Lassone o neurite (in generale, anche i dendriti sono classificabili come neuriti) è un conduttore di impulsi in direzione centrifuga rispetto al corpo cellulare. Ogni neurone ha unicamente un assone. Esso si origina a partire dal soma cellulare attraverso una particolare struttura anatomica che prende il nome di "cono di emergenza"; questo nome deriva dal fatto che questa struttura ha forma di tronco di cono con la base rivolta verso il "soma" cellulare e l'apice tronco che continua nell'assone. L'assone, solitamente, non presenta diramazioni nella sua porzione prossimale, mentre, nella sua porzione distale, si dirama assumendo l'aspetto della "chioma di un albero".
Anatomia Nel regno animale, a seconda dello stato evolutivo, esistono due tipologie di trasmissione dell'impulso nervoso tra due cellule attigue: Una trasmissione puramente elettrica, in cui l'assone è a contatto diretto con le strutture del neurone "bersaglio" e avviene una depolarizzazione "per contatto" (tipica degli invertebrati). Una trasmissione chimica, in cui due neuroni attigui comunicano attraverso il rilascio di sostanze chimiche, che prendono il nome di "mediatori" (ad esempio acetilcolina o adrenalina); a seconda del mediatore che le fibre utilizzano per "comunicare" esse vengono classificate in modi differenti.
Le diramazioni assoniche terminali finiscono con una struttura dilatata, detta a "bottoncino", che prende il nome di sinapsi. La sinapsi viene divisa in uno spazio presinaptico (la vescicola) e uno postsinaptico (lo spazio compreso tra la vescicola e la membrana nel neurone successivo). La sinapsi contiene solo i mediatori chimici e i mitocondri necessari alla produzione energetica; la sintesi dei mediatori avviene nel soma cellulare e viene trasportato alla sinapsi attraverso il "flusso assonico". Le sinapsi possono entrare in contatto sia con il soma sia con i dendriti di altre cellule nervose.L'assone si comporta come un conduttore elettrico; infatti grazie alla presenza di alcuni ioni come sodio, cloro, calcio e potassio, viene creato un flusso ionico che genera una corrente elettrica. Quando arriva un impulso elettrico, questo percorre l'assone. A livello delle sinapsi la depolarizzazione determinata dalla corrente determina l'apertura di canali per il calcio. Questo determina il rilascio di una sostanza chimica detta neurotrasmettitore (come l'acetilcolina, l'acido aminoglutammico, GABA, o altri) che, legandosi a specifici recettori, permette il passaggio dell'impulso elettrico da un neurone all'altro. L'assone quindi rappresenta loutput del neurone che rilascia un impulso elettrico e allo stesso tempo linput per i neuroni riceventi.
Il singolo assone ha un diametro microscopico di pochi micrometri, ma la sua lunghezza può raggiungere lunghezze macroscopiche. Gli assoni più lunghi del corpo umano sono quelli che costituiscono il nervo sciatico che dalla base del midollo spinale raggiungono l'alluce dei piedi e possono raggiungere lunghezze superiori al metro.
Trasporto assonale L'assoplasma è l'equivalente del citoplasma cellulare. I microtubuli si formano nell'assoplasma del collicolo assonico. Sono disposti lungo l'assone, in sezioni sovrapposte, e puntano tutti nella stessa direzione, cioè verso i terminali degli assoni. Studi sull'assoplasma hanno consentito di visualizzare il movimento di vescicole di tutte le dimensioni lungo i filamenti del citoscheletro, in entrambe le direzioni, tra l'assone, i suoi terminali e il corpo cellulare.
Il trasporto anterogrado in uscita dal corpo cellulare lungo l'assone, trasporta i mitocondri e le proteine di membrana necessarie per la crescita fino al terminale assonale. Il trasporto retrogrado trasporta materiali di scarto dal terminale assonico al corpo cellulare. Il trasporto in uscita avviene grazie alle proteine dette chinesine quello in entrata dalle dineine. Esistono molte forme di chinesina e dineina e si pensa che ciascuna di esse abbia un carico diverso.
