Lezione 11(prima lezione Negrini)

VIE AFFERENTIParleremo, inizialmente, delle vie afferenti, ovvero di quali sono le vie che vengono utilizzate per condurre il segnale dall’ambiente al sistema nervoso centrale, e vedremo come questo viene elaborato a livello della corteccia sensoriale.Le afferenze sensoriali sono quelle che ci consentono di percepire quello che avviene nell’ambiente esterno e di trarre informazioni dall’ambiente per poter poi dare una risposta. Ciò che possiamo percepire dall’ambiente è vario: luce, odori, tatto, temperatura, possiamo avere anche delle informazioni troppo violente che potrebbero essere lesive nei confronti del nostro organismo e avremo quindi delle sensazioni dolorifiche. Le informazioni servono, una volta raggiunto il sistema nervoso centrale ed elaborate a questo livello, a codificare una risposta che può essere di vario tipo. Ogni informazione risulta poi in un comportamento diverso che potrà essere un comportamento motorio oppure un comportamento che recluta degli aspetti più complessi del sistema nervoso centrale, come suscitare memoria o emozioni, oppure potrà essere un’informazione che induce una risposta viscerale.Le informazioni che ci arrivano dalla periferia servono sia per modificare il comportamento motorio che a volte viscerale che, ovviamente, per intessere quella che si chiama vita di relazione (cioè quell’insieme di comportamenti che correlano gli individui l’uno rispetto all’altro) e questo farà parte di quelle che chiameremo anche: funzioni cerebrali più complesse.I segnali che ci provengono dall’esterno sono i più vari possibili: olfattivi, luminosi, uditivi, temperatura , tatto… Siamo colpiti sulla superficie corporea da un numero di informazioni che sono tutte convogliate sottoforma di energia: pressoria se si tratta del tatto o del suono, luminosa, termica…bisogna essere in grado di percepire queste diversissime forme di energia e di codificarle.La codificazione si avvale dell’utilizzo di recettori. I recettori sono dei trasduttori.(uno degli strumenti più importanti del laboratorio di fisiologia è il trasduttore: apparecchietto sul quale viene imposta una pressione in esso vi è una membrana che oscilla e l’oscillazione della membrana è trasferita in un segnale elettrico esso trasduce, quindi, un’energia meccanica in un segnale elettrico).I meccanocettori, ad esempio, sono dei trasduttori meccanici perché risentono della pressione e trasducono il segnale meccanico in un segnale elettrico.Il fuso neuromuscolare è un recettore da stiramento, si trova all’interno della muscolatura scheletrica ed ha la funzione di risentire dello stiramento del muscolo. di modo che allo stiramento del muscolo corrisponda la reazione di contrazione del muscolo stesso.(ES:.consente di stare in piedi quando si è sull’autobus appesi alla maniglia e l’autobus frena improvvisamente).Ci sono anche dei recettori che si avvalgono di variazioni chimiche nel plasma come i chemocettori, che si trovano nel primo tratto del sistema circolatorio a livello dell’arco aortico e delle carotidi, ci sono due tipi diversi di recettori che percepiscono la variazione di pressione parziale di anidride carbonica oppure di ossigeno e informano i centri respiratori bulbari, i quali modificheranno la respirazione per consentire al plasma di mantenere inalterato il ph, la pressione parziale di O2 e la pressione parziale di CO2.

Tutti i recettori, una volta che vengono colpiti dallo stimolo specifico adeguato per stimolare il recettore, rispondono inducendo dapprima la formazione di un potenziale generatore e, se questo è sufficientemente ampio, di un potenziale d’azione, che verrà trasmesso lungo la fibra afferente.Questi recettori trasportano la sensibilità. Ricordiamo una distinzione tra i vari tipi di sensibilità:

