Cellule di Renshaw: caratteristiche e funzioni di questi interneuroni

Le cellule di Renshaw sono un gruppo di interneuroni inibitori che fanno parte delle nostre funzioni motorie del midollo spinale.

Queste cellule (dal nome della prima persona che le descrisse, Birdsey Renshaw) erano le primo tipo di interneuroni spinali funzionalmente, morfologicamente e farmacologicamente identificato. In questo articolo ne vedremo le caratteristiche.

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Cosa sono le celle Renshaw?

Il concetto di cellule di Renshaw è stato postulato quando è stato scoperto dai segnali antidromici (che si muovono in direzione opposta a quella fisiologica) un motoneurone che viaggiava collateralmente all'indietro, dalla radice ventrale alla midollo spinale, e che c'erano interneuroni che si attivavano ad alta frequenza e provocavano inibizione.

In diverse indagini è stato anche dimostrato che questi interneuroni, le cellule di Renshaw, Sono stati stimolati dall'acetilcolina dei motoneuroni., il neurotrasmettitore responsabile della generazione di potenziali d'azione nelle fibre muscolari per generare movimenti di contrazione.

Un altro elemento di prova è stato scoprire che la stimolazione antidromica delle fibre nervose generava anche potenziali d'azione nei corpi di motoneuroni, unitamente all'iperpolarizzazione (aumento del valore assoluto del potenziale di membrana della cellula) di altri gruppi di motoneuroni.

Meccanismi di azione

Cellule di Renshaw, situate nelle corna anteriori del midollo spinale, trasmettere segnali inibitori ai motoneuroni circostanti. Non appena l'assone lascia il corpo del motoneurone precedente, genera rami collaterali che proiettano alle vicine cellule di Renshaw.

Particolarmente interessante è stato indagato come le cellule di Renshaw si accoppiano ai motoneuroni, così come i loro ruolo nei modelli di reti di feedback negativo operanti in diverse parti del sistema nervoso centrale.

motoneuroni α

I motoneuroni α danno origine a grandi fibre nervose motorie (con un diametro medio di 14 nanometri) e si ramificano più volte lungo il loro percorso, quindi entrano nel muscolo e innervano le grandi fibre muscolari scheletriche.

La stimolazione di una fibra nervosa α eccita da tre a diverse centinaia di fibre muscolari scheletriche a qualsiasi livello, denominate collettivamente "unità motoria".

Le cellule di Renshaw sono associate a questo tipo di motoneurone in due modi. Da un lato, ricevendo un segnale eccitatorio dall'assone del motoneurone, non appena lascia la radice motoria; in questo modo le cellule “sanno” se il motoneurone è più o meno attivato (sparando potenziali d'azione)

Per l'altro, attraverso il rilascio di assoni inibitorientrare in sinapsi con il corpo cellulare del motoneurone iniziale, o con un altro motoneurone α dello stesso gruppo motorio, o con entrambi.

L'efficienza della trasmissione sinaptica tra gli assoni dei motoneuroni α e le cellule di Renshaw è molto elevato, visto che quest'ultimo può essere attivato, seppur con raffiche di durata inferiore, per un singolo motoneurone. Le scariche sono generate da potenziali eccitatori postsinaptici di lunga durata.

interneuroni

Gli interneuroni sono presenti in tutte le regioni della sostanza grigia midollare, sia nelle corna anteriori, sia nelle corna posteriori e intermedie che si trovano tra di esse. Queste cellule sono molto più numerose dei motoneuroni.

Sono di piccole dimensioni e hanno una natura altamente eccitabile, come loro Sono in grado di emettere spontaneamente fino a 1.500 scariche al secondo. Hanno molteplici connessioni tra loro e molte di esse, come nel caso delle cellule di Renshaw, stabiliscono sinapsi dirette con i motoneuroni.

Circuito di Renshaw

Le cellule di Renshaw inibiscono l'attività dei motoneuroni, limitando la loro frequenza di stimolazione, che direttamente influenza la forza della contrazione muscolare. Cioè, interferiscono con il lavoro dei motoneuroni, diminuendo la forza della contrazione muscolare.

In un certo senso, questo meccanismo può essere utile perché ci permette di controllare i movimenti in modo da non causare danni inutili, fare movimenti precisi, ecc. Tuttavia, in alcuni sport sono richieste maggiore forza, velocità o esplosività e il meccanismo d'azione delle cellule Renshaw può rendere difficili questi obiettivi.

Negli sport che richiedono azioni esplosive o veloci, il sistema cellulare di Renshaw è inibito dal sistema nervoso centrale, così che a maggiore forza di contrazione muscolare (il che non significa che le cellule di Renshaw si fermino automaticamente funzione).

Inoltre, questo sistema non sempre agisce allo stesso modo. Sembra che in tenera età non sia molto sviluppato; e lo vediamo, ad esempio, quando un bambino cerca di lanciare la palla ad un altro ragazzo che si trova poco distante, poiché normalmente, all'inizio, lo farà con molta più forza del necessario. E questo è dovuto, in parte, alla poca "azione" delle cellule Renshaw.

Questo sistema di interneuroni inibitori si sviluppa e modella nel tempo, data la necessità dello stesso apparato locomotore di compiere azioni più o meno precise. Pertanto, se avremo bisogno di compiere azioni precise, questo sistema verrà notato e sviluppato ulteriormente; e viceversa, se optiamo per movimenti e azioni più violente o esplosive.

Funzioni cerebrali e motorie

Al di là delle cellule di Renshaw e ad un altro livello di complessità, il comportamento dei nostri muscoli è controllato dal cervello, principalmente dalla sua regione esterna, la corteccia cerebrale.

Lui area motoria primaria (situato al centro della nostra testa), ha il compito di controllare i movimenti ordinari, come camminare o correre; e l'area motoria secondaria, responsabile della regolazione dei movimenti fini e più complicati, come quelli necessari per produrre parole o suonare la chitarra.

Un'altra delle aree importanti nel controllo, nella programmazione e nella guida dei nostri movimenti è l'area premotoria., una regione della corteccia motoria che memorizza i programmi motori appresi attraverso le nostre esperienze.

Insieme a questa regione troviamo anche l'area motoria supplementare, responsabile dell'avvio, della programmazione, della pianificazione e del coordinamento dei movimenti complessi.

Da segnalare infine il cervelletto, l'area del cervello preposta, insieme al gangli della base, per iniziare i nostri movimenti e per mantenere il tono muscolare (stato di leggera tensione per stare in piedi e pronti muoversi), in quanto riceve informazioni afferenti sulla posizione delle estremità e sul grado di contrazione muscolare.

Riferimenti bibliografici:

• Renshaw, B. (1946). Effetti centrali degli impulsi centripeti negli assoni delle radici ventrali spinali. Rivista di Neurofisiologia, 9, pp. 191 - 204.