neurone e sistema nervoso periferico - lauracondorelli.it · inviare, tramite i neuroni sensitivi...
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©Laura Condorelli 2015 Pagina 1
Neurone e Sistema nervoso periferico Funzioni del sistema nervoso ed endocrino Ha la funzione di raccogliere le informazioni dell’ambiente esterno e interno, di elaborarle e di dare una
risposta agendo sulla muscolatura o sulle ghiandole.
I recettori sensitivi captano gli stimoli dell’ambiente esterno e interno e le trasformano in impulsi nervosi da
inviare, tramite i neuroni sensitivi afferenti, al Sistema nervoso centrale ( SNC), ovvero encefalo e midollo
spinale. Il sistema nervoso inoltre riceve, interpreta gli impulsi ricevuti ed elabora le risposte che vengono
inviate, tramite neuroni efferenti, agli organi effettori (muscoli e ghiandole).
Il sistema nervoso, insieme a quello endocrino si occupa di integrare gli stimoli provenienti dal modo esterno
e provvede al mantenimento dell’omeostasi (condizioni interne del corpo adatte alla sopravvivenza
dell’individuo: temperatura, pH, equilibrio idrico-salino). Il sistema nervoso utilizza neurotrasmettitori,
quello endocrino ormoni (molecole in genere di natura proteica, vengono secreti da ghiandole ed entrano
nella circolazione sanguigna. Agiscono su organi bersaglio). Il sistema nervoso si occupa ri reazioni
immediate, quello endocrino di reazioni più lente (maturazione sessuale, ad esempio). Il sistema nervoso,
invece, propaga le informazioni per via elettrica o chimica mediante neurotrasmettitori (tra una terminazione
nervosa e l’altra).
La barriera ematoencefalica, posta tra il sangue e l’encefalo è costituita da astrociti e costituisce una barriera
per le sostanze idrosolubili (glucosio e ioni), le quali passano per trasporto passivo facilitato, mentre CO2 e
O2 passano per diffusione.
TESSUTO NERVOSO
E’ costituito da due tipi di
cellule: Neuroni e cellule
gliali: occupano gli spazi
tra i neuroni e servono a
nutrirli e a favorirne il
funzionamento. Sono
cellule più piccole dei
neuroni e prive di
prolungamenti,
comprendono diversi tipi di
cellule tra cui
oligodendrociti e le cellule
di Schwann che rivestono
gli assoni formando una
guaina mielinica. I primo
forniscono una guaina
mielinica a più neuroni, i
secondi ad un solo
neurone.
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Fisiologia delle cellule eccitabili: la membrana cellulare e i
trasporti Il ruolo della membrana plasmatica
nella generazione del segnale
nervoso è importantissimo (ricorda
che è impermeabile agli ioni per la
parte idrofoba interna del doppio
staro fosfolipidico.
A generare il potenziale di
membrana sono due tipi di
trasporti: la pompa Na+-K
+ e i
canali di membrana. La pompa sodio - potassio
La pompa sodio-potassio è una
proteina che, con consumo di
energia, pompa fuori dalla
cellula 3 ioni Na+ e
contemporaneamente spinge
all’interno 2 ioni K+.
I canali di membrana
I canali ionici permettono un debole ingresso degli Na+
e una uscita dei K+
secondo il loro gradiente
di concentrazione.
La combinazione della pompa sodio- potassio e dei deboli canali ionici causa uno squilibrio di
cariche che è responsabile del potenziale di membrana (- 70 mV).
La prima genera due gradienti di concentrazione, uno per il sodio, che resta concentrato fuori dalla
cellula e uno per il potassio, più concentrato all’interno.
La seconda è responsabile di un flusso di ioni potassio verso l’esterno, mentre gli ioni sodio non
possono entrare, poiché il canale del sodio è normalmente chiuso.
Il flusso netto di cariche positive è dall’interno verso l’esterno della cellula e ciò produce il
potenziale di membrana (negativo dentro la cellula).
Inserendo un microelettrodo all’interno della membrana si misura un potenziale di -70mV.