Mielinizzazione Nei vertebrati gli assoni possono essere rivestiti da una guaina mielinica, formando una fibra nervosa. La guaina mielinica è uno strato isolante costituito da due tipi di cellule gliali: le cellule di Schwann per gli assoni periferici e gli oligodendrociti per il sistema nervoso centrale.
Le fibre nervose possono quindi essere: amieliniche, se gli assoni sono solamente contenuti in una nicchia delle cellule di Schwann, prive di isolante interagiscono con le molecole dell'ambiente circostante. mieliniche, se le cellule mieliniche si avvolgono più volte attorno all'assone, formando una fila di manicotti, che schermano la fibra dalla corrente ionica. Lungo le fibre mieliniche, la guaina mielinica presenta delle interruzioni, i nodi di Ranvier, che permettono una conduzione del segnale elettrico più rapida, detta "conduzione saltatoria".
Le cellule di Schwann mielinizzano un singolo assone. Un oligodendrocita può mielinizzare fino a 50 assoni.
Nodi di Ranvier
I nodi di Ranvier sono brevi segmenti non mielinizzati che si trovano intervallati tra i segmenti della guaina mielinica dell'assone. Nel nodo di Ranvier, l'assone ha un diametro ridotto. I nodi sono aree in cui è possibile generare potenziali di azione. Le correnti elettriche prodotte in ciascun nodo di Ranvier sono condotte con sul nodo successivo, dove generano un altro potenziale di azione. Quindi, in un assone mielinizzato, i potenziali d'azione saltano da un nodo all'altro, evitando i segmenti mielinizzati in mezzo, con una velocità di propagazione più veloce rispetto agli assoni non mielinizzati più veloci.
Terminale assonale
Un assone può dividersi in molti rami chiamati telodendri. Alla fine di ogni telodendro c'è un terminale assonale (o bottone terminale). Nei terminali sono presenti delle vescicole sinaptiche che contengono il neurotrasmettitore che verrà rilasciato alla sinapsi. Sono possibili più connessioni sinaptiche con altri neuroni, e volte l'assone di un neurone può agire sui dendriti dello stesso neurone.
Potenziale d'azione
La maggior parte degli assoni trasmette segnali sotto forma di potenziali d'azione, che sono impulsi elettrochimici che viaggiano rapidamente lungo l'assone, dal corpo cellulare al punto in cui l'assone effettua il contatto sinaptico con la cellula bersaglio. Il potenziale d'azione è "tutto o niente", ovvero che ha la stessa dimensione e forma. Questa caratteristica consente di trasmettere i potenziali da un'estremità all'altra mantenendo intensità costante. Esistono, tuttavia, alcuni tipi di neuroni con assoni corti che trasmettono segnali elettrochimici graduati, di ampiezza variabile.
Quando un potenziale d'azione raggiunge un terminale presinaptico, attiva il processo di trasmissione sinaptica. Il primo passo è l'apertura rapida dei canali ionici del calcio nella membrana dell'assone, che consentono agli ioni calcio di fluire verso l'interno. Il conseguente aumento della concentrazione di calcio intracellulare causa la fusione delle vescicole sinaptiche contenenti il neurotrasmettitore con la membrana dell'assone e lo svuotamento del loro contenuto nello spazio extracellulare. Il neurotrasmettitore viene rilasciato attraverso esocitosi, e diffonde sui recettori situati sulla membrana della cellula bersaglio. Il neurotrasmettitore si lega ai recettori e li attiva. A seconda del tipo di recettori attivati, l'effetto sulla cellula bersaglio può essere quello di eccitazione o inibizione. L'intera sequenza di eventi si svolge in meno di un millesimo di secondo. Infine all'interno del terminale presinaptico, viene posizionata una nuova serie di vescicole vicino alla membrana, pronta per essere rilasciata al successivo potenziale d'azione.
