramo
comunicante bianco . Dal ganglio il neurone periferico ritorna nella
radice mista, ma è un neurone con assone scarsamente mielinizzato, il suo
rientro dà luogo ad un ramo comunicante detto comunicante grigio.Vi sono
casi in cui il neurone simpatico dorsale o lombare non fa stazione nel
ganglio prevertebrale, vi transita solamente per dirigersi oltre, verso
il proprio ganglio, situato altrove. È il caso del ganglio celiaco,
mesenterico inferiore e mesenterico superiore, situati più vicino ai
visceri addominali di innervazione (non così vicino tuttavia come i
gangli del parasimpatico, che spesso sono situati addirittura nello
spessore dell'organo stesso: tipici in questo senso, sempre a livello
intestinale, i plessi di Meissner e Auerbach).Il mediatore tipico delle
sinapsi terminali del sistema simpatico è l'adrenalina. Come si è detto,
gran parte della muscolatura liscia effettrice autonoma ha una
innervazione mista, simpatica e parasimpatica, anche se alcuni organi
possono avere un'unica innervazione. Questo porta di frequente a
situazioni in cui il simpatico ed il parasimpatico hanno azione
antagonista simultaneasullo stesso organo.Anche se generalmente vero,
questo concetto non va assunto a regola, frequentemente i due sistemi
hanno azione sinergica ed anche a livello di \p126 mediatori vi sono casi
in cui il simpatico preferisce come mediatore l'Acetilcolina (controllo
delle ghiandole sudoripare non sebacee) e situazioni in cui viene
cambiato il mediatore durante il corso della vita per una identica
sinapsi (Bannister 1980).Tab. 7.1 - Risposta degli organi effettori agli
impulsi dei nervi vegetativi e alle catecolamine circolanti*Organi
effettori1) Occhio - Muscolo radiale dell'iride - Recettore Tipo:
alfaImpulsi noradrenergici Risposta: Contrazione (midriasi)Muscolo
sfintere dell'iride Impulsi colinergici: Contrazione (miosi) Muscolo
ciliare - Recettore Tipo: betaImpulsi colinergici: Contrazione per la
visione da vicinoImpulsi noradrenergici: Decontrazione per la visione da
lontano2) Cuore - a) Nodo seno atriale - Recettore Tipo: beta 1Impulsi
colinergici: Rallentamento della frequenza cardiaca; arresto
vagaleImpulsi noradrenergici: Aumento della frequenza cardiacab) Atri -
Recettore Tipo: beta 1Impulsi colinergici: Diminuzione della
contrattilità e (di solito) aumento della velocità di conduzioneImpulsi
noradrenergici: Aumento della contrattilità e della velocità di
conduzionec) Nodo atrioventricolare e sistema di conduzione - Recettore
Tipo: beta 1Impulsi colinergici: Diminuzione della velocità di
conduzione; blocco atrioventricolareImpulsi noradrenergici: Aumento della
velocità di conduzioned) Ventricoli - Recettore Tipo: beta 1Impulsi
noradrenergici: Aumento della contrattilità, della velocità di
conduzione, automaticità e frequenza dei pacemaker idiopatici3 1)
Arteriole Coronarie, muscoli scheletrici, polmoni, visceri addominali,
reni - Recettore Tipo: alfa, beta 2Impulsi colinergici:
dilatazioneImpulsi noradrenergici: costrizione, dilatazione3 2) Cute e
mucose, cervello, ghiandole salivari - Recettore Tipo: alfaImpulsi
noradrenergici: costrizione 4) Vene sistemiche - Recettore Tipo: alfa,
beta2Impulsi noradrenergici: Costrizione Dilatazione5) polmoni - Muscoli
bronchiali - Recettore Tipo: beta2Impulsi colinergici: contrazioneImpulsi
noradrenergici decontrazioneGhiandole bronchiali - Impulsi colinergici:
stimolazioneImpulsi noradrenergici: inibizione (?)6) stomacoa) Motilità e
tono - Recettore Tipo: alfa, beta2Impulsi colinergici: aumentoImpulsi
noradrenergici: Diminuzione (solitamente)b) sfinteri - Recettore Tipo:
alfaImpulsi colinergici: Decontrazione (solitamente)Impulsi
noradrenergici: Contrazione (solitamente)c) secrezione - Impulsi
colinergici: stimolazioneImpulsi noradrenergici: Inibizione (?)7)
intestinoa) Motilità e tono - Recettore Tipo: alfa, beta 2Impulsi
colinergici: aumentoImpulsi noradrenergici: diminuzioneb) Sfinteri -
Recettore Tipo: alfa Impulsi colinergici: Decontrazione
(solitamente)Impulsi noradrenergici: Contrazione (solitamente)c)
SecrezioneImpulsi colinergici: stimolazioneImpulsi noradrenergici:
Inibizione (?)\p1278) Cistifellea e dottiImpulsi colinergici:
Contrazione; Impulsi noradrenergici: Decontrazione9) Vescica urinaria a)
Detrusore - Recettore Tipo: beta Impulsi colinergici: Contrazione;
Impulsi noradrenergici: Decontrazione (solitamente)b) Trigono e sfinteri
- Recettore Tipo: alfa Impulsi colinergici: Decontrazione; Impulsi
noradrenergici: Contrazione 10) uretere - Motilità e tono Impulsi
colinergici: Aumento (?);Impulsi noradrenergici: Aumento (solitamente)11)
utero - Recettore Tipo: alfa, beta2Impulsi colinergici: Variabile **;
Impulsi noradrenergici: Variabile **12) Organi sessuali maschili -
Recettore Tipo: alfaImpulsi colinergici: erezione; Impulsi
noradrenergici: eiaculazione13) pellea) Muscoli pilo motori - Recettore
Tipo: alfaImpulsi noradrenergici: Contrazione b) Ghiandole sudoripare -
Recettore Tipo: alfaImpulsi colinergici: Secrezione generalizzata;
Impulsi noradrenergici: Secrezione locale, lieve ***14) Capsula della
milza - Recettore Tipo: alfa, beta 2Impulsi noradrenergici: Contrazione
Decontrazione15) Midollare surrenale - Impulsi colinergici: Secrezione di
adrenalina e noradrenalina16) Fegato - Recettore Tipo: alfa, beta
2Impulsi noradrenergici: Glicogenolisi17) Pancreasa) acini - Recettore
Tipo: alfaImpulsi colinergici: Secrezione; Impulsi
noradrenergici;:Diminuzione della secrezioneb) isole - Recettore Tipo:
alfa, beta 2Impulsi colinergici: Secrezione di glucagone e
insulinaImpulsi noradrenergici: Inibizione della secrezione di glucagone
e insulina Secrezione di glucagone e insulina18) Ghiandole salivari -
Recettore Tipo: alfa, beta2Impulsi colinergici: Profusa secrezione
acquosaImpulsi noradrenergici: Secrezione spessa, vischiosa Secrezione di
amilasi19) Ghiandole lacrimali - Impulsi colinergici: Secrezione20)
Ghiandole nasofaringee - Impulsi colinergici: Secrezione21) tessuto
adiposo - Recettore Tipo: betaImpulsi noradrenergici: lipolisi22) Cellule
juxtaglomerulari - Recettore Tipo: beta (beta1?) Impulsi noradrenergici:
Secrezione di renina23) Ghiandola pineale - Recettore Tipo: betaImpulsi
noradrenergici: Sintesi e secrezione di melatonina* Modificato da Gilman
AG, Goodman e Gilman A: The pharmacological basìs of therapeutics, 6 Ed.