Canali voltaggio dipendenti: canali del sodio e del potassio la cui apertura e chiusura dipende
dalle variazioni del potenziale elettrico
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Cellule eccitabili, la legge del tutto o nulla
Grafico del potenziale d’azione
Cellule nervose e muscoli sono eccitabili, cioè sono in grado di rispondere in modo sproporzionato
allo stimolo.
Il grafico è in funzione del tempo e del potenziale (misurato in millivolt).
La depolarizzazione consiste in un aumento del potenziale di membrana (entrano cariche positive e
il potenziale si avvicina allo zero).
Se la depolarizzazione è sotto soglia (linea tratteggiata) la cellula prontamente si ripolarizza e
riacquista il potenziale di membrana. Ciò avviene sempre anche nel caso di cellule non eccitabili.
Se la depolarizzazione è sopra soglia la cellula risponde in modo sproporzionato (legge del tutto o
nulla) e il potenziale diventa positivo. Il punto in cui si origina il potenziale d’azione (inversione del
potenziale di membrana) si chiama cono d’emergenza.
Ciò è dovuto ad una variazione di permeabilità del sodio e del potassio (i canali del sodio voltaggio
dipendenti si aprono e il sodio entra, quelli del potassio si chiudono e il potassio non può uscire).
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1) Situazione iniziale:
potenziale di membrana di -
70mV
2) Quando arriva uno
stimolo alcune cariche
positive (Na+) passano
attraverso la membrana e la
cellula si depolarizza.-->
DEPOLARIZZAZIONE
3))In risposta ad uno
stimolo adeguato (sopra
soglia), si aprono i canali
ionici voltaggio dipendenti
di Na+
che lo fanno entrare
nel citoplasma, e di K+ che
esce fino a che l’interno
della cellula si carica
positivamente →
POTENZIALE
D’AZIONE
3)In meno di un
millisecondo i canali del
sodio si richiudono, e si
aprono quelli degli ioni K+
che escono: in tal modo
l’interno della cellula
ridiventa negativo rispetto
all’esterno→
RIPOLARIZZAZIONE
4)Per un po’ i canali del
potassio restano aperti
(IPERPOLARIZZAZION
E). Durante questa fase non
è possibile inescare nella
cellula un altro potenziale
d’azione
REFRATTARIETA’
ASSOLUTA.
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I processi di
depolarizzazione e di
ripolarizzazione in funzione
del potenziale di membrana
e dei canali ionici
Malattie del SNC o SNP
Epilessia
Corto circuito temporaneo in
cellule dell’enecaflo che si
eccitano senza risposta a
stimoli.
SLA (malattia di Gehrig)
Malattia a carattere
autoimmune, letale, del primo
motoneurone. Si perde la
capacità di qualsiasi movimento.
SM
Malattia autoimmune con
perdita di mielina e incapacità
di propagare lo stimolo
nervoso.
La conduzione saltatoria
Quando il potenziale d’azione è insorto in un punto (normalmente insorge nel cono d’emergenza),
esso si propaga come due diverse correnti elettriche, una esterna alla membrana, una interna.
Per aumentare la velocità di conduzione il neurone è circondato da mielina (un isolante elettrico),
interrotta a livello dei nodi di Ranvier.
In questo modo il potenziale d’azione salta da un nodo all’altro (conduzione saltatoria).
La sinapsi
Spazio tra 2 neuroni che comunicano con modalità chimiche.
Il neurone presinaptico contiene vescicole col neurotrasmettitore che può essere di tipo eccitatorio
(EPSP: produce una depolarizzazione della membrana postsinaptica) o inibitorio (IPSP: produce
iperpolarizzazione). Il legame recettore-neurotrasmettitore infatti, o direttamente o indirettamente
attraverso un’altra proteina che si chiama AMP ciclico, induce nel neurone postsinaptico
un’apertura dei canali del sodio.
Il meccanismo della depolarizzazione è un’apertura dei canali del sodio (entra), quello della
iperpolarizzazione consiste in un’apertura dei canali del potassio (esce).