Oltre a propagare i potenziali d'azione, l'assone è in grado di amplificarli, il che assicura la propagazione dei potenziali d'azione sequenziali verso il terminale assonale. In termini di meccanismi molecolari, ciò avviene perché i canali del sodio voltaggio-dipendenti negli assoni possiedono una soglia più bassa e un periodo refrattario più breve in risposta agli impulsi a breve termine.
Sviluppo e crescita
Sviluppo Lo sviluppo dell'assone è uno dei principali stadi dello sviluppo complessivo del sistema nervoso. Studi condotti su neuroni ippocampali suggeriscono che i neuroni producano dei neuriti multipli, ma che solo uno di essi sia destinato a diventare l'assone. Non è chiaro se la differenziazione degli assoni preceda l'allungamento degli assoni o viceversa, anche se gli studi recenti propendono per l'ultima spiegazione. Se un assone non completamente sviluppato viene reciso, altri neuriti possono trasformarsi in assone, ma ciò si verifica solo quando l'assone viene tagliato almeno 10 µm più corto rispetto agli altri neuriti. Dopo l'incisione, il neurita più lungo diventerà il futuro assone e tutti gli altri neuriti, incluso l'assone originale, si trasformeranno in dendriti. Agire dall'esterno su un neurite, facendolo allungare, lo farà diventare un assone. Tuttavia, lo sviluppo assonale si ottiene attraverso una complessa interazione tra segnalazione extracellulare, segnalazione intracellulare e dinamica citoscheletrica.
Crescita Gli assoni in crescita si muovono attraverso il cono di crescita nell'ambiente circostante. Il cono di crescita si estende tramite il lamellipodio, che contiene sporgenze dette filopodi, attraverso i quali l'intero processo aderisce alle superfici ed esplora l'ambiente. L'actina svolge un ruolo importante nella mobilità assonale. Ambienti con alte concentrazioni di molecole di adesione cellulare (CAM) creano un ambiente ideale per la crescita dell'assone. Esempi di CAM specifici per sistemi neurali comprendono N-CAM, la glicoproteina TAG-1, e le MAG, che fanno parte della superfamiglia delle immunoglobuline. Un altro insieme di molecole chiamate molecole di adesione della matrice extracellulare forniscono un substrato ideale affinché gli assoni crescano. Esempi di queste molecole includono laminina, fibronectina, tenascina e perlecano. Le cellule guida, cioè neuroni non maturi, aiutano nella crescita degli assoni neuronali. Se gli assoni di un neurone sono danneggiati, si possono rigenerare fino a quando il soma (il corpo cellulare di un neurone) non viene a sua volta danneggiato. Gli assoni danneggiati possono ricostituire le connessioni sinaptiche con altri neuroni con l'aiuto di cellule guida. Questo processo è noto come neurorigenerazione.
Il Nogo-A è una componente inibitoria della crescita dei neuriti presente nelle membrane mieliniche del sistema nervoso centrale. Ha un ruolo cruciale nel limitare la rigenerazione assonale nel sistema nervoso centrale dei mammiferi adulti. In studi recenti, se il Nogo-A è bloccato e neutralizzato, è possibile indurre una rigenerazione assonale a lunga distanza che porta al miglioramento del recupero funzionale nei ratti e nel midollo spinale del topo. Questo esperimento non è stato ancora fatto sugli umani. Uno studio recente ha evidenziato che i macrofagi attivati attraverso una specifica via infiammatoria dal recettore Dectin-1 sono in grado di promuovere il recupero degli assoni, causando però neurotossicità. L'anticorpo NG101 inibisce la proteina Nogo-A, consentendo alla formazione di nuove connessioni nervose funzionali e un parziale recupero dell'autonomia perduta nel caso di gravi traumi al midollo spinale.
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