La straordinaria sinergia di Neuroni e fibre muscolari
Il complesso sistema di meccanismi che sta alla base della contrazione muscolare e del conseguente spostamento dei segmenti ossei o del loro mantenimento di atteggiamenti posturali è regolato da impulsi che prendono origine a livello del Sistema Nervoso Centrale.
Il movimento volontario è “pensato” come un “cosa fare”, ma poi si deve valutare un “con che cosa farlo” (con quali parti del corpo) e formulare un piano accurato che comprenda sia la coordinazione di gruppi muscolari (agonisti, antagonisti e sinergici) che la valutazione della postura sulla quale impiantare il movimento stesso. Per quest’ultima si richiede una attivazione tonica di gruppi muscolari, che si deve poter correggere in base alle condizioni dinamiche.
Nel corso della filogenesi le strutture anatomiche e i meccanismi fisiologici che presiedono all’attività motoria si sono estremamente raffinati. Il tessuto muscolare striato, la cui contrazione è responsabile dello spostamento del corpo in toto, del movimento di alcune sue parti e del mantenimento di atteggiamenti posturali, funziona solo a seguito di stimoli che derivano dal Sistema Nervoso Centrale, con impulsi nervosi che viaggiano attraverso le fibre motrici dei nervi spinali od encefalici. Il muscolo denervato, infatti, va incontro ad atrofia e paralisi, come accade ad esempio a seguito di una danno o una lesione dei motoneuroni, cioè delle cellule nervose adibite a trasmettere gli stimoli di contrazione ai muscoli.
Il complesso delle fibre muscolari di un muscolo innervate da una sola fibra nervosa è detto “unità motoria”. Una fibra nervosa può innervare poche o molte fibre muscolari; da questo dipende il grado di raffinatezza dei movimenti che un determinato muscolo può compiere che risulta tanto maggiore quanto minore è il numero delle fibre muscolari innervate da una sola fibra nervosa (figura 1).
Nella ideazione, organizzazione e realizzazione dell’attività motoria sono coinvolti molti centri nervosi tra di loro interconnessi. Centinaia di miliardi di neuroni e un numero indefinibile di collegamenti interagiscono continuamente a formare una trama complessa che il grande fisiologo Charles Sherrington definiva, con una metafora, il telaio incantato.
Una qualsiasi funzione nervosa è il risultato di una serie complessa di attivazioni, inibizioni e controllo reciproco di tanti centri: quelli responsabili dell’attività motoria si trovano prima di a livello della corteccia cerebrale e comprendono:
- l’area motrice primaria, situata nella circonvoluzione precentrale, nella quale vi è una rappresentazione somatotopica del corpo e da cui partono le vie piramidali;
- aree sussidiarie quali l’area motoria supplementare, la corteccia premotoria e secondaria, disposte in prossimità dell’area primaria (figura 2).
Con il termine motoneurone (o neurone di moto) definiamo quei neuroni presenti nel Sistema Nervoso Centrale i quali, attivati, inducono la contrazione del muscolo permettendo l’esecuzione di movimenti volontari. La via nervosa che induce il movimento volontario è detta “Via piramidale” (figura 3). È costituita da un primo motoneurone a livello della corteccia cerebrale i cui prolungamenti (assoni), raggruppati in un fascio di fibre che scende verso il tronco encefalico e il midollo spinale, raggiungono il secondo motoneurone a cui trasmettono l’impulso elettrico attraverso una sinapsi. Il secondo motoneurone (o motoneurone periferico o via “finale comune” alle Vie piramidali e alle cosiddette Vie non piramidali) è situato nei nuclei motori dei nervi encefalici e nel corno anteriore della sostanza grigia del midollo spinale.
Una volta attivato genera anch’esso un impulso elettrico che percorre il suo prolungamento assonale il quale entra a far parte dei nervi encefalici e spinali e raggiunge la fibra muscolare; qui, tramite la cosiddetta giunzione neuro-muscolare o placca motrice, il segnale viene trasmesso al muscolo, che per questo si contrae.
Alle Vie piramidali se ne affiancano altre, definite genericamente “Vie non piramidali” costituite da molti neuroni disposti in serie, che originano dalle aree motorie secondarie o da altri centri nervosi (cervelletto, nuclei vestibolari, nucleo olivare ecc.) e raggiungono i motoneuroni dopo aver fatto tappa in tante strutture intermedie attraverso un complesso insieme di fasci discendenti e di circuiti a feed-back.
Le Vie non Piramidali influenzano l’attività motoria somatica e che sono accomunati tra loro solo dal non fare parte delle Vie piramidali. Attraverso le “Vie non piramidali” il Sistema Nervoso Centrale esercita un controllo sui movimenti volontari e sul tono muscolare, nonché sui movimenti automatici e semiautomatici associati ai movimenti volontari (come, ad esempio, il dondolamento automatico degli arti superiori durante la deambulazione).
L’attività motoria volontaria è di estrema importanza per la vita dell’individuo.
Per svolgersi in maniera corretta e adeguata ha bisogno anche di dispositivi e di meccanismi sussidiari ancora più complessi rispetto ai circuiti che abbiamo fino ad ora descritto: perché un atto motorio si esplichi con precisione in un determinato momento occorre, infatti, tener conto della posizione del corpo nello spazio e coordinare l’atto stesso con le attività motorie che presiedono al mantenimento di questa posizione e con la “memoria” dei movimenti appresi. Molti altri centri nervosi concorrono pertanto alla regolazione dell’attività motoria e sono il cervelletto e i nuclei della base telencefalica (costituiti dal corpo striato, comprendente il nucleo caudato, il nucleo lenticolare con il putamen e il globus pallidus) la sostanza nera del mesecefalo, il nucleo subtalamico (figura 4).
