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(PRIMA PARTE)
Prof.ssa Donatella Gargano
Il Sistema Nervoso
Ogni espressione della nostra personalità, ossia pensieri,
speranze, sogni, desideri, emozioni, sono funzioni del sistema
nervoso. Il Sistema Nervoso ha il compito di registrare gli stimoli
e i segnali di varia natura che gli giungono dall’esterno e dall’interno
del nostro corpo, di interpretarli e di dare risposte adeguate.
E’ costituito da miliardi di neuroni che hanno come caratteristiche
fondamentali:
• L’eccitabilità (reagiscono agli stimoli);
• La conducibilità (trasmettono gli impulsi).
Il Sistema Nervoso
E’ suddiviso in:
• Sistema Nervoso Centrale (SNC), costituito da encefalo e
midollo spinale. Questi due organi sono contenuti
rispettivamente nella scatola cranica e nella colonna vertebrale.
L’encefalo è a sua volta formato da cervello, tronco encefalico
e cervelletto.
• Sistema nervoso periferico (SNP), responsabile del passaggio
di informazioni tra il Sistema Nervoso Centrale, l’organismo e il
mondo esterno. Comprende nervi e gangli.
Dal punto di vista funzionale si divide in:
• SISTEMA NERVOSO SOMATICO (determina risposte controllate
dalla volontà);
• SISTEMA NERVOSO AUTONOMO (determina risposte non
controllate dalla volontà).
Il Sistema Nervoso
Il Sistema Nervoso
Il tessuto nervoso è composto da due
tipi di cellule:
• I neuroni, o cellule nervose, sono le
unità funzionali del sistema nervoso.
• Le cellule della glia, hanno il compito
di sostenere e nutrire i neuroni, hanno
quindi un’indispensabile funzione di
supporto.
Il neurone è formato dal corpo cellulare che contiene il nucleo e dai
prolungamenti, il più lungo è l’assone, quelli più corti i dendriti; l’assone è
protetto da una guaina (la mielina). Il neurone riceve gli stimoli
attraverso i dendriti mentre attraverso l’assone invia gli impulsi ad
altre cellule.
Il Sistema Nervoso
Il neurone è coadiuvato nelle sue funzioni da altri tipi cellulari
che nel loro insieme prendono il nome di neuroglia (nevroglia) o
semplicemente glia.
Le cellule della neuroglia, contrariamente ai neuroni, mantengono
generalmente la capacità di proliferare. Esse hanno funzione di
supporto e cooperazione nelle funzioni neuronali.
Nel SNC abbiamo oligodendrociti, astrociti, microglia, cellule
ependimali, nel SNP cellule di Schwann e cellule satelliti.
Lungo il decorso delle fibre nervose periferiche si formano dei
raggruppamenti di neuroni definiti gangli.
Il Sistema Nervoso
Gli oligodendrociti e le cellule di Schwann si occupano di formare la mielina
rispettivamente nel SNC e nel SNP. La mielina è un rivestimento formato
dall’arrotolamento della membrana dell’oligodendrocita o della cellula di Schwann
attorno ad un tratto di assone. Più tratti successivi del rivestimento fanno sì che
l’assone sia ricoperto di mielina per tutta la sua lunghezza. La mielina non
ricopre totalmente l’assone, ma si interrompe nei nodi di Ranvier. Alcune
patologie invalidanti (es. Sclerosi Multipla) sono dovute alla progressiva
demielinizzazione delle fibre nervose.
Il Sistema Nervoso
Gli astrociti sono presenti nel SNC dove rappresentano il maggior
supporto fisico ai neuroni e, tra le varie funzioni svolte, contribuiscono
a determinare la barriera emato-encefalica. Hanno una forma stellata
con diversi prolungamenti che terminano con dei pedicelli.
CELLULE DELLA MICROGLIA
Sono cellule di derivazione mesodermica la cui principale
funzione è quella fagocitaria, per questo sono interpretate
come componente per la protezione immunitaria del SNC.
Il Sistema Nervoso
Il Sistema NervosoNei neuroni gli stimoli si traducono in
impulsi che vanno lungo la cellula
nervosa, grazie a flussi di ioni (Na+ e
K+).
