Spinal Trigeminal Nucleus Caudalis
Il spinal trigeminal nucleus caudalis si estende dall’obex per circa 15 mm fino al livello C2 (Fig. 29.3), dove diventa continuo con il corno dorsale. La sua organizzazione laminare simile al corno dorsale spinale (Capitolo 7) ha portato al suo nome alternativo, il corno dorsale midollare (Gobel et al., 1981). Quindi Sp5C contiene una zona marginale (subnucleo zonalis, lamina 1), una substantia gelatinosa simile alla lamina 2 di Rexed e uno strato magnocellulare, equivalente al nucleo proprius (lamina 3 e 4) del corno dorsale (Fig. 29.3). Inoltre, alcuni autori riconoscono una zona più profonda corrispondente alle lamine 5 e 6.
La zona marginale nel tessuto umano è costituita da un sottile foglio di cellule contenenti grandi neuroni multipolari, alcuni oltre 60 µm di diametro (Usunoff et al., 1997) con neuroni di piccole e medie dimensioni presenti anche. Nel ratto, nel gatto e nella scimmia sono descritte cellule fusiformi, piramidali e multipolari (Gobel, 1978; Zhang et al., 1996; Yu et al., 1999), con diverse proprietà funzionali per ciascuno (vedi più avanti). Gli input alla zona marginale derivano principalmente da fibre mielinizzate di piccolo diametro e afferenti non mielinizzati da tutti i tessuti cranici (recensito Craig, 1996).
La substantia gelatinosa umana è stata descritta in modo piuttosto appropriato da Olszewski (1950) come a forma di ferro di cavallo in sezione trasversale (Fig. 29.3) e consiste di cellule piccole, ovali o fusiformi relativamente densamente imballate (10-20 µm di diametro). Questo strato reagisce fortemente per il dolore ed è ricco di neuropeptidi come la sostanza P, CGRP, colecistochinina e somatostatina (Inagaki et al., 1986; Clements and Beitz, 1987; Carpentier et al., 1996). Questa regione contiene anche il recettore NGF, trkA, che è particolarmente denso nel tessuto umano pre e perinatale, ma è presente anche negli adulti (Quartu et al., 1996). La regione è ricca di somata gabaergici e fibre (ratto, Haring et al., 1990; Ginestal e Matute, 1993). Riceve prevalentemente afferenti mielinizzati e non mielinizzati di piccolo diametro. Sono stati descritti glomeruli sinaptici, in cui gli afferenti primari glutammatergici sono sia pre che postsinaptici ai terminali gabaergici (ratto, Clements e Beitz, 1987; cat, catakis et al., 1996).
La zona magnocellulare ha cellule ovali o fusiformi di diametro medio (25 µm) con neuroni sparsi piccoli e grandi. Nel ratto, molte cellule qui contengono glutammato, e alcuni di questi progetti a VPM (Magnussen et al., 1986, 1987). Sono presenti glomeruli sinaptici, spesso con profili glutammatergici smerlati (Clements e Beitz, 1991). La zona magnocellulare ha un moderato livello di reattività del dolore.
Risposte meccaniche a bassa soglia, risposte specifiche nocicettive ad alta soglia, risposte specifiche termosensibili (a FREDDO), cellule HPC (calore, pizzico, freddo) e neuroni wide dynamic range (WDR) sono tutti presenti in Sp5C (cat, Hu, 1990; monkey, Dostrovsky e Craig, 1996; Sessle rivisto, 2000). Le risposte meccaniche a bassa soglia si trovano prevalentemente nella zona magnocellulare insieme ad alcune unità termiche specifiche (monkey, Price et al., 1976). Al contrario, la zona marginale contiene risposte nocicettive specifiche, FREDDE, HPC e WDR (monkey, Price et al., 1976; Bushell et al., 1984; reviewed Sessle, 2000, e vedere la sezione successiva sulla nocicezione trigeminale). Le registrazioni intracellulari da cellule lamina 1 nel midollo spinale di gatto suggeriscono che esiste una correlazione struttura / funzione: le cellule fusiformi e piramidali corrispondono rispettivamente a risposte specifiche nocicettive e FREDDE, mentre la maggior parte delle cellule multipolari ha mostrato reattività HPC (Han et al., 1998). Nel midollo spinale della scimmia, le cellule fusiformi e multipolari esprimono il recettore della sostanza P (neurochinina-1) sostenendo il loro ruolo nella nocicezione (Yu et al., 1999). Il ruolo dei neuroni della zona marginale trigeminale nella nocicezione e nella discriminazione termica è stato indicato dalle registrazioni nelle scimmie sveglie (Dubner et al., 1981; Hayes et al., 1981; Bushnell et al., 1984). Le risposte delle cellule fredde dipendevano dal significato comportamentale degli stimoli, suggerendo il coinvolgimento di queste cellule nella discriminazione sensoriale, piuttosto che nella semplice attivazione riflessa.
Le proiezioni di Sp5C sono estese. Le cellule Lamina 1 proiettano in diverse regioni talamiche tra cui VPM, Po e nuclei midline e intralaminar (primate, Ganchrow, 1978; cat and monkey, Burton and Craig, 1979; cat, Shigenaga et al., 1983; ratto, Shigenaga et al., 1979; Yoshida et al., 1991; Iwata et al., 1992; e vedere il capitolo 30, Fig. 30.8 B) così come un nuovo nucleo descritto da Blomqvist et al. (2000) come parte posteriore del nucleo mediale ventrale (VMpo, indicato come basalis nodalis nel Capitolo 20). Laminare 1 fornisce anche proiezioni ipotalamiche dirette (ratti, Malick e Burstein, 1998) e proiezioni indirette attraverso l’area parabrachiale (Slugg e Light, 1994; Jasmin et al., 1997). Le proiezioni di substantia gelatinosa sono prevalentemente locali, alla zona magnocellulare adiacente e alla formazione reticolare (primate, Tiwari e King, 1974). La zona magnocellulare proietta al VPM, alla zona incerta, al nucleo facciale, al nucleo motorio trigeminale e alla formazione reticolare adiacente, nonché al midollo spinale ipsilaterale (Iwata et al., 1992; Carpentier et al., 1981). Le cellule magnocellulari proiettano anche verso nuclei trigeminali più rostrali, Sp5O e Sp5I (primate, Tiwari e King, 1974; Price et al., 1976; gatto, Hu e Sessle, 1979; ratto, Hallas e Jacquin, 1990). È probabile che queste connessioni intranucleari modulino l’attività in queste regioni rostrali.
Un interessante studio recente ha riportato una discreta regione termospecifica in lamina 1 nella scimmia gufo (Craig et al., 1999). Le cellule qui rispondevano a stimoli freddi (cellule fredde) con piccoli campi ricettivi sulle regioni nasali e labiali e avevano una morfologia piramidale simile alle cellule termiche nei gatti e nei ratti. Queste cellule proiettano al nucleo ventromediale posteriore (VMpo), identificato come una regione termica e nocicettiva nella scimmia e nel talamo umano (Craig et al., 1994, e indicato come basalis nodalis, nel capitolo 20 e vedere più avanti). Questa regione di lamina 1 e il percorso associato è stato suggerito di fornire termosensibilità specializzata, probabile che sia rilevante la navigazione notturna e il comportamento di foraggiamento della scimmia gufo Craig et al. (1999).