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Le sinapsi sono normalmente asso- dendritiche
Normalmente dopo il potenziale d’azione il
neutrotrasmettitore viene ricaptato dal neurone
presinaptico (reuptake) oppure dalle cellule gliali.
La possibilità di trasferire l’eccitazione nervosa dipende
da quanto neurotrasmettitore viene rilasciato e da quanto
tempo lo stesso resta nello spazio sinaptico (meccanismo
di modulazione o sommazione).
Neurotrasmettitori possono essere aminoacidi (tutti
SNC: GABA, gly, glu, asp), ammine (SER, DOPA, nel
SNC; Ach nel SNP, ADR e NOR sia SNC; sia SP),
neuropeptidi (oppioidi: encefalie ed endorfine, sostanza
P, sostanza Y), gassosi (NO, CO). DOPA, ADR E NOR
sono anche dette catecolamine e sono coinvolte nel
comportamento, nei processi cognitivi e nelle emozioni.
Eccitatori
GLU, ASP
SER, DOPA, Ach
ADR, NOR
Inibitori
GABA, GLY
ADR, NOR
DOPA: cervello emozionale, reagola il comportamento, equilibrio psichico.
NOR: reazioni in stress o emergenze, attiva il SNC, nel SP accelera frequenza e forza di
contrazione cardiaca, aumenta glicemia
SER: soprattutto nel SNC, legata all’ansia, alla regolazione dei cicli sonno-veglia e controllo della
temperatura corporea.
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Endorfine: prodotte dall’ipofisi, agiscono a livello del midollo in modo inibitorio (impediscono la
sensazione di dolore ad esempio dopo un incidente), ma anche nell’encefalo dove provocano
euforia.
Morfine : danno fenomeni di tolleranza (necessità di aumentare la dose per ottenere lo stesso
effetto, in seguito a meccanismo di feed-back negativo sul neurone che produce endorfine),
assuefazione e dipendenza fisica (si manifesta con fenomeni di astinenza, quando si sospende la
somministrazione esterna della droga).
Nicotina, anfetamina, caffeina agiscono invece sui recettori della NOR.
Sostanze allucinogene (ketamina, hashish, marijuana bloccano o inibiscono i recettori di GLU e
hanno azione analgesica
Alcol: potenzia effetto di GABA.
Ansia: situazione di nervosismo e irritabilità che precede un evento stressante, ma in assenza di
questo può diventare patologica. Si cura con benzodiazepine (si legano coi recettori del GABA
potenziandone gli effetti).
Malattie psichiche
Depressione è legata a carenza di amine biogene (insonnia, stanchezza, disinteresse). Si usano 3
tipi di farmaci
Triciclici
Impediscono
ricaptazione di NOR
SSRI
Impediscono
ricaptazione di SER
IMAO
Impediscono ricaptazione di monoaminoossidasi,
enzimi che distruggono i neurotrasmettitori.
Schizofrenia: disturbi del comportamento, dell’umore e allucinazioni, curata un tempo con
neurolettici che si legano ai recettori della DOPA, spesso inducendo Parkinson. Ora si usa clozapina
e risperidone che non danno questo effetto collaterale.
Parkinson: rigidità muscolare, debolezza, tremore docuta ad insufficiente produzione di DOPA,
attualmente curato con levodopa
Sistema nervoso periferico Il sistema nervoso comprende il sistema nervoso centrale e il
sistema periferico.
Il primo è formato dall’encefalo e dal midollo spinale; il
secondo mette in comunicazione il SNC con i recettori e con
gli organi effettori e si suddivide in sensitivo (che porta gli
stimoli dagli organi di senso al midollo spinale) e motorio
(che porta le risposte agli stimoli dal midollo ai muscoli
motori). Il centro di regolazione è situato nel tronco.
Il sistema periferico motorio si suddivide inoltre in somatico o
volontario (che innerva tutti i muscoli scheletrici, ovvero delle
ossa e riguarda meccanismi sotto controllo della volontà); e
autonomo o involontario (che agisce mediante archi riflessi).