Discriminativa Colonne dorsali +Proprocettiva Lemnisco mediale

Sensibilità somatica

Termica Sistema anterolateraleDolorifica

La sensibilità somatica (deriva dal soma) ci informa di ciò che sta succedendo all’interfaccia tra l’interno e l’esterno dell’organismo. La sensibilità Somatica raggiunge il livello cosciente. La sensibilità discriminativa è, fondamentalmente, la sensibilità tattile. E’ discriminativa perché è molto specifica, vedremo come a livello della corteccia esistono aree molto specifiche precipue e molto ben differenziate che danno modo di discriminare tra le varie forme di sensibilità tattile. Noi siamo, ad esempio, in grado di discriminare se ci pungiamo il dito in un punto o in un punto molto vicino o se stiamo toccando il tavolo puntando il dito indice e basta oppure scorrendo l’indice sul tavolo. La capacità che abbiamo di diversificare, a livello cosciente, tra tutti questi tipi, che sono sempre tipi di sensibilità meccanica, ma che hanno caratteristiche diverse, da motivo di questo nome: sensibilità somatica discriminativa. La sensibilità proprocettiva è la sensibilità che proviene da muscoli e articolazioni. Ci consente di valutare, sempre dopo integrazione a livello corticale, la posizione dei segmenti corporei nello spazio e dei segmenti corporei tra di loro. Noi siamo, ad esempio, in grado di percepire se un muscolo è contratto o se è rilassato. A livello corticale, istante per istante, viene raffigurata la posizione degli arti l’uno rispetto all’altro, degli arti rispetto al tronco e del capo rispetto alla verticale. Questo tipo di sensibilità ci consente di mantenere la postura, ovvero la posizione, che il corpo assume rispetto allo spazio.(se sono ferma in piedi il mio atteggiamento posturale prevede una contrazione diffusa dei muscoli del collo, del dorso e dei muscoli estensori degli arti inferiori, la contrazione di tutta questa muscolatura del dorso, e anche degli addominali, mi consente di rimanere dritta nella posizione che voglio.). Gli atteggiamenti posturali sono basati sulla percezione della sensibilità proprocettiva da parte della corteccia, e, cioè, sull’informazione che arriva dalla muscolatura in toto e dalle articolazioni. Istante per istante, mentre noi ci muoviamo, i sistemi corticali e sovrassiali sono informati di queste informazioni che ci consentono di correggere lo stato di contrazione della muscolatura per mantenere la postura o cambiarla, se vogliamo passare da una postura ad un’altra .Queste due forme di sensibilità ascendono dalla periferia (dalla cute se si parla di sensibilità somatica e dai muscoli e dalle articolazioni se si parla di sensibilità proprocettiva ) ai sistemi sovrassiali, tramite le vie che prevedono una prima stazione a livello delle colonne dorsali del midollo e, poi, intraprendono la via del lemnisco mediale.Esistono altre due forme di sensibilità: termica e dolorifica, che si avvalgono di recettori che non hanno una struttura complessa. I recettori termici e dolorifici sono sempre a terminazioni libere, con un’eccezione: tutti i recettori possono diventare dei recettori dolorifici, nel momento in cui sono stimolati con un’energia di stimolazione molto alta, in questo caso i recettori stessi, anche il recettore meccanico, vengono in qualche modo lesi e si trasformano da recettori tattili a recettori dolorifici. Tuttavia, normalmente, la sensibilità dolorifica è convogliata da recettori che sono delle terminazioni libere. La sensibilità termica e quella dolorifica utilizzano un sistema diverso di ascesa ai sistemi sovrassiali e diverse sono la vie dove vanno ad essere elaborati. Prevedono l’utilizzo di un sistema detto: anterolaterale.

RECETTORI TATTILI

I recettori tattili sono 4: due più superficiali (Merkel e Meissner)e due leggermente più profondi. I recettori di Merkel e di Meissner sono entrambi sottocutanei. Mentre il Meissner è un recettore di tipo fasico o ad adattamento rapido il recettore di Merkel è di tipo lento o tonico.Abbiamo poi altri due recettori: il corpuscolo del Pacini, che è un recettore a rapido adattamento, e il recettore del Ruffini che, invece, è un recettore a lento adattamento o di tipo fasico.