I neuroni comunicano anche utilizzando i
neurotrasmettitori, rilasciati nelle
sinapsi. La sinapsi è una struttura
altamente specializzata che consente la
comunicazione delle cellule del tessuto
nervoso tra loro (neuroni) o con altre
cellule (cellule muscolari, sensoriali o
ghiandole endocrine).
Il neurone 1 comunica con il
neurone 2 come mostrato dalle
frecce che indicano la direzione
della propagazione dell’impulso.
I dendriti e il soma ricevono
l’informazione dagli altri
neuroni. L’assone ha la funzione
di trasmettere l’informazione
(impulso elettrico).
Il Sistema Nervoso
I neurotrasmettitori possono essere di tipo eccitatorio o di tipo inibitorio
Neurotrasmettitore Azione Note
Acetilcolina Neurotrasmettitore dei muscoli scheletrici e del SNP.
Associata alla malattia di Alzheimer.
Noradrenalina Neurotrasmettitore del SNC e del SNP, in genere eccita la muscolatura liscia.
Coinvolta nella risposta a stati di stress, mobilita gli zuccheri dalle riserve.
Dopamina Neurotrasmettitore del SNC. Coinvolta nelle emozioni, nell’apprendimento e nel controllo della funzione motoria. Associata alla malattia di Parkinson.
Serotonina Neurotrasmettitore del SNC. Coinvolta nella regolazione del ritmo sonno-veglia, dell’umore, dell’appetito e della sessualità.
GABA Neurotrasmettitore inibitorio del SNC.
Il farmaco noto come Valium® ne accentua gli effetti.
Il Sistema Nervoso
Il Sistema Nervoso
La capacità di condurre gli impulsi di un neurone è legata a due
caratteristiche:
• sono cellule polarizzate;
• possiedono specifici canali ionici che permettono l’instaurarsi
del potenziale di membrana.
Quando nell’assone non passa un impulso elettrico, il potenziale di
membrana è definito potenziale di riposo.
Il potenziale di riposo è determinato dalla differenza di ioni
Na+ e K+ tra l’interno e l’esterno della membrana. Il potenziale
di riposo della membrana di un neurone varia tra i −60 mV e i −70
mV.
IL Sistema Nervoso
La concentrazione degli ioni è
regolata da:
• canali del Na+ e del K+;
• pompa sodio-potassio;
• canali voltaggio-dipendenti.
IL Sistema Nervoso
Potenziale d’azione
Il potenziale d’azione consiste in una repentina e transitoria variazione
del potenziale di membrana che si genera nelle cellule eccitabili in
risposta a potenziali graduati che raggiungono il valore soglia, ossia quel
valore del potenziale di membrana che è critico per l’innesco del
potenziale d’azione.
Durante il potenziale d’azione si verifica un’ampia e rapida
depolarizzazione durante la quale si registra per un breve periodo
un’inversione della polarità del potenziale di membrana.
IL Sistema NervosoPotenziale d’azione
Nel neurone il potenziale d’azione prende origine dal tratto iniziale
dell’assone detto monticolo assonico o segmento iniziale o zona
trigger e corre lungo l’assone fino al terminale assonico senza
attenuazione della sua intensità.
Come viene generato?I canali per il sodio si aprono quando il potenziale di membrana
diventa meno negativo. L’entrata di particelle positive riduce
ulteriormente la negatività sul lato citoplasmatico e altri canali si
aprono (effetto a cascata).
Il PA è una risposta massimale tutto-o-nulla: una volta raggiunto il
potenziale di soglia, il PA si autogenera ed evolve spontaneamente.
IL Sistema NervosoDepolarizzazione e iperpolarizzazione
Il potenziale d’azione (PA) o impulso é, quindi, una sequenza di eventi in
successione che diminuiscono o invertono il potenziale di membrana.
La propagazione dell’impulso nervoso lungo gli assoni non mielinizzati è
continua, in quelli mielinizzati è saltatoria.
I fattori che determinano la velocità di propagazione sono il diametro
dell’assone e la presenza/assenza della guaina mielinica.
IL Sistema Nervoso
Il neurone che manda il segnale è il neurone presinaptico, quello che
riceve il segnale è il postsinaptico. Sono separati da una fessura
sinaptica.
IL Sistema Nervoso
Il Sistema NervosoIn base alla loro funzione i neuroni si suddividono in:
1. Neuroni sensoriali: trasmettono al sistema nervoso gli stimoli
provenienti dall’esterno o da un organo interno.
2. Neuroni motori: trasmettono impulsi elettrici dal sistema nervoso a
muscoli e ghiandole.
3. Neuroni di associazione: elaborano l’informazione e collegano i neuroni
sensoriali con quelli motori.
Il Sistema NervosoGli assoni di più neuroni sono riuniti in un fascio e formano così un nervo.
Nell’uomo vi sono 12 paia di nervi cranici che collegano l’encefalo alla
periferia e 31 paia di nervi spinali che collegano il midollo spinale al tronco e
agli atri.
Il Sistema Nervoso CentraleIl suo compito è di identificare, interpretare e integrare gli impulsi
che arrivano dai neuroni sensoriali, generare una risposta adeguata e
trasmetterla ai neuroni motori. È anche la sede dove si generano i ricordi
e i pensieri.
L’encefalo e il midollo spinale sono protetti da tre membrane chiamate
meningi.
} meningi
Il Sistema Nervoso CentraleLe meningi sono tre involucri di tessuto connettivo che avvolgono encefalo
e midollo spinale.
• La dura madre forma lo strato più esterno ed è accollata alla faccia
interna delle ossa craniche e del canale vertebrale. Nel cervello
presenta due espansioni che servono a separare le diverse parti del
tessuto nervoso encefalico: la grande falce che separa i due emisferi
cerebrali, e la piccola falce che separa gli emisferi dal cervelletto.
• L’aracnoide forma lo strato intermedio e ha una struttura simile a
quella di una ragnatela. E’ separata dalla pia madre da uno spazio detto
subaracnoideo.
Il Sistema Nervoso Centrale
• Lo spazio SPAZIO SUBARACNOIDEO, è riempito dal LIQUIDO
CEREBROSPINALE o CEFALORACHIDIANO o LIQUOR, che occupa
anche le cavità dell’encefalo, i VENTRICOLI (Sono quattro: due laterali
posti in profondità all’interno dei due emisferi cerebrali; un terzo,
localizzato nel diencefalo; il terzo ventricolo comunica, attraverso
l’acquedotto di Silvio, con il quarto ventricolo, posto tra il tronco
encefalico e il cervelletto), ed il canale che percorre il midollo spinale.
• Il liquor svolge funzione sia di protezione meccanica, sia di mediazione di
scambi di nutrienti che prodotti di scarto fra sangue ed encefalo.
I ventricoli cerebrali
I ventricoli producono continuamente
liquido cerebrospinale, che circola al loro interno e
fluisce al di fuori dell’encefalo attraverso le meningi.
Il Sistema Nervoso Centrale• Normalmente la quantità di liquido cerebrospinale rimane costante,
essendo riassorbito con la stessa velocità con cui si forma. Alcune
anomalie dello sviluppo o alcune patologie possono interferire con la
formazione e soprattutto con il riassorbimento del liquido, che
accumulandosi causa idrocefalia.
• La pia madre, sottile e trasparente, ricca di vasi sanguigni, aderisce alla
superficie dell’encefalo e del midollo spinale.
Il Sistema Nervoso Centrale
• L’endotelio dei capillari sanguigni che irrorano il SNC presenta la
particolarità di essere impermeabile a molti soluti. I capillari sono,
inoltre, circondati dalle terminazioni di cellule della glia (astrociti).
Questa struttura, nota con il termine di BARRIERA EMATO-
ENCEFALICA, rappresenta un ostacolo agli scambi di molecole fra
sangue e tessuto nervoso, salvo che per piccole molecole (acqua,
ossigeno, anidride carbonica, alcuni farmaci liposolubili), che possono
liberamente passare la barriera.
Il Sistema Nervoso Centrale
• Il SNC è composto da sostanza grigia, formata prevalentemente dai
corpi cellulari e dai dendriti dei neuroni e da sostanza bianca, costituita
da fasci di fibre nervose mieliniche.
Il Sistema Nervoso Centrale
• Nel midollo spinale e nel midollo allungato la sostanza bianca è esterna,
mentre quella grigia è interna. Negli emisferi cerebrali e nel cervelletto
la sostanza grigia è esterna e quella bianca interna.
MIDOLLO SPINALE
Il midollo spinale è una struttura sottile ed allungata che inizia alla base
dell’encefalo, percorre la massima parte del canale midollare della colonna
vertebrale e termina a livello della seconda vertebra lombare.
In corrispondenza dello spazio fra ogni vertebra fuoriescono le radici delle
31 coppie di nervi spinali.
Il Sistema Nervoso Centrale
• In sezione trasversale il midollo si presenta circolare con
due profonde incisioni ed un canale centrale. Il canale
centrale è circondato da sostanza grigia a forma di H.
• Le parti anteriori , sono indicate come corna anteriori, le
posteriori come corna posteriori.
• La sostanza bianca che circonda la H è formata da assoni
mielinizzati raccolti in fasci che costituiscono i cosiddetti
fasci ascendenti (che portano i segnali dal midollo
all’encefalo) e fasci discendenti (che portano i segnali
dall’encefalo al midollo).
Il Sistema Nervoso Centrale
Il Sistema Nervoso CentraleI neuroni presenti nel midollo spinale rappresentano una tappa
intermedia fondamentale sia nella trasmissione di segnali dalla
periferia all’encefalo, sia nella trasmissione di impulsi dall’encefalo agli
organi effettori, ma anche di una attività indipendente dall’encefalo:
riflessi spinali.
Un riflesso è una risposta motoria costante ed automatica che viene
prodotta in seguito ad uno stimolo sensoriale. I riflessi coinvolgono un
neurone sensoriale e uno motorio, interconnessi tramite un neurone
associativo. La coordinazione è il ruolo principale del sistema nervoso
centrale.
ARCO RIFLESSO
Il Sistema Nervoso CentraleI neuroni presenti nel midollo spinale rappresentano una tappa
intermedia fondamentale sia nella trasmissione di segnali dalla
periferia all’encefalo, sia nella trasmissione di impulsi dall’encefalo agli
organi effettori, ma anche di una attività indipendente dall’encefalo:
riflessi spinali.
Un riflesso è una risposta motoria costante ed automatica che viene
prodotta in seguito ad uno stimolo sensoriale. I riflessi coinvolgono un
neurone sensoriale e uno motorio, interconnessi tramite un neurone
associativo. La coordinazione è il ruolo principale del sistema nervoso
centrale.
ARCO RIFLESSO
Il Sistema Nervoso CentraleUn esempio è lo stimolo di ritrazione. Il recettore dolorifico invia un
segnale al midollo spinale; qui il segnale viene trasferito ad un neurone
intermedio (associativo) e, da questo, al motoneurone che agisce sul
muscolo corrispondente. L’informazione sensoriale è, inoltre, trasmessa,
attraverso le vie ascendenti, alla zona del cervello che elabora le
sensazioni dolorifiche.
Cosa succede se tocchi una pentola calda?
Prontamente ritrai
la mano e lo fai in
una frazione di
secondo!
Sistema Nervoso CentraleMidollo spinale
1. I ricettori della pelle ricevono gli stimoli esterni, in
questo caso il forte calore.
Sistema Nervoso Centrale
2. I ricettori trasmettono lo stimolo ai neuroni sensoriali del
braccio che arrivano fino all’interno del midollo spinale.
Sistema Nervoso Centrale
3. Qui l’impulso raggiunge un neurone di associazione che loinvia ai neuroni motori.
Sistema Nervoso Centrale
4. Questi neuroni comandano ai muscoli del braccio di contrarsi
togliendo così la mano dalla pentola!
Sistema Nervoso Centrale
Queste reazioni
rapidissime sono esempi di
riflessi spinali, così chiamati
perché lo stimolo e la risposta
sono elaborati soltanto dal midollo spinale,
senza passare per l’encefalo.
Sistema Nervoso Centrale