Questo, a sua volta, è suddiviso in simpatico (che si eccita in
momenti di stress o pericolo e che funziona con adrenalina
noradrenalina) e parasimpatico (che è sempre attivo e
funziona con acetilcolina.
I corpi dei neuroni si chiamano nuclei nel SNC e gangli nel
SP, i fasci di assoni si chiamano tratti nel SNC e nervi nel SP.
Ci sono 12 paia di nervi cranici che si connettono
direttamente con l’encefalo, la maggior parte dei quali sono
misti. Solo il nervo vago si dirige ben al di sotto di testa e
collo. I nervi spinali, invece, mettono in contatto la periferia
col SNC. I corpi cellulari dei neuroni sensoriali si trovano
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fuori dal midollo e formano i gangli della radice dorsale, mentre i corpi cellulari dei neuroni motori sono
dentro il midollo. I neuroni del SN somatico hanno assoni lunghi che arrivano fino ai muscoli scheletrici
effettori. Al contrario, i neurono del SNA fanno sinapsi fuori del midollo con altri motoneuroni, i quali
porteranno l’informazione ai muscoli (viscerali). Si parla pertanto di neuroni pre e postgangliari. I nervi del
SN autonomo parasimpatico partono dalle regioni craniale e sacrale, quelli del SN autonomo simpatico
partono dalle regioni toraco-lombari.
Il sistema nervoso autonomo ha due specificità. Quello simpatico, che si eccita in momenti di stress o
pericolo, funziona con l’Adrenalina (Adr) e la Noradrenalina (Nor), due neurotrasmettitori che provocano
l’aumento del battito cardiaco e l’innalzamento della pressione sanguigna. Quello, parasimpatico, invece,
funziona con un neurotrasmettitore che si chiama Acetilcolina (Ach).
Durante l’attività del sistema nervoso simpatico si ha una vaso costrizione cutanea e viscerale e una vaso
dilatazione encefalica e muscolare, che permette di preparare l’animale alla situazione di pericolo.
Tipi di neuroni: arco riflesso = un circuito nervoso nel quale sono coinvolti almeno tre neuroni (sensitivi,
motori, interneuroni). I neuroni sono cellule del sistema nervoso che si suddividono in due categorie:
NEURONI
sensitivi motori + inteneuroni
volontari involontari
I neuroni trasportano le informazioni provenienti dalle diverse parti del corpo verso il sistema nervoso
centrale oppure trasmettono impulsi provenienti dal midollo spinale a fibre muscolari o a ghiandole,
determinandone l’attività.
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Il midollo spinale fa parte del sistema nervoso centrale e si trova all’interno della colonna vertebrale.
SISTEMA NERVOSO
Centrale
encefalo midollo spinale
Periferico
Sensitivo(porta stimoli
dagli organi di senso al mi
dollo spinale).
Motorio (portano le risposte dal midollo ai
muscoli del corpo)
SOMATICO o VOLONTARIO
(innerva tutti i muscoli scheletrici)
AUTONOMO o INVOLONTARIO
(agisce mediante un arco riflesso)
SIMPATICO
(si attiva in momenti di stress
o pericolo).
PARASIMPATICO
attivo sempre
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Riflesso patellare
L’arco riflesso è un processo attraverso il quale dalla stimolazione di un nervo sensoriale da parte di un
organo di senso o di un recettore, si sussegue una trasmissione dello stimolo a un nervo motorio che a sua
volta determina una risposta in uno di quegli organi.Ad esempio, una sensazione di dolore a livello del
ginocchio provoca il riflesso immediato dei muscoli quadricipiti che si contraggono (riflesso flessorio o
patellare).In questo caso entra in azione una via nervosa breve, formata da soli tre neuroni.
Un recettore di senso posto al livello del ginocchio registra il dolore e, attraverso un neurone sensitivo, fa
arrivare l’impulso al midollo. Qui un interneurone trasmette l’informazione a un neurone motorio che invia
l’impulso al muscolo facendolo contrarre: il piede si solleva.
Credits: Ginevra Petruzzini, classe 2 G Liceo Besta (2014-15)
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