Macmillan, 1980. ** Dipende dallo stadio del ciclo mestruale, dalla
quantità di estrogeni e di progesterone circolanti e da altri fattori. Le
risposte dell'utero gravido sono differenti da quelle dell'utero non
gravido.*** Alle palme delle mani e in alcuni altri luoghi (" sudorazione
adrenergica ").\p128Tab. 7.2 - Alcuni farmaci che modificano l'attività
simpatica. Sono segnalate solo le principali azioni dei farmaci. Notare
che la guanetidina ha 2 azioni principali''1a) Sede d'azione: ganglio
simpatico 1b) Farmaci che aumentano l'attività simpaticaStimola i neuroni
postgangliari: Acetilcolina, Nicotina, DimetfenilpiperazinaInibitori
della colinesterasi: DFP (disopropilfuorofosfato), Fisostigmina
(eserina), Neostigmina (Prostigmina), Parathion1c) Farmaci che deprimono
l'attività simpaticaBlocco della conduzione Clorisondamina (Ecolid),
Esametonio (Bistrium, C-6), Mecamilamina, Pentolinio (Ansolysen),
Tetraetilammonio (Etamon, TEA), Trimetaphan (Arfonad), Alte
concentrazioni di acetilcolina, farmaci anticolinesterasici2a) Sede
d'azione: Terminazioni dei neuroni postgangliari2b) Farmaci che aumentano
l'attività simpatica: Liberazione di noradrenalina: Tiramina, Efedrina,
Amfetamina2c) Farmaci che deprimono l'attività simpatica: Blocco sintesi
di noradrenalina: alfa-metil-p-tirosina; Interferiscono con l'accumulo di
noraadrenalina: Reserpina, Guanetidina (Ismelin); Impediscono la
liberazione di noradrenalina: Bretilio tosilato (Darenthin), Guanetidina
(Ismelin), Formano falsi mediatori: alfa-metildopa (Aldomet)3a) Sede
d'azione: recettori alfa 3b) Farmaci che aumentano l'attività simpatica:
Stimolano i recettori alfa1: Metoxamina (Vasoxil), Fenilefrina (Neo-
sinefrina); Stimola i recettori alfa2: Clonidina3c) Farmaci che deprimono
l'attività simpatica: Bloccano i recettori beta: Fenossibenzamina
(Dibenziline), Fentolamina (Regitin), Prazosin (blocca alfa1), Yoimbina
(blocca alfa2)4a) Sede d'azione: recettori beta4b) Farmaci che aumentano
l'attività simpatica: Stimola i recettori beta: Isoproterenolo
(Isuprel)4c) Farmaci che deprimono l'attività simpatica: Bloccano i
recettori beta: Propanonolo (Inderal) ed altri (bloccano beta1 e beta2);
Metoprololo ed altri (bloccano beta1); Butossamina (blocca beta2)* Da
Ganong W. F.: Fisiologia medica, Piccin.Meccanismi vegetativi di
controllo della circolazione e della pressione arteriosaIl sistema
baropressorio dell'organismo è sotto il prevalente controllo del SN
ortosimpatico.Vi sono recettori pressori situati in varie zone
all'interno della parete arteriosa, il più noto di questi è il recettore
del Giorno carotideo, situato alla biforcazione della carotide
comune.Questi recettori, assieme alla componente vagale (parasimpatica)
delle affe-renze cardiopolmonari,inibiscono i centri pressori del
sistema nervoso centrale (soprattutto l'ipotalamo e, nel tronco, il
nucleo del fascicolo solitario), provocando un tendenziale abbassamento
di pressione.Al contrario agiscono le afferenze cardiopolmonari di
origine simpatica, che con le afferenze chemiocettrici ed ergocettrici
muscolari [4] tendono a provocare un aumento di pressione.[4] Le
afferenze dagli ergocettori muscolari sono afferenze che provocano dei
subitanei aumenti pressori per compensare l'aumento di pressione
sanguigna necessario a portare sangue in un muscolo che si contrae
improvvisamente. Queste afferenze agiscono attivandosi dove le fibre
muscolari, contraendosi, hanno subitaneamente aumentato la pressione
necessaria per mantenere aperto un vaso.\p129Il sistema di controllo
efferente della pressione sanguigna è dominato dal simpatico e dalle sue
terminazioni adrenergiche. Esse aumentano la gittata, la frequenza e
tutte le funzioni pressorie positive del cuore, provocano la liberazione
di renina ed angiotensina a livello renale e, a livello vascolare, una
vasocostrizione arteriolare sia nei vasi di resistenza (quelli cioè dove
il sangue scorre per portare nutrimento ai vari organi) sia nei vasi di
capacitanza (quelli cioè che formano una sorta di letto sanguigno di
riserva), dove il sangue viene accumulato per essere utilizzato in caso
di bisogno: (emorragie od altro). I vasi di capacitanza sono soprattutto
i vasi intestinali.Poiché il sistema efferente baropressorio ha come
neurone di origine il neurone autonomo spinale, frequentemente nei danni
midollari che portano a paralisi si sovrappongono importanti disturbi
pressori, legati alla deafferentazione della muscolatura liscia vasale.
Questa muscolatura, non contraendosi più a sufficienza, provoca un
aumento del letto vascolare con perdita di pressione e sincope quando
questi pazienti vengono inclinati verso la posizione eretta.Il problema
ipotensivo dei pazienti spinali è importante, spesso addirittura
preminente, tanto da bloccare ogni tentativo di recupero neuromotorio in
posizione eretta per periodi anche di molti mesi. Come sempre accade
nelle patologie del SNA, dopo detto periodo subentrano accettabili
meccanismi di compenso.I disturbi pressori associano di frequente anche
problemi di abnorme dispersione di calore. Dato che l'aumento della
superficie del letto vascolare cutaneo è una delle risorse prime
dell'organismo per questa dispersione, il paziente spinale presenta
frequentemente associati disturbi pressori e di termoregolazione [5].Non
esistono tecniche neurofisiologiche particolari per valutare clinicamente
i disturbi pressori; rimane strumento diagnostico fondamentale la
misurazione della pressione in ortostatismo, o a vari livelli di
inclinazione dalla posizione orizzontale a quella eretta.[5] La
termoregolazione ha comunque meccanismi di controllo suoi propri, che non
si riferiscono esclusivamente al sistema vascolare.Meccanismi
neurovegetativi di controllo della funzione urinariaLa minzione consente
lo svuotamento della vescica attraverso il canale uretrale. Si tratta di
una funzione complessa, dotata di un controllo parasimpatico, simpatico e
somatico.Il controllo parasimpatico vescicale è il maggior responsabile
della attivazione del muscolo Detrusore liscio e del conseguente
svuotamento della vescica.Il parasimpatico vescicale origina a livello
sacrale (S2-S5) e raggiunge la vescica attraverso due percorsi
differenti. Attraverso il nervo Pelvico (primo percorso) invia i propri
assoni al plesso Pelvico (o ipogastrico inferiore) che circonda i visceri
pelvici. Il secondo percorso termina direttamente nei gangli
parasimpatici dello spessore muscolare del Detrusore vescicale.Le cellule
di questi gangli (mediatore Acetilcolina) eccitano la contrazione
muscolare del Detrusore liscio e contemporaneamente favoriscono il
rilassamento del muscolo Sfintere liscio uretrale. Il rilassamento del
muscolo allarga il lume dell'Uretra (condotto che consente la
comunicazione della vescica con l'esterno) e fa sì che l'urina possa
essere espulsa.Le afferenze parasimpatiche trasportano al midollo
informazioni pressorie attraverso il nervo Pudendo. Esse terminano nella
zona antero-laterale del midollo, dove risiedono i neuroni parasimpatici
efferenti.\p130Il controllo vescicale ortosimpatico origina dal midollo
dorso-lombare (T11-L2); attraversa, senza fermarsi, i gangli della catena
prevertebrale e, via il nervo Splancnico inferiore, raggiunge il suo
ganglio: il ganglio Mesenterico Inferiore. Il secondo neurone procede
verso il Plesso Pelvico e la vescica.L'azione dell'ortosimpatico è
opposta a quella del parasimpatico: favorisce il rilassamento del
Detrusore e la contrazione dello Sfintere uretrale liscio, consente e
favorisce di conseguenza il riempimento vescicale.Le afferenze
ortosimpatiche risalgono gli stessi nervi del sistema efferente, entrano
nel midollo attraverso le radici posteriori (ultime toraciche e prime
lombari) e si dirigono nella zona antero-laterale del midollo spinale,
dove risiedono i neuroni efferenti ortosimpatici.Il controllo vescicale
somatico si esercita su tre diversi muscoli: uno, lo Sfintere striato
dell'Uretra, è presente sia nei maschi che nelle femmine; gli altri due,
il Bulbocavernoso e l'Ischiocavernoso, presenti solamente nei maschi,
controllano la parte di Uretra presente nel pene. La contrazione di
questi muscoli provoca un'interruzione della minzione per restringimento
del lume uretrale.L'esecuzione volontaria della minzione è un fenomeno
complesso, non essendovi controllo volontario sui muscoli detrusori
vescicali. Essa avviene grazie ad un abbassamento del piano perineale,
ottenuto grazie ad un rilassamento dell'elevatore dell'ano.Questo
abbassamento fa sì che si riempia la parte posteriore dell'Uretra, il che
provoca contrazioni riflesse del Detrusore vescicale. Così inizia la
minzione.Discreta importanza per la minzione volontaria ha anche il
torchio addominale, soprattutto quando si voglia iniziare la minzione
nonostante la ridotta \p131 pressione vescicale dell'urina. La
contrazione della muscolatura addominale e del Diaframma, contemporanea
alla chiusura della glottide, provocano un aumento di pressione
addominale (manovra di Valsalva) che consente lo svuotamento della
vescica anche quando il suo contenuto di urina sia minimo.Vi è un
controllo corticale della minzione volontaria, naturalmente. Esperimenti
di stimolazione corticale paiono situarlo a livello della corteccia
motoria del lobulo paracentrale.In un danno acuto delle vie discendenti
(paralisi motorie capsulari o spinali) concomita assai di frequente una
ritenzione urinaria, dovuta ad un aumento di tono degli sfinteri ed una
ridotta attivazione del detrusore. L'urina si perde però (incontinenza)
quando la pressione vescicale raggiunge un livello tale da provocare la
contrazione del Detrusore per via solamente spinale. Questo fenomeno va
sotto il nome di vescica neurogena riflessa.Dopo un periodo di tempo di
alcune settimane si instaura un ritmo automatico (puramente spinale) di
svuotamento della vescica legato alla pressione urinaria, detto ritmo può
essere assai migliorato attraverso una rieducazione funzionale.Fra la
vescica neurogena riflessa e la normalità, esiste una vasta gamma di
situazioni intermedie, legate a malattie o disturbi di vario genere
(nevrotici, neurologici, urologici), tutti molto importanti poiché anche
se dal punto di vista tecnico si tratta spesso di problemi di lieve
entità, dal punto di vista sociale l'alterato controllo della minzione è
situazione, sempre, di grande imbarazzo.Questi problemi sono solitamente
assai sensibili alle tecniche riabilitative vescicali, che acquistano
quindi una grande importanza, così come una grande importanza assumono in
tutti i casi le tecniche di diagnostica neurofisiologica ed urodinamica
che consentono di classificare il disturbo e di impostare quindi una
riabilitazioneefficace.Fra le tecniche neurofisiologiche di valutazione
del simpatico, parasimpatico e sistema somatico sacrale, particolare
importanza riveste lo studio elettromiografico del muscolo Bulbo-
cavernoso e lo studio del riflesso bulbo-cavernoso, che consentono di
quantificare oggettivamente, attraverso un'apparecchiatura (l'elet-
tromiografo, vedi appendice), sia la situazione muscolare che i tempi di
conduzione del riflesso, questo consente di valutare sia la situazione
iniziale che i miglioramenti raggiunti attraverso la rieducazione.Data
l'importanza dei muscoli perineali nell'inizio della minzione volontaria,
grande rilevanza dal punto di vista diagnostico e riabilitativo risiede
anche nella valutazione della muscolatura anale e del riflesso anale;
anche questi test sono eseguibili in un laboratorio di Neurofisiologia
attraverso l'uso di un elettromiografo. Questi studi consentono la
valutazione dello stato dei muscoli perineali e del loro controllo
segmentario midollare e quindi delle possibilità di miglioramento della
situazione minzionale volontaria.Utili di volta in volta per
diagnosticare differenti tipi di compromissione nervosa possono risultare
il riflesso H dal muscolo Sfintere anale (S3S4), il riflesso vescico
anale ed i Potenziali evocati somatosensoriali con stimolazione del Pene
o del collo vescicale (via catetere).BibliografìaBannister R., Autonomic
Failure Oxford University Press., 1988.Chusid J.G., Neuroanatomia
correlazionistica e neurologia funzionale. Piccin, 1990. Nolte J.,
Anatomia funzionale del sistema nervoso dell'uomo. Piccin Padova,
1991.\p135Sezione III Midollo spinale e sindromi midollariCAPITOLO 8 IL
MIDOLLO SPINALE E IL MOVIMENTO: CLINICA E NEUROFISIOLOGIAIntroduzioneLa
neurofisiologia clinica del midollo spinale è caratterizzata da due
importanti settori: la NF della sensibilità e la NF del movimento.La NF
clinica della sensibilità è stata trattata dettagliatamente nel capitolo
dedicato alla importanza della NF sensitiva nel controllo del movimento
(capitolo 4), al quale si rimanda per gli approfondimenti del caso.La NF
clinica del movimento che verrà affrontata di seguito riguarda
principalmente l'influenza delle afferenze sensitive sul controllo
motorio, l'integrazione cioè dei riflessi spinali con le informazioni
discendenti dall'encefalo.Tutte le strutture deputate al controllo del
movimento agiscono infatti sul MS (midollo spinale) influenzandone gli
alfa-motoneuroni. Gli alfa-motoneuroni integrano, con capacità
assolutamente peculiari, le diverse informazioni in arrivo ed in base a
questa integrazione modificano la propria frequenza di scarica. La
frequenza di scarica del singolo motoneurone tuttavia non è mai un
elemento isolato, ma sinergico e sincronizzato con numerosi motoneuroni
omologhi, all'interno di una strategia e di un finalismo motorio unico
per ogni gesto.Gran parte dei criteri di integrazione (delle ragioni per
le quali, cioè, alcune informazioni a volte sono privilegiate, altre
volte inibite) sono sconosciuti; vi sono tecniche di studio tuttavia che
permettono di analizzare diversi aspetti della attività degli a-
motoneuroni e che aiutano ed orientano, anche se solamente in modo
indiretto, nell'analisi di questi circuiti sconosciuti.Le informazioni
sull'attività dell'alfa-motoneurone a proposito costituiranno il primo
paragrafo del capitolo, poiché esse devono essere conosciute per capire
il ruolo clinico del MS.Per affrontare gli aspetti clinici della
fisiologia midollare è poi necessario esporre le principali tecniche di
stimolazione dei riflessi spinali. Le tecniche sono indispensabili per
riconoscere quali circuiti neurofisiologici vengano stimolati ed in che
modo. La loro esposizione caratterizzerà il secondo paragrafo del
capitolo.Il terzo paragrafo sarà infine dedicato ai riflessi in senso
stretto, in quanto autentica manifestazione clinica della fisiologia
midollare.A questo proposito, è importante rilevare come determinati
riflessi, ritenuti da sempre puramente midollari, una volta indagati con
tecniche strumentali appropriate, abbiano dimostrato una doppia
componente: una rapida sicuramente spinale, una più lenta, che oggi viene
definita risposta ritardata e che è, con grandissima probabilità,
originata a livello corticale, grazie alle connessioni dirette fra area
sensitiva ed area motoria primaria. Su questo dato non vi è ancora
dimostrazione sperimentale certa, ma solamente molti indizi convergenti
(Rothwell 1994).Una seconda teoria, attualmente meno suffragata, sostiene
al contrario che la componente ritardata dei riflessi non derivi da
circuiti corticali, ma sia legata alle afferenze sensitive di calibro
minore, e quindi più lente (fibre II) (Matthews 1984, Meara e Cody
1992).\p136Ai riflessi con componente rapida e ritardata verrà dedicato
un paragrafo intero di questo capitolo.Nello studio della neurofisiologia
clinica del MS i riflessi sono fondamentali perché, avendo una sicura
origine spinale (almeno nella loro componente precoce), consentono di
valutare, durante l'esecuzione del movimento biomeccanico, cosa cambi
nell'arco riflesso, in conseguenza all'ordine di esecuzione motoria
proveniente attraverso le vie discendenti dall'encefalo.Consentono cioè
di comprendere, anche se in maniera indiretta, gli effetti sull' alfa
-motoneurone delle vie discendenti motorie.Elettrofisiologia dell'alfa
-motoneuroneGli alfa -motoneuroni sono gli ultimi neuroni della catena, i
neuroni traduttori , la cui attività consente la coordinazione fra SNC e
cellule muscolari; i loro codici sono la chiave attraverso la quale gli
spikes vengono trasformati in una attività meccanica efficace.Il loro
lavoro, ordinato e sincronizzato, trasferisce la logica dei progetti
motori all'apparato muscolare, le cui unità motorie e muscoli si attivano
a seconda dei progetti elaborati dal SNC, mettendo in atto le dovute
sinergie.Per svolgere questa funzione [1] l'alfa -motoneurone sfrutta le
principali proprietà elettriche della membrana cellulare che variano al
variare della conformazione morfologica del neurone.Senza entrare in
tutti i dettagli della elettrofisiologia neuronale, che non fa parte
degli scopi di questo testo, ci si limiterà ad esporre tre punti chiave.
[1] la cui unità base è sempre la variazione di carica elettrica a
cavallo della membrana neuronalePUNTO 1Le sinapsi che terminano sui
dendriti neuronali non sono in grado di generare spikes nell'alfa-
motoneurone. Per ragioni legate ad un aumento delle resistenze di
membrana [2], le sinapsi dendritiche generano potenziali prolungati nel
tempo, che non riescono a portare il pirenoforo a livello soglia (Eccles
1957), ma sono in grado solamente di ipopolarizzarlo.Il dato non è di
poco conto, poiché questo neurone possiede un'arborizza-zione dendritica
decisamente estesa (si dipana per circa un millimetro di distanza dal
pirenoforo) e raccoglie molti bottoni e spine sinaptiche.[2] Queste
ragioni sono legate ad un alterato rapporto della superficie della
membrana rispetto alla quantità di citoplasma; per ulteriori informazioni
si vedano i testi specializzati: Rall 1967.PUNTO 2L'assone, e in
particolare il cono assonale [3], è la parte della cellula in cui lo
spike si genera più facilmente. Studi elettrofisiologici hanno consentito
di stabilire tuttavia che il neurone si attiva quasi sempre in
conseguenza a sinapsi asso-somatiche.[3] Che è la parte dell'assone che
si congiunge al pirenoforo.PUNTO 3La sinapsi asso-somatica genera un
potenziale che è seguito da una onda di circa 4 millisecondi (ma la
durata è variabile) di iperpolarizzazione (post-iperpolarizzazione) (fig.
8.1).\p137Fig. 8.1 - Post-iperpolarizzazione e steady state del
motoneurone spinale. Si osservi come (Riga superiore) la generazione
dello spike porti ad un fenomeno di successiva iperpola-rizzazione che
riduce di molto la possibilità di reazione della cellula ad altri stimoli
afferenti. La postiperpolarizzazione ha una durataapprossimativa di 4
millisecondi, dopo i quali il neurone ritorna al suo normale livello di
riposo. Nella riga inferiore si osserva il fenomeno denominato steady
state: il neurone a riposo risponde subitaneamente ad uno stimolo
afferente con una alta frequenza (i primi due stimoli ravvicinati) dopo
di che sviluppa il fenomeno di iperpolarizzazione che lo stabilizza ad
una frequenza di scarica inferiore e più aderente ai tempi di contrazione
delle fibrocellule muscolari. (da Granit 1963 modificata).Fig. 8.2 -
Doppio livello di scarica dei motoneuroni spinali: come si vede nel
grafico a sinistra, fino ad una corrente di circa 20 nanoampere (nA)
afferenti al soma neuronale la frequenza di scarica aumenta
proporzionalmente; superando questa intensità di corrente il neurone
entra nel secondo livello di scarica (seconda linea); aumentando ancora
la corrente in questo secondo livello il neurone aumenta la propria
frequenza di scarica in misura maggiore che non nel primo livello. Il
grafico di destra mostra invece come la frequenza di scarica diminuisce
progressivamente dopo il secondo spike e a 0.5, 1, 1.5 secondi dopo il
secondo spike; il fenomeno è dovuto alla iperpolarizzazione e stedy state
(per ulteriori spiegazioni si veda il testo. Da Kernell 1965
modificata).Ciò significa che dopo uno spike l'alfa-motoneurone è
stimolabile con maggiori difficoltà.Tradotto in termini funzionali il
dato significa che il neurone a riposo [4] è facilmente stimolabile, ma
una volta che inizia a scaricare si stabilizza ad una \p138 frequenza di
scarica (direttamente proporzionale alla quantità di corrente elettrica
sul suo soma) ed è molto difficile fargli cambiare frequenza.[4] Il
motoneurone non è mai a riposo completo, per riposo si intende una fase
di quiescenza relativa.Questa frequenza, per le cariche che normalmente
si osservano a livello di sinapsi, è fra i 20 ed i 40 Hertz, proprio la
frequenza ottimale per poter ottenere la migliore attività meccanica
dalle fibre muscolari e dalla loro coordinazione contrattile (fusione,
vedi capitolo 9).Lo stato di stabilità elettrica (steady state degli
autori anglosassoni), significa, in sostanza, che l'alfa-motoneurone è
stato cooptato da quella determinata scarica afferente che ne ha per
prima generato lo spike. Nell'esecuzione di questo codice motorio l'a-
motoneurone è relativamente sordo alle altre altre afferenze nervose.Con
questo meccanismo di post-iperpolarizzazione, il neurone privilegia gli
ordini motori provenienti da una data via (riflesso spinale e salvaguarda
dell'integrità muscolare, oppure fascio piramidale ed esecuzione di un
ordine volontario, oppure ancora vie vestibolo-spinali e reticolo-spinali
e mantenimento dell'equilibrio) non rispondendo invece alle vie arrivate
in ritardo o più deboli.La situazione non è assoluta, ma per uscire dallo
steady state è necessaria molta corrente elettrica sul soma del neurone
(cioè un EPSP [5] molto elevato).[5] EPSP sta per potenziale
postsinaptico eccitatorio, corrisponde alla ipopolarizzazione di
membrana.Per ottenere una scarica di frequenza più elevata delle unità
motorie del muscolo è cioè necessario che tutti i sistemi convergenti
sull'alfa-motoneurone si coalizzino per scaricare tutti nello stesso
istante.Va ricordato che, anche se l' alfa-motoneurone può scaricare con
frequenze anche molto elevate, l'aumento della frequenza di scarica delle
unità motorie al di sopra dei 40 Hertz non genera un aumento di forza
muscolare, ma semplicemente una maggior probabilità di
sincronizzazione.Questo fenomeno è tipicamente osservato
nell'affaticamento. In questa situazione la fatica, fenomeno intrinseco
del muscolo, viene vanamente contrastata con un tentativo di aumento di
frequenza di scarica.L'aumento di frequenza di scarica, che in un muscolo
normale dà effettivamente un aumento di forza, in un muscolo affaticato
porta alla sincronizzazione senza generare una maggior potenza muscolare,
poiché la fatica è insita nel meccanismo contrattile del muscolo e non
può essere superata con i meccanismi nervosi di reclutamento della forza
di un muscolo in condizioni fisiologiche.Durante l'affaticamento si ha
quindi una inutile sincronizzazione della scarica delle unità motorie,
nel disperato tentativo di mantenere adeguati livelli di potenza del
muscolo attraverso il maggior reclutamento, legato a sua volta ad una
contemporanea attività di scarica sul motoneurone di molti sistemi
motori. Il meccanismo è inutile poiché la fatica, come si vedrà nel
capitolo 9, è un fenomeno intrinseco della fibra muscolare non
modificabile in alcun modo.Il secondo caso in cui si può avere
sincronizzazione delle unità motorie, quindi una elevata scarica degli a-
motoneuroni, è la fase iniziale di un movimento, quando al movimento si
richieda una grande potenza (sotto forma di velocità o di forza).La
improvvisa, elevata frequenza di scarica dell'alfa-motoneurone, in questo
caso è collegata al fatto che, prima dell'inizio della prima scarica, non
esiste post-iperpolarizzazione ed i neuroni sono più liberi di scaricare
ad alta frequenza.Questa è probabilmente la base neurofisiologica del
fatto che, all'inizio di un movimento di velocità estrema, la frequenza
di scarica dell'alfa-motoneurone raggiunge anche i 150 Hertz, mentre
all'inizio di un movimento di grande potenza \p139 si ha una
sincronizzazione (legata alla alta frequenza di scarica) di tutte le
unità motorie muscolari.Un ultimo dato importante ed introduttivo del
successivo argomento, riguarda la post-iperpolarizzazione.La post-
iperpolarizzazione non ha la stessa durata su tutti gli alfa-motoneuroni:
è più lunga sui piccoli neuroni di moto, che controllano le unità motorie
S (quelle che si reclutano per prime ed a lunga tenuta) rispetto ai
grandi neuroni (FF ed FR)[6].[6] Vedi capitolo 9La tenuta delle unità
motorie non dipende quindi solamente dalle caratteristiche contrattili
delle loro fibre muscolari, ma anche dalla stabilità di membrana dei
motoneuroni che le governano: un'iperpolarizzazione più lunga degli alfa
-motoneuroni li rende meno sensibili ad altre afferenze che potrebbero
modificare l'attività dell'unità motoria.Un motoneurone con post-
iperpolarizzazione lunga rimarrà nel suo steady state con più
determinazione di un motoneurone con post-iperpolarizzazione
corta.Riguardo alle dimensioni dell' alfa -motoneurone (e di conseguenza
al tipo di unità motorie sotto il suo controllo) è necessario aggiungere
che il livello soglia varia con il variare delle dimensioni. Gli alfa
-motoneuroni più piccoli, sempre per proprietà di tipo bioelettrico,
hanno più facilità ad essere attivati di quelli più grandi; ne consegue
che l'ordine di reclutamento delle unità motorie seguirà la sequenza S -
FR - FF.Metodi di stimolazione dei riflessi spinaliI riflessi spinali
possono essere stimolati in molte maniere, differenti fra loro.La tecnica
di stimolazione più utilizzata, in quanto più prossima alla stimolazione
fisiologica dei riflessi nella realtà quotidiana è la tecnica meccanica,
all'interno della quale si riconoscono diverse metodiche.La più comune
stimolazione meccanica di un riflesso è la rapida estensione del muscolo,
che provoca una immediata risposta in accorciamento (riflesso
miotatico).Questa è la tecnica con cui si valutano i R.O.T. (riflessi
osteo-tendinei). L'esaminatore, con il martelletto, percuote il tendine
in un punto in cui esso si trova teso fra due capi ossei; la percussione
provoca una piccola e rapidissima incurvatura del tendine. La distorsione
meccanica è sufficientemente rapida da provocare un riflesso da
stiramento.Un riflesso da stiramento è provocato anche da un movimento
rapido di un'articolazione (più di frequente si effettua sulla caviglia o
sul polso). Tale tecnica è utilizzata soprattutto alla ricerca del
mioclono, che è una variante patologica del riflesso da
stiramento.Tecniche meno comuni di stiramento muscolare sono legate
all'utilizzo di pedanemobili (pedane stabilometriche). Su queste pedane
lo stiramento muscolare è provocato da una perdita di equilibrio
improvvisa, legata al movimento della base di appoggio. Questo tipo di
stiramento non costituisce tuttavia un riflesso midollare puro, in quanto
anche le altre afferenze posturali (vista ed informazioni vestibolari)
giocano, nella reazione di equilibrio, un ruolo fondamentale (si veda a
proposito la postura, nel capitolo di clinica del cervelletto).Un'altra
tecnica meccanica in grado di provocare un riflesso spinale è legata
\p140 all'esercizio di una forza esterna di contrasto all'attività
muscolare. Detta forza deve essere superiore alla forza massima
esercitata dal muscolo: non essendo il muscolo in questione in grado di
contrastare la forza esterna, si genera un rilassamento definito riflesso
a serramanico (o miotatico inverso).Un'altro riflesso spinale meccanico è
generato dalla stimolazione esterocettiva; la stimolazione cutanea
esterocettiva si basa sulla stimolazione dei recettori dolorifici,
provoca fenomeni di evitamento, denominati di triplice flessione; in
questo riflesso i muscoli tendono ad allontanare dallo stimolo la zona
cutanea interessata.Un'ultima tecnica di stimolazione meccanica è la
vibrazione. Attraverso vibrazioni di frequenza specifica si possono
generare particolari risposte riflesse, tipo il riflesso tonico di
vibrazione (vedi oltre).Un riflesso si può stimolare anche attraverso la
corrente elettrica; queste tecniche sono tuttora utilizzate
prevalentemente nei laboratori di ricerca. Attraverso la stimolazione
elettrica si può attivare la afferenza propriocettiva o direttamente gli
interneuroni midollari.Alcuni esami basati sulla stimolazione elettrica
del nervo, presentano anche una utilità clinica.Il più importante di
questi è certamente il riflesso H.Descritto da Hoffmann, da cui prende il
nome, il riflesso H è legato ad una stimolazione elettrica del nervo
periferico. Poiché in detto nervo le fibre sensitive si eccitano a soglie
più basse delle fibre motorie, la prima risposta muscolare ottenibile
sarà legata alla attivazione degli alfa-motoneuroni per via riflessa,
attraverso le afferenze la. Aumentando la soglia questa risposta
scompare, poiché le fibre motorie, eccitate direttamente dalla corrente
elettrica, rendono il motoneu-rone refrattario alla stimolazione delle
fibre Ia.Il riflesso H non si osserva clinicamente, per rilevarlo è
necessaria una registrazione elettromiografica.Un altro tipico riflesso
stimolabile elettricamente è il Blink reflex, equivalente strumentale del
riflesso clinico di ammiccamento.Fig. 8.3 - Riflesso H è la seconda onda
verso destra. Le tracce successive dall'alto al basso indicano
stimolazioni ad ampiezza di corrente sempre maggiore. Notare come al
diminuire della seconda onda (riflesso H) aumenta la prima onda (onda M)
(spiegazione nel testo).\p141Fig.8.4 - Blink reflex. La prima risposta
nelle tracce 1 e 4 (La prima è la superiore, la seconda e la più bassa)
si definisce R1. la seconda risposta nelle stesse tracce corrisponde alla
risposta R2; l'unica risposta sulle tracce 2 e 3 corrisponde alla
risposta R2'. Il blink reflex è la risposta che si ottiene stimolando il
nervo Trigemino (componente sensitiva) ed osservando la attività del
muscolo Orbicolare dell'occhio bilateralmente (componente motoria, nervo
Facciale) (spiegazione nel testo).Stimolando la branca oftalmica del
Trigemino (V nervo cranico) al forame orbitario, a livello del
sopracciglio, si ottiene una risposta muscolare sul muscolo Orbicolare
dell'occhio (VII nervo cranico, Facciale).La risposta consta di due
riflessi distinti, uno esclusivamente omolaterale, precoce, che si pensa
sia collegabile alle afferenze pontine del trigemino (definito R1); uno
più ritardato, presente bilateralmente, che si ritiene sia polisinaptico,
legato alla radice discendente del trigemino (ed ai suoi successivi
contatti con il VII nervo cranico). Questo secondo riflesso è denominato
R2 se omolaterale R2' se controlaterale.Studi clinici sui riflessiAspetti
clinici del riflesso miotaticoComponente rapidaIl riflesso miotatico, o
riflesso da stiramento, originato dallo stiramento passivo dei fusi
neuromuscolari (vedi capitolo 4), è sicuramente il più noto e celebrato
di tutti i meccanismi riflessi spinali e costituisce il riferimento
immaginario comune per tutte le scienze neurologiche.Originato,
clinicamente, dal rapido stiramento muscolare passivo, (esemplare \p142
fra tutte la classica manovra di percussione con il martelletto) il
riflesso da stiramento è sicuramente l'unico esempio dimostrato di
circuito monosinaptico di tutto il SNC. Non è però solamente un circuito
monosinaptico.I primi a concentrare l'attenzione sulla reazione muscolare
al martelletto furono Erb e Westphal, nel 1875. La risposta alla
percussione fu da loro attribuita ad un meccanismo muscolare. I primi
esperimenti che indicano l'inequivocabile meccanismo nervoso della
risposta, attribuendole lo status di riflesso, risalgono a Sherrington
(1906), che dimostra come, distruggendo le radici midollari posteriori,
scompare la risposta muscolare.Le diverse tappe successive della ricerca
dimostreranno come, data la velocità di risposta, il ramo afferente del
riflesso sia legato alle fibre più mielinizzate, come il riflesso sia
monosinaptico e come sia estremamente sensibile allo stiramento,
attivandosi per allungamenti del fuso di soli 50 millimicron.Ricerche
ancora più recenti (Pierrot Deseilligny 1981) dimostrano però come il
riflesso miotatico non sia solamente un riflesso monosinaptico. Il lavoro
dei due studiosi si basa sul fatto che la risposta allo stiramento del
tendine si sviluppa in un tempo molto lungo (neurofisiologicamente
parlando), dai 20 ai 30 millisecondi, mentre il tempo necessario per
attivare l'alfa-motoneurone è di circa 5-6 millisecondi.Gli autori
attribuiscono la causa di questa dispersione a tre fenomeni
fondamentali:1) Le differenze, di tempi e di sensibilità, alle quali fusi
differenti attivano le proprie fibre Ia (bisogna ricordare che sono
necessari molti fusi e molte unità motorie per produrre un movimento
meccanico del muscolo). Queste differenze sono legate, in maniera non
secondaria, all'elasticità muscolare. I fusi di zone differenti non vanno
in tensione se vi è una elevata estensibilità passiva (compliance)[7] di
quella zona muscolare. Se lo stiramento è grande, la compliance muscolare
è ridotta e si può avere una scarica dei fusi sincrona. Se lo stiramento
è piccolo gran parte del muscolo, restando a riposo, avrà una compliance
elevata e difficilmente i fusi andranno in tensione.[7] La compliance è
una misura della elasticità muscolare. Se la compliance è alta significa
che le strutture elastiche passive del muscolo possono ammortizzare
completamente lo stiramento, impedendo così che la tensione meccanica
attivi i fusi. Viceversa se la compliance è bassa.2) Alcuni recettori
hanno un comportamento particolare: producono una doppia scarica in
risposta ad un singolo stiramento.3) Non tutte le fibre Ia conducono alla
stessa velocità. Nell'uomo esiste una variabilità che oscilla fra i 40 ed
i 60 metri al secondo.Questi fenomeni, combinandosi in vario modo fra
loro, influiscono sull'alfa-motoneurone per un lasso di tempo molto più
lungo del singolo EPSP generato sul neurone a riposo da una singola
afferenza Ia [8].[8] È nella fase iniziale, ascendente del EPSP che si
genera lo spike nel motoneurone e questa fase ascendente dura appunto 5-6
millisecondi.A questo bisogna aggiungere che il neurone, come si è visto
nel paragrafo precedente, può essere in differenti stati di eccitazione
nel momento in cui viene colpito dalla afferenza (anzi dalle afferenze)
Ia, alle quali può quindi essere più o meno recettivo.Queste osservazioni
modificano ampiamente la valutazione clinica dell'ammalato.\p143Oggi non
è più possibile valutare una variazione del riflesso miotatico come unapatologia del solo arco riflesso monosinaptico; bisogna fare riferimento
a tutte le considerazioni di cui sopra.Componente lentaNumerosissimi
esperimenti (Marsden Rothwell e Day 1983, Matthews 1984, Rothwell et al.
1991) hanno contribuito a mettere in evidenza una seconda componente del
riflesso miotatico. Una componente lenta, di ampiezza variabile, situata
approssimativamente attorno ai 40 millisecondi per l'arto superiore, fra
i 70 ed i 100 millisecondi per l'arto inferiore.Questa seconda risposta è
ben distinta dalla contrazione muscolare volontaria conseguente allo
stiramento; anche la contrazione volontaria più rapida a livello
dell'arto superiore non si presenta prima di 90-100 millisecondi.È molto
interessante osservare che, come si vede dalla figura, qualsiasi tipo di
azione muscolare volontaria non influenza il riflesso. La componente
volontaria del movimento è ben visibile nella fase finale del tracciato,
mentre le due componenti del riflesso miotatico non cambiano, sia che il
soggetto assecondi il movimento, sia che lo contrasti, sia che stia
immobile.Fig. 8.5 - Le due componenti del riflesso da stiramento in due
differenti muscoli: il Flessore lungo del pollice (colonna sinistra) ed
il bicipite. Sono presentate tre differenti situazioni: al paziente era
richiesto di non fare nulla (riga di colore giallo) oppure di resistere
allo stiramento (riga di colore rosso) o ancora di assecondare il
movimento (riga di colore verde). S componente rapida, LL componente
lenta, VOL indica la contrazione volontaria.\p144L'origine di questa
seconda componente del riflesso miotatico è ancora oggetto di
discussione, anche se ormai numerose ricerche fanno pensare con decisione
ad un circuito che dal midollo spinale sale nei cordoni posteriori fino
alla corteccia sensitiva primaria, passa direttamente nella corteccia
motoria primaria (si vedano a proposito le connessioni fra le due
cortecce, capitolo 27) dalla quale, attraverso il fascio cortico-spinale,
arriva ad influenzare gli alfa-motoneuroni.Questa ipotesi è sostenuta
particolarmente da Rothwell, mentre Matthews sostiene che la componente
lenta sarebbe legata ai circuiti spinali: o alla dispersione temporale
della attivazione dei fusi legata al lungo periodo di attivazione di un
riflesso miotatico (si veda componente rapida), o alla volee afferente
dalle fibre II dei fusi.La discussione non ha ancora trovato una
soluzione definitiva, anche se molte ipotesi fanno propendere verso la
teoria di Rothwell.Di seguito verranno esposti i punti salienti del
dibattito, cosicché il lettore si possa fare un'idea personale dalla
quale trarre le proprie conclusioni.L'ipotesi che il riflesso miotatico a
latenza lunga sia originato completamente a livello midollare è legata,
per le fibre Ia, alla lunga durata della scarica del fuso. Le ultime
fibre Ia ad essere temporalmente attivate darebbero luogo alla componente
lunga del riflesso.Stiramenti effettuati appositamente in tempi
brevissimi (10-20 millisecondi) mantengono comunque, anche se non
costantemente, la componente lenta.Riguardo alla origine dalle afferenze
II fusali della componente lenta del riflesso, lo studio di Matthews
mostra come una contrazione muscolare della durata di 200 millisecondi
(adatta ad attivare le fibre Ia e II) porti alla presenza di entrambe le
componenti del riflesso miotatico, mentre una vibrazione di 200 Hertz sul
tendine muscolare (che attiva solamente le fibre Ia) dà un riflesso
miotatico con solamente la componente rapida. Da ciò Matthews conclude
che la componente lenta è anch'essa spinale, legata alle fibre II.Se
tutto il riflesso ha solamente componenti spinali però, allora i muscoli
più prossimali (Sottospinato) dovrebbero avere una latenza inferiore del
riflesso rispetto ai muscoli più distali (Flessore proprio del pollice).
Il dato fu dimostrato non vero da Marsden, Merton e Morton (1973) che nel
loro lavoro, dimostrarono come il principio fosse valido per la
componente rapida (22 millisecondi per il Flessore del pollice e 10
millisecondi per il Sottospinato), ma non per la componente lenta, che
per entrambi i muscoli si assestava sui 40 millisecondi.Un altro dato
molto importante che porta ad escludere come la componente lenta del
riflesso sia legata alle fibre II, è un esperimento dello stesso Matthews
(1989). Il raffreddamento dell'arto porta ad un maggior rallentamento
delle fibre di tipo II rispetto alle Ia, se la componente lenta fosse ad
esse collegata, dovrebbe essere maggiormente rallentata rispetto alla
componente veloce.Il dato non si è verificato e le due componenti sono
comparse ugualmente rallentate.A favore del circuito corticale prima
indicato, stanno le numerose osservazioni cliniche. Si è visto che,
qualunque parte del circuito venga danneggiata, la componente lenta del
riflesso miotatico scompare. Un autentico punto fermo a favore del
circuito corticale tuttavia è stato posto da un recente lavoro di
Rothwell (1991).Questo autore è riuscito a studiare il riflesso miotatico
in tutte le sue componenti, in un paziente che, alla nascita, aveva
subito un grave danno del midollo cervicale alto.In conseguenza a questo
danno il paziente aveva sviluppato, con la crescita, un controllo di
entrambi gli emisomi da parte dell'emisfero sinistro.Come è possibile
osservare dalla figura, la stimolazione magnetica effettuata
sull'emisfero sinistro provoca la risposta di entrambi gli arti con la
stimolazione all'emisfero destro invece non si ha risposta alcuna.\p145In
questo paziente il riflesso miotatico si comporta come è possibile
osservare dalla figura.Fig. 8.6 - Risposta al riflesso da stiramento in
un paziente che, per cause perinatali, aveva sviluppato il controllo di
entrambi gli emisomi da parte del solo emisfero sinistro, emisfero che
nei normali controlla solamente i muscoli di destra. Nella colonna di
sinistra si osserva la risposta del muscolo Flessore del pollice, sia di
destra che di sinistra, ad uno stiramento di questo muscolo di destra.
Nella colonna di destra si osserva la risposta dei due muscoli allo
stiramento del muscolo di sinistra. Si osservi come lo stiramento del
muscolo di destra porta ad una risposta rapida solamente a destra
(freccia nella riga blu) ed una risposta lenta bilaterale, mentre lo
stiramento del muscolo di sinistra non provoca alcuna risposta riflessa.
Nella parte (b) si evidenzia la risposta dei muscoli alla stimolazione
magnetica. Come si vede i muscoli rispondono solamente alla stimolazione
magnetica dell'emisfero destro; nulla è la risposta all'emisfero sinistro
(ulteriore spiegazione nel testo, da Rothwell 1991 modificata).\p146Se lo
stiramento avviene su di un muscolo del lato destro (normalmente
controllato dell'emisfero che governa entrambi gli arti, cioè il
sinistro) si ha un riflesso da stiramento con componente rapida presente
solamente a destra, mentre la componente lenta è presente ed uguale sui
muscoli flessori profondi delle dita di entrambi i lati.Questo ultimo
lavoro è veramente suggestivo per un circuito corticale.Se detto circuito
venisse definitivamente confermato, allora lo studio delle due componenti
del riflesso miotatico potrebbe apportare un deciso avanzamento
dell'analisi della spasticità, manifestazione clinica molto frequente
nelle patologie del SNC.Inibizione reciproca Ia e sua modulazione da
parte del controllo volontario del movimentoGli interessanti esperimenti
a proposito iniziano con Tanaka (1974) ma riconoscono importanti punti di
riferimento in Day (1981) e Nielsen (1992).Si ricorda come il riflesso H
sia l'equivalente elettromiografico del riflesso miotatico, ottenuto
attraverso la stimolazione delle fibre afferenti Ia provenienti dai fusi
muscolari e registrata attraverso la contrazione del muscolo
corrispondente.Gli esperimenti citati consistono nell'ottenere un
riflesso H da un dato muscolo e nell'osservare come questo cambi alla
stimolazione elettrica del nervo appartenente almuscolo antagonista.I
muscoli nei quali questo processo di inibizione (Ia) è più evidente sono
i muscoli dell'avambraccio, dove è possibile valutare con precisione che
il fenomeno è disinaptico: fibra Ia - interneurone inibitore Ia - alfa-
motoneurone dell'antagonista.Gli aspetti più interessanti dal punto di
vista clinico tuttavia sono all'arto inferiore, dove l'inibizione Ia è
variabile: in condizioni di riposo è sicuramente più debole che sotto
carico.Durante la deambulazione, nella fase di stacco (flessione dorsale
del piede) vi è un marcato aumento dell'attività inibitoria sul muscolo
Soleo, antagonista del Tibiale anteriore che compie la dorsiflessione,
mediata dall'interneurone inibitore Ia.Durante il movimento volontario
quindi, con particolare evidenza agli arti inferiori durante il cammino,
il fascio piramidale non attiva solamente gli alfa-motoneuroni agonisti,
ma inibisce pure, attraverso una attivazione degli interneturoni
inibitori Ia, la muscolatura antagonista. Questo è il primo dei numerosi
circuiti reciproci attraverso i quali si esercita l'azione sull'alfa-
motoneurone dei circuiti afferenti che influenzano l'attività
dell'apparato locomotore.Tutti questi assieme, come i singoli strumenti
di un'orchestra, contribuiscono alla melodia finale, nel caso specifico
il movimento.Importanti studi sono stati di recente effettuati (Nielsen,
Pedersen e Crone 1995) sul significato della inibizione Ia nella
spasticità.Questi autori hanno trovato come nelle patologie spastiche
tutti i fenomeni di inibizione di tipo Ia sopra riportati abbiano una
durata molto inferiore nel paziente rispetto al soggetto normale,
sostenendo l'ipotesi che i meccanismi responsabili della spasticità siano
anche a livello midollare e siano presenti meccanismi fisiologici
liberati dal loro sonno da una deafferentazione delle vie
discendenti.Aspetti clinici dell'inibizione reciproca Ib e del riflesso
miotatico inverso. Sua modulazione da parte del controllo volontario del
movimentoIl riflesso H può essere utilizzato con le stesse modalità anche
per studiare i meccanismi della inibizione reciproca Ib.È necessario
ricordare che questi ultimi sono meccanismi di inibizione che si
innescano su di un muscolo, in seguito alla sua contrazione attiva.I
meccanismi legati agli interneuroni inibitori Ib hanno una diffusione
molto ampia, irradiandosi di norma a tutto l'arto, qualunque sia il
muscolo attivo.E così regolare osservare, a fronte di una forza esterna
maggiore alla massima possibilità di tensione del muscolo, l'attivarsi di
un riflesso miotatico inverso, con inibizione generalizzata della
muscolatura dell'arto.Durante l'esecuzione di un movimento volontario,
quando cioè non ci si trovi a fronte del caso limite di una possibile
rottura muscolare, l'azione inibitoria riflessa Ib non solamente cambia,
ma può divenire addirittura inversa: il neurone inibitore Ib subisce a
sua volta una inibizione.L'inibizione proviene, verosimilmente, dal
fascio piramidale ed è finalizzata ad evitare meccanismi riflessi di
difesa che risulterebbero controproducenti per la buona riuscita di un
progetto motorio volontario.Si prenda per esempio l'inibizione reciproca
di tipo Ib che potrebbe essere innescata dall'attività riflessa del
muscolo Gastrocnemio mediale. Essa bloccherebbe il coordinato svolgimento
motorio del progetto, sostenendo una situazione tonica muscolare di stato
e contrastando l'esecuzione motoria (vedi capitolo 10).Contemporaneamente
alla attivazione volontaria della flessione plantare del Gastrocnemio si
assiste quindi, nel movimento volontario, all'inibizione degli inibitori
Ib dei diversi muscoli dell'arto inferiore, che hanno azione sinergica al
muscolo attivato volontariamente.Nel gioco di pesi e contrappesi agenti
sull'alfa-motoneurone per indurlo a scaricare, il fascio piramidale in
questo caso possiede una doppia azione. Un'azione primaria, con la quale
facilita la attivazione dei motoneuroni del muscolo da attivare ed una
secondaria con cui inibisce gli interneuroni inibitori Ib degli alfa-
motoneuroni dei muscoli sinergici. Le due azioni contemporanee
differiscono in tutto, ma sono entrambe in linea con lo scopo strategico
che caratterizza l'esecuzione del movimento.Il fenomeno sicuramente serve
a facilitare le sincronie motorie poiché, se il tono e la soglia di
attivazione di tutti i muscoli dell'arto inferiore fossero lasciate al
solo controllo spinale, attraverso le sole afferenze Ib si avrebbe,
contemporaneamente alla contrazione del Gastrocnemio, una inibizione
graduata della attivazione di tutta la muscolatura dell'arto inferiore e,
viceversa, dall'attivazione della muscolatura dell'arto si avrebbe una
inibizione del muscolo attivato.Il caso potrebbe essere paragonato
all'utilizzo del freno in un'auto. Pur essendo il freno (l'inibizione
attiva Ib spinale) uno strumento indispensabile per una guida sicura,
esso non deve essere usato di continuo. Nel momento in cui si vuole
partire, contemporaneamente all'attivazione dell'acceleratore (dei moto-
neuroni adatti, cioè, a quel movimento) è pure necessario togliere il
freno. Il freno, a ben vedere, non è indispensabile nemmeno per
rallentare, potendosi utilizzare allo scopo il freno-motore (nel nostro
esempio una riduzione della frequenza di scarica del fascio piramidale).
Ciò nonostante nessuna auto funziona senza freni, anche se in
accelerazione non devono essere usati. Nessun apparato locomotore
funziona senza riflesso miotatico inverso, anche se una sua inibizione
può essere funzionale durante il movimento volontario.\p148Un altro punto
di estremo interesse dell'azione inibitoria di tipo Ib è la sua risposta
alle stimolazioni cutanee, modulabile attraverso la volontà.Uno stimolo
cutaneo della parte anteriore del piede, normalmente aumenta
l'inibizione, via interneuroni Ib, del muscolo quadricipite. Il
quadricipite, essendo un estensore del ginocchio, se inibito riduce il
movimento di anteropulsione (esplorativo) dell'arto inferiore.Se vi è
un'attivazione del tricipite surale in un movimento globale dell'arto
inferiore, l'azione delle afferenze cutanee sugli interneuroni Ib del
quadricipite diviene inversa: vi è una riduzione dell'inibizione.Il
fenomeno può essere osservato nei movimenti comuni.Poniamo che si cammini
al buio: ci si muove a tentoni, utilizzando i recettori cutanei del piede
come sensori al posto della vista.Se in questo movimento volontario
esplorativo la punta del piede incontra un oggetto accuminato fastidioso,
la esplorazione, basata essenzialmente sull'estensione del ginocchio e
dell'anca si interrompe, per evitare il danno potenziale che sarebbe
arrecato dallo scontro con l'oggetto. Ciò è facilitato dall'aumento
dell'inibizione cutanea sul muscolo estensore ( esploratore): il
Quadricipite femorale.Se al contrario si sta giocando una partita di
calcio e si vuole colpire con forza il pallone con la punta del piede, i
movimenti attivi, non più di tipo esplorativo ma fortemente volitivi, non
sono impediti dai ripetuti contatti fra il piede e la palla, segno che i
riflessi utilizzati per il sistema Ib si sono rassettati in tutt'altra
organizzazione rispetto all'esempio precedente.Interneurone inibitore di
Renshaw, e inibizione presinapticaNon si esporranno nel presente
paragrafo le tecniche di studio di questi due tipi di inibizione, poiché
troppo macchinose e non necessarie agli scopi del testo. Chi desiderasse
maggiori informazioni può consultare:per il Renshaw: Hultborn, Pierrot e
Deseilligny (1979); Katz, Pierrot e Deseilligny (1982, 1984).Per
l'inibizione presinaptica Meunier, Pierrot e Deseilligny (1989) Edamura,
Yang e Stein (1991).L'inibizione del neurone di Renshaw cambia in maniera
dipendente dai movimenti volontari messi in atto: un movimento volontario
debole aumenta la frequenza di scarica di detto neurone, mentre una
contrazione forte e determinata ne provoca un calo di efficacia
inibitoria.Queste variazioni di frequenzasono causate da sinapsi dirette
del fascio piramidale sul neurone.L'inibizione presinaptica sembra
giocare un ruolo di primaria importanza nell'attivazione isometrica
selettiva di un muscolo, con riduzione di attività in tutti i muscoli
sinergici.Come ben dimostrato da Hultborn et al. (1987), l'attivazione
volontaria selettiva di un muscolo diminuisce l'azione presinaptica sullo
stesso, mentre favorisce l'inibizione presinaptica dei sinergici.Il
meccanismo, che necessita tuttavia di ulteriori studi, se confermato
diverrebbe centrale nei movimenti di precisione estrema, dove numerosi
servomeccanismi devono entrare nella selezione delle forze per ottenere
dei micromovimenti successivi assolutamente precisi, che consentano di
dettagliare il movimento in maniera sufficiente agli scopi strategici per
cui è messo in atto.\p149Durante il cammino il meccanismo di inibizione
presinaptica aiuterebbe a ridurre le afferenze fusali di tipo Ia che
potrebbero, con il loro elevato rumore di fondo, disturbare la
trasmissione delle vie discendenti.In questo caso, non essendovi pericoli
gravi per la integrità del muscolo, i circuiti spinali possono essere
relegati su di un piano di minor importanza nel controllo del movimento.I
circuiti discendenti invece, data la volontarietà del gesto che è in
corso, devono poter agire nella maniera più fluida possibile.Riflesso
tonico da vibrazioneUna vibrazione di 50-150 Hertz applicata al tendine
di un muscolo per almeno 15-20 secondi dà luogo ad una contrazione
sostenuta, ad insorgenza lenta, presente per tutta la durata della
vibrazione, al termine della quale scompare altrettanto lentamente.Si
tratta di un riflesso spinale, mediato attraverso le fibre Ia e II
provenienti dai fusi. Le fibre Ia sono responsabili del mantenimento
della risposta in frequenza (il riflesso si ha solamente fra i 50 ed i
150 Hertz), le fibre II sono responsabili della lentezza della fase
finale che consente al riflesso di durare oltre la fine dello stimolo.Il
riflesso può essere inibito volontariamente e ciò dimostra la sua
sensibilità alle informazioni in arrivo lungo le vie discendenti, dato
confermato dalla assenza del riflesso in pazienti con lesioni
midollari.Anche la vibrazione portata solamente sui recettori cutanei può
evocare una risposta simile, ma di ampiezza molto inferiore.Il riflesso
tonico da vibrazione è in grado di inattivare le afferenze spinali lungo
le vie Ia.Questa inibizione non è legata alla invasione delle vie
percorse all'arco afferente ed alla sua conseguente indisponibilità al
transito delle informazioni per il riflesso miotatico, poiché si e visto,
con registrazione dalle radici posteriori, che il riflesso H è ancora
presente a livello di sistema afferente (Lance, Burke e Andrews
1973).L'inibizione avviene a livello midollare ed attualmente si ritiene
sia basata sia sul meccanismo della inibizione presinaptica, sia sul
meccanismo della depressione di postattivazione. Per il primo meccanismo
si rimanda al paragrafo precedente. La depressione di postattivazione è
legata alla deplezione di mediatore chimico dalla sinapsi, dovuta
all'utilizzo prolungato di quel circuito, come avviene appunto nel
riflesso tonico da vibrazione.Il riflesso tonico da vibrazione, inibendo
all'interno del midollo le afferenze dai fusi, può essere considerato un
buon meccanismo di controllo dell'ipertono muscolare, semplice e di
facile utilizzazione. Il suo effetto è variabile da paziente a paziente
ed è grandemente ridotto se questo pone attenzione volontaria sul
fenomeno (aspettativa).Riflessi cutaneiUna stimolazione cutanea dolorosa,
attraverso un arco riflesso nervoso, è in grado di attivare la
contrazione di un muscolo o di un gruppo muscolare, provocando movimenti
di fuga dallo stimolo.Se, per esempio, si carica inavvertitamente il peso
del corpo su di un oggetto puntuto (un chiodo) o su qualcosa di rovente,
la sensazione dolorosa cutanea attiverà immediatamente un riflesso di
fuga (e scarico del peso corporeo) \p150 dall'oggetto, attraverso un
meccanismo di flessione dorsale del piede, flessione del ginocchio e
flessione dell'anca (triplice flessione).All'interno dello stesso
riflesso l'arto opposto reagisce con una attivazione muscolare degli
antagonisti, irrigidendosi in estensione.Il meccanismo è di fondamentale
importanza per le reazioni di equilibrio e di postura, bisogna pensare
infatti che, in posizione eretta, se un arto inferiore fugge da uno
stimolo doloroso, per non cadere a terra è assolutamente indispensabile
caricare l'arto opposto, che deve quindi irrigidirsi in estensione.Il
riflesso è noto come riflesso cutaneo da evitamento, o riflesso di
triplice flessione.Viene anche definito riflesso cutaneo crociato, poiché
alcuni autori vedono in questo tipo di riflesso un abbozzo di schema
spinale di deambulazione (dato l'alternarsi della flessione di un arto
con l'estensi
ne del contro
laterale).Vi sono numerosi altri esempi di riflessi cutanei, non
necessariamente da evitamento e non necessariamente provocati da uno
stimolo doloroso. Nel cane per esempio (come in tutti gli animali a pelo
lungo) vi è un caratteristico riflesso da grattamento . Se il pelo si
muove lievemente in una piccolissima area, come accade quando vi si
appoggia un insetto, improvvisamente si ha un riflesso cutaneo ed il
cane, con la gamba controlaterale, gratta esattamente la zona stimolata.I
riflessi cutanei sono tutti legati a circuiti multisinaptici, la cui
risposta è quindi variabile ed influenzabile da altri circuiti.Ciò
significa che i riflessi cutanei possono differire molto, variando a
secondadel tipo di stimolo applicatodel punto del corpo in cui viene
applicato lo stimolodelle informazioni provenienti attraverso le vie
discendentiVi sono due tipi di riflessi che, nell'uomo, devono essere
esaminati in dettaglio: il riflesso allo stimolo doloroso ed il riflesso
allo stimolo tattile.Riflesso cutaneo allo stimolo dolorosoIl tipico
esempio di questo riflesso è la fuga in triplice flessione da uno stimolo
doloroso. Clinicamente il riflesso viene valutato all'arto inferiore con
il paziente supino, scorrendo con una punta smussa sulla parte laterale
della pianta del piede.Non bisogna dimenticare che la stazione eretta e
la valutazione da supino generano due riflessi differenti, poiché il
carico cambia sostanzialmente la influenza delle vie discendenti che,
come si è visto, sono a loro volta in grado di influenzare in maniera
importante il riflesso.Normalmente si assiste ad una flessione plantare
dell'alluce, con triplice flessione di caviglia, ginocchio ed anca, ad
attuare un meccanismo di fuga.A livello dell'alluce, in condizioni
fisiologiche, la flessione è plantare, mentre il meccanismo di fuga dallo
stimolo richiederebbe una flessione dorsale.La flessione dorsale si
osserva, nell'uomo, solamente a livello patologico (segno di Babinsky), a
fronte di un danno delle vie discendenti (è caratteristico nei danni
cortico-piramidali: le emiplegie) o del midollo spinale.Non è chiaro
perché ciò avvenga, ma si fa l'ipotesi che, nell'andatura bipede, la
flessione plantare dell'alluce sia un meccanismo di supporto, utile per
sollevare la pianta del piede stimolata dal dolore, mantenendo
contemporaneamente una base di appoggio al suolo.A sostegno di ciò va
anche la dimostrazione che uno stimolo doloroso applicato al tallone
provoca, nel soggetto normale, una flessione dorsale dell'alluce. È
chiaro che in questa situazione non sussiste più la possibilità di
mantenere \p151 una base di appoggio fuggendo dal dolore e quindi anche
la reazione dell'alluce si allinea con quella delle altre articolazioni
(Rothwell 1994).Il riflesso cutaneo da evitamento (da supino e con
stimolo doloroso di tipo elettrico, della durata di 10-20 millisecondi)
consta di due distinte risposte, una rapida, che compare dopo 30-50
millisecondi il cui ruolo clinico è oscuro ed una lenta, attestata sui
100 millisecondi (o più), che appare