L’immagine mostra la dislocazione e l’ampiezza dei campi recettivi per i quattro recettori tattili.I recettori più superficiali hanno un campo recettivo molto piccolo e molto localizzato. Essi sono i recettori che ci consentono di distinguere se la punta di un oggetto è appoggiata in una zona piuttosto che in un’altra della cute. Il corpuscolo del Pacini, che è a rapido adattamento, ha un campo recettivo molto ampio, questo campo recettivo è tale per cui la risposta è molto intensa se lo stimolo viene dato nel punto centrale del campo recettivo, ma, risponde molto bene anche se è dato in tutto il campo recettivo. Questa distribuzione del campo recettivo ci consente di distinguere uno stimolo puntiforme in maniera molto precisa, grazie ai recettori superficiali, però ci dice, anche, se lo stimolo non è puntiforme ma, ad esempio, di scorrimento, grazie ai recettori più profondi. L’integrazione dei campi recettivi, dei recettori a rapido adattamento, fa si che questi stessi recettori possano rispondere a stimoli meccanici che hanno modalità molto diverse: quelli del Meissner rispondono a stimoli puntiformi, quelli del Pacini rispondono a stimoli più diffusi. Questa è la logica con cui sono stati previsti quattro tipi di recettori. Il recettore tonico risponde per tutta la durata di applicazione dello stimolo e, quindi, ci informa del protrarsi dell’applicazione dello stimolo stesso sulla cute. Il recettore fasico, o a rapido adattamento, risponde, invece, soltanto nel momento in cui viene fatta variare l’intensità dello stimolo, quindi risponderà soltanto quando lo stimolo viene applicato e quando viene rimosso.

La distribuzione dei recettori e l’ampiezza dei loro campi recettivi varia grandemente. Le caratteristiche dei recettori tattili sono mantenute su tutta la superficie, sono però diverse, sia la soglia di eccitazione di questi recettori, che il campo recettivo, anche nell’ambito di una stessa modalità recettoriale. (I recettori del Meissner o del Pacini che si trovano sotto la cute nel palmo della mano hanno una soglia di eccitazione e un campo recettivo differente da quelli che si trovano ,per esempio, sul dorso o sulla coscia.). La soglia, nel grafico, è espressa come quello stimolo tattile che determina l’insorgenza di una risposta, cioè che viene percepito.In fisiologia la soglia è un potenziale. La soglia è il potenziale della cellula raggiunto il quale (potenziale soglia) la cellula, che era rimasta silente, a riposo, si attiva. La soglia è quel potenziale al quale, in una cellula eccitabile, si scatena l’evento di eccitazione, cioè si scatena il potenziale di azione. Se non si arriva a soglia non c’è trasmissione del segnale elettrico, non c’è informazione e, quindi, non c’è risposta. E’ la base perché ci sia una trasmissione di impulsi nel sistema nervoso centrale. L’impulso è il potenziale d’azione.Come si osserva dal grafico, a seconda delle zone in cui io vado a provare ad appoggiare il mio pesino, la soglia viene raggiunta con stimolazioni diverse. Nelle varie zone la soglia di eccitazione è variabile. La soglia di eccitazione è più bassa nel viso rispetto alle altre zone per due motivi: 1) la soglia stessa è più bassa in alcuni recettori cutanei rispetto ad altri, (è intorno a –50 –40mV) un recettore meccanico sulla cute del viso potrebbe, ad esempio, avere una soglia di –50mV, quello sulla cute del dorso potrebbe avere una soglia di –40mV per cui la depolarizzazione che deve indurre lo stimolo per arrivare a soglia è maggiore, quindi deve essere più alto lo stimolo. 2) i campi recettoriali sono più ampi nel dorso rispetto al viso, cioè c’è una maggior frequenza di distribuzione dei recettori in alcune zone piuttosto che in altre. Questa stessa diversa distribuzione di recettori, che troviamo nelle varie zone della cute, rispecchia la distribuzione di aree nella corteccia sensoriale deputate ad una o all’altra zona. C’è corrispondenza tra numero di recettori ed estensione della zona corticale che corrisponde alla valutazione di queste zone.I campi recettoriali hanno diversa estensione.

La capacità di discriminare tra due punti sulla superficie corporea è legata non solo alla distanza tra i vari recettori (più ravvicinati sono i recettori più è semplice identificare qual è il punto in cui la punta di uno spillo tocca il dito) ma anche al fenomeno dell’inibizione laterale. L’inibizione laterale è un fenomeno che si verifica in tutto il sistema nervoso centrale. E’ un fenomeno per cui si cerca di evidenziare lo stimolo applicato al centro del campo recettivo inibendo tutto ciò che si trova intorno.

(immagine A) Stimolando un punto del derma vado a cadere nel campo recettoriale dei tre recettori rappresentati, quindi li stimolo tutti e tre. Dopo che sono stimolati incomincia a partire una scarica di impulsi (rappresentata dalle stanghette) (differenza tra stimolo ed impulso: lo stimolo è esterno; l’impulso è un fenomeno ripetitivo che corrisponde al potenziale d’azione. Uno stimolo può dar luogo, oppure no, alla nascita di un potenziale d’azione).Via via che il segnale viene trasmesso dalla periferia verso il sistema nervoso centrale attraversa varie stazioni (stazioni di relay) che possono essere quelle che si incontrano nelle colonne dorsali del midollo spinale o nei nuclei bulbari o nel talamo… La prima stazione trova, ad esempio, un neurone che viene eccitato dalle vie provenienti dai tre recettori; su questo neurone centrale, colpito dai neuroni afferenti, si ha il fenomeno della sommazione spaziale. Viene liberata una quantità maggiore di mediatore rispetto ai neuroni laterali e, quindi, l’entità dell’eccitazione è maggiore; non cambia mai l’ampiezza dell’impulso, ma, cambia la frequenza; è la frequenza che codifica l’ampiezza dello stimolo.Ad ogni stazione intermedia il neurone centrale sarà più eccitato di quelli laterali e più ci si allontanerà dalla zona centrale più sarà basso il segnale.L’informazione finale che ci arriva corrisponde a una stimolazione maggiore al centro e leggermente minore verso i lati. Non è un’informazione precisa e non permette di discriminare due punti vicini.

Fenomeno dell’inibizione lateraleLo schema (immagine B) è uguale a quello precedente ma, oltre alle cellule eccitatorie, che si ripartiscono nei vari relay, vengono incluse anche alcune cellule a carattere inibitorio.In corrispondenza della prima stazione di relay lo stimolo, proveniente dai tre recettori di partenza, va ad assommarsi sul neurone centrale; da questo neurone centrale parte una via eccitatoria che eccita una cellula (indicata in nero) che ha carattere inibitorio. La cellula centrale riceve

un’eccitazione maggiore rispetto alle cellule laterali, di conseguenza avrà anche un’attività inibente più potente sulle cellule laterali. Anche queste ultime, a loro volta, inibiscono la cellula centrale, ma, dato che l’eccitazione portata sulla cellula centrale è maggiore, anche l’inibizione che la cellula centrale induce sulle cellule periferiche sarà maggiore. Ne deriva che, avendo a disposizione questi interneuroni, che inibiscono le cellule laterali, il segnale intermedio potrebbe essere un po’ smorzato ma, soprattutto, il segnale laterale, rispetto a quello mediale, è molto smorzato. Di conseguenza si è in grado di capire che lo stimolo è molto più marcato in un determinato punto rispetto che nelle parti limitrofe.L’inibizione laterale consente, quindi, di avere una discriminazione percettiva molto rilevante. Questo fenomeno non è confinato soltanto alla percezione tattile, ma è una caratteristica di tutte le vie sensoriali (tattile, visiva, uditiva…) .

L’immagine rappresenta, tridimensionalmente, la distribuzione della risposta, vista dalla corteccia, in relazione ad uno stimolo puntiforme. Si distingue un punto centrale, in cui lo stimolo è più marcato, e una zona, a forma di cono, intorno a questo punto centrale, in cui la sensibilità tattile risulta più smorzata. Posso, quindi, distinguere il punto in cui è stato dato lo stimolo.Se ho due punti, uno di fianco all’altro, come li distinguo?Senza il fenomeno dell’inibizione laterale la corteccia percepisce i due punti come se fossero dati in uno spazio più ampio non puntiforme. Se, invece, il sistema nervoso centrale usa l’inibizione laterale, è in grado di percepire le due punte distinte; questo è soprattutto utile nel discriminare il tatto.

I recettori, di cui abbiamo parlato fino ad ora, sono la porzioni terminali di un assone di un pirenoforo che, normalmente, ha la sua cellula nel ganglio paravertebrale.Queste vie afferenti convogliano verso il midollo con un nervo sensoriale. Il nervo periferico raccoglie le varie terminazioni. Un singolo nervo raccoglie informazioni provenienti da più livelli differenti di superficie corporea, che possono essere in parte sovrapposti.Le tre terminazioni (vedi immagine) andranno a finire in tre radici dorsali differenti.Ogni radice dorsale, quindi, corrisponde ad una superficie innervata.Ne consegue che, se io tagliassi una radice dorsale toglierei tutte le afferenze provenienti da una determinata superficie cutanea.In ognuno dei segmenti del midollo spinale, quindi, arrivano le afferenze convogliate da un settore specifico della superficie corporea; dal punto di vista fisiologico vengono chiamati dermatomeri.

L’immagine rappresenta la distribuzione dei dermatomeri.Lesioni di ognuna delle varie radici delle colonne dorsali possono determinare l’insorgenza di deficit sensoriali in questi dermatomeri.

La suddivisione dei dermatomeri sarà importante per quanto riguarda il dolore riferito. (dolore di tipo viscerale)La distribuzione delle afferenze dolorifiche segue abbastanza quella dei dermatomeri per quanto riguarda le afferenze dolorifiche somatiche. Non c’è una suddivisione dei vari dermatomeri nelle afferenze dolorifiche di tipo viscerale.Tutte la vie afferenti entrano nella radice dorsale del midollo. Queste vie, entrate nella radice dorsale, possono seguire due vie. La prima parte dalle colonne dorsali, forma il fascicolo gracile-cuneato, quando arriva a livello del ponte il fascicolo gracile-cuneato termina nei due nuclei, gracile e cuneato, decussa, forma il lemnisco mediale. Il lemnisco mediale va a finire nei nuclei ventrodorsali del talamo. Dai nuclei ventrodorsali del talamo si porta alla corteccia sensoriale primaria.La seconda via è la via del cordone anterolaterale, la quale porta afferenze di tipo termico e dolorifico. A seconda della tipologia dell’afferenza, dalla periferia, la vie prendono decorsi diversi.Il fascicolo gracile-cuneato rimane omolaterale e decussa a livello pontino, la via della sensibilità tattile e dolorifica, invece, decussa subito, a livello spinale.A seconda del punto di inserimento nel midollo spinale, le vie si diversificano anche per la loro posizione all’interno delle colonne dorsali. C’è, quindi, un’organizzazione somatotopica.L’organizzazione somatotopica prevede il mantenimento dei rapporti reciproci che sono presenti in periferia. (mantenuti via via che si passa nelle varie stazioni del sistema nervoso centrale).Il rispetto della posizione reciproca delle zone di provenienza cutanea è mantenuto: nelle colonne dorsali, nei nuclei gracile e cuneato, nel talamo e nella corteccia sensoriale.L’organizzazione somatotopica del talamo è tale per cui le afferenze in arrivo (nella zona ventrale posteriore per quanto riguarda le vie della sensibilità discriminativa ) si distribuiscono: nella zona più mediale, vicino ai nuclei intralaminari, per quanto riguarda le afferenze provenienti dal capo; quelle provenienti dal tronco, dagli arti e da tutto il resto della cute si distribuiscono nella zona più laterale.Il talamo è il relay più importante afferente; tutto ciò che entra in corteccia passa dal talamo.Dal talamo si passa alla corteccia sensoriale primaria. La corteccia sensoriale primaria è localizzata nella scissura post-rolandica.(La corteccia associativa prefrontale è la corteccia da dove si ritiene che emerga la programmazione del movimento; da essa gli impulsi vengono mandati alla corteccia motoria primaria.)Una volta ricevute le informazioni, dalla corteccia sensoriale primaria esse devono giungere alla corteccia motrice. (Le sensazioni verranno elaborate in una serie di strutture complesse che convogliano i nuclei della base e il cervelletto, dopo di che l’informazione sensoriale verrà gestita dalle cortecce associative, che raccoglieranno tutte le informazioni per elaborare il progetto di movimento, che verrà poi convogliato al giro precentrale per l’attuazione del movimento.) Si tratta di movimenti volontari.La corteccia sensoriale primaria riceve: le sensibilità discriminative (tattile e propriocettiva) e la sensibilità termica, mentre non riceve la sensibilità dolorifica, la quale è convogliata verso altre strutture, che sono connesse con centri nervosi che riguardano anche un atteggiamento comportamentale.Le afferenze sensoriali sono dislocate nella corteccia sensoriale primaria, ma, anche, in altre zone, a seconda di quali siano queste afferenze. ( afferenze visive, afferenze uditive).Sia la corteccia visiva che la corteccia uditiva sono contornate da una grossa zona di corteccia associativa. All’interno della corteccia sensoriale primaria è mantenuta la distinzione non solo tra la distribuzione somatotopica (omunculo sensitivo), ma, nell’ambito di una stessa zona corticale, viene mantenuta, anche, la differenziazione tra i recettori a lento adattamento e i recettori ad adattamento rapido. La corteccia è in grado di discernere se uno stimolo arriva da un recettore a rapido adattamento o a lento adattamento.

Dai nuclei ventro-laterali del talamo le vie che arrivano alla corteccia sensoriale primaria, arrivano su vari livelli. Dal livello quinto partono, ad esempio, delle vie discendenti, in cui l’informazione afferente dal talamo va ai nuclei della base, al tronco dell’encefalo e al midollo spinale, queste sono le vie riverberanti, che servono per il mantenimento del controllo motorio.Le altre vie, invece, arrivano fino al secondo strato corticale, differenziandosi in due punti ravvicinati. La via proveniente dallo stesso punto arriva con due vie diverse, a seconda che si voglia percepire quello che è successo nei recettori a lento adattamento e a rapido adattamento. Di uno stesso stimolo si sa, quindi, non soltanto da quale zona proviene, non soltanto qual è l’intensità legata alla frequenza degli impulsi in arrivo, ma, anche, se la stimolazione dei recettori a lento e a rapido adattamento è di un tipo o di un altro. Questa ravvicinanza, e l’informazione reciproca elaborata nello stesso tratto della corteccia, ci consentono di dire: da dove proviene lo stimolo, se lo stimolo è protratto, se è lungo, se è acuto… E’, quindi, una percezione molto complessa.

Ogni zona è caratterizzata da recettori tattili con un campo percettivo variabile e con una soglia variabile. La stessa distribuzione è riproposta e amplificata nella corteccia sensoriale primaria. Più della metà di tutta la corteccia è deputata alla percezione della sensibilità tattile discriminativa del capo; in particolare del viso, della lingua e della faringe.La quantità di afferenze che provengono da queste zone periferiche alla corteccia sensoriale primaria è molto più ampia e, quindi, c’è bisogno di una corteccia molto più ampia, di un numero di neuroni più ampio e di circuiti neuronali più ampi e complessi per poter integrare tutte queste informazioni.Il fatto che la corteccia sia corrugata è un’esigenza anatomica, funzionale, per aumentare lo spazio a disposizione dei neuroni, sulla superficie cranica.Anche il piede ha una rappresentazione abbastanza ampia. (camminandoci dobbiamo avere la percezione della posizione dei piedi sul terreno).La distribuzione di recettori sul viso è importante anche perché, nel viso, abbiamo anche altri organi recettoriali come l’occhio. Le afferenze visive vanno sulla corteccia calcarina, ma, tutte le strutture nel viso che proteggono gli occhi sono riccamente provviste di recettori.(basta sfiorare la cornea o una palpebra per accorgersene).Questa distribuzione è abbastanza mantenuta in tutta la scala evolutiva, per lo meno per quanto riguarda i mammiferi.

(a secondo della specie e a secondo dell’utilizzo che la specie fa della propria superficie corporea “l’omuncolo” sensitivo, ricostruito sulla base di come sono distribuiti i circuiti sensoriali nella corteccia sensoriale, è diverso).

RECETTORI TERMICII recettori termici, o termocettori, sono recettori composti da una terminazione libera.Ci sono due tipi di termocettori.I recettori cutanei sono distinti in recettori che rispondono al freddo e recettori che rispondono al caldo.Questi recettori sono terminazioni libere, che si approfondano nel derma, e che sono adatti alla percezione della temperatura ambientale, sia dell’area che degli oggetti che tocchiamo.Questi recettori fanno si che, insieme alla percezione tattile, si abbia anche la capacità di percepire la temperatura dell’oggetto.C’è anche una seconda modalità di percezione della temperatura che è una percezione della temperatura endogena.La temperatura endogena è una temperatura intorno ai 37°C per lo meno in una zona, detta del core termico (core=nucleo). La temperatura nel nostro organismo non è costante ma segue delle stratificazioni; c’è una zona centrale, che comprende gli organi nobili (cervello, cuore, polmoni, fegato), dove la temperatura è mantenuta rigorosamente costante a 37°C. I termorecettori sono in parte localizzati sulla superficie. Questi ci informano della temperatura esterna, essi ci evitano di toccare delle superfici a temperatura troppo alta o troppo fredda.La temperatura del core centrale deve essere mantenuta rigorosamente costante per motivi di ordine metabolico. Questa temperatura è rilevata da recettori termici che sono dei neuroni ipotalamici, che si trovano nell’ipotalamo. L’ipotalamo è bagnato dal sangue e il plasma ha tra le sue funzioni quella di rendere omogenea la temperatura del core termico.Ogni variazione della temperatura del core termico, rilevata dall’ipotalamo, avrà un effetto comportamentale, oltre che un effetto dettato da delle risposte cardiovascolari e respiratorie che sono attivate dalla risposta ipotalamica.Ci sono due classi di recettori cutanei: per il freddo e per il caldo.I recettori per il freddo rispondono in maniera notevole e immediata se la temperatura è tra i 24 e i 26°C circa. La frequenza di scarica quando vengono sottoposti a temperature superiori decade. Sono, quindi, recettori che servono per rilevare le basse temperature.(basse rispetto alla temperatura corporea di 37°C).Ci sono altri recettori che sono adibiti alla percezione del caldo. Rispondono molto bene se esposti a temperature di circa 45°C; non rispondono dai 35° in giù né dai 50° in su.Oltre i 50° non rispondono perche vengono “fritti”.I recettori cutanei per il caldo e per il freddo sono quindi , in un certo modo, recettori difettivi.(anche quelli per il dolore).

I NOCICETTORIIl nocicettore è un recettore per il dolore.E’ difficile parlare di recettore specifico per il dolore. La sensazione dolorifica viene indotta sulle terminazioni libere, anche sui recettori termici, dalla liberazione nel tessuto di alcune sostanze.Se prendiamo un nocicettore, cioè una terminazione libera nota per convogliare la risposta dolorifica, e lo sottoponiamo ad un aumento di temperatura, la sua entità di stimolazione aumenta linearmente.Il nocicettore può essere un termocettore che si trasforma in un recettore del dolore nel momento in cui la temperatura aumenta.Lo stesso recettore può avere sia funzione di termocettore che di nocicettore. Il recettore termico, nel momento in cui percepisce una temperatura che va al di fuori dell’ambito fisiologico, evoca una risposta di tipo dolorifico.I recettori termici e i recettori dolorifici convogliano le loro afferenze lungo la stessa via antero-laterale.

Dal punto di vista fisiologico il dolore ha un’accezione positiva. La percezione del dolore è un segnale di qualche cosa che non va; è un atteggiamento difensivo. Il dolore serve a preservare la funzione fisiologica. Sono molte le cause che possono generare dolore.Un qualsiasi tipo di stimolo che induca una potenziale o un’effettiva lesione nel tessuto determina, nel tessuto stesso, la stimolazione di terminazioni libere, ad opera di alcune sostanze. Queste sostanze sono fisiologicamente presenti sia nei tessuti che nel plasma. Esse sono, ad esempio, l’istamina, liberata dai mastociti, per esempio a seguito di una pressione troppo elevata; o la bradichinina, la quale è un vaso dilatatore che determina un maggiore afflussso di sangue alla zona, ma la sua liberazione nel tessuto causa anche la stimolazione di questi terminali della fibra nocicettrice.Un altro potente effettore che induce la stimolazione di queste fibre afferenti è la serotonina. Altri effettori sono le prostaglandine e il potassio.Tutte queste sostanze sono liberate o direttamente dal tessuto o dal vaso sanguigno e determinano l’eccitazione di questo terminale afferente.Il terminale afferente conduce il suo stimolo attraverso una fibra afferente, che ha il suo neurone nel ganglio delle radici dorsali paravertebrali.Vi è, in oltre, la sostanza P, la quale è prodotta da un terminale dello stesso neurone afferente. Questa sostanza P agisce sul mastocita, attraverso una sostanza che è chiamata CGRP (proteina, che assomiglia molto all’ormone calcitonina ma non è un ormone). La sostanza P induce un potenziamento del rilascio di istamina da parte del mastocita.Tanta più istamina c’è tanto più il neurone viene eccitato. L’eccitazione di questo neurone, da parte di una di queste sostanze, determina una sovraesposizione sensoriale del neurone, che conduce un’informazione che non è più la stessa informazione che poteva condurre, per esempio, rilevando una stimolazione tattile o una stimolazione termica. Essendo una sovraesposizione induce una liberazione eccessiva di glutammato. Il glutammato è un mediatore eccitatorio del midollo spinale così come della maggior parte delle vie eccitatorie del sistema nervoso centrale, che induce la sensazione di dolore.La sensazione di dolore non è percepita come tale a livello spinale; è percepita come tale grazie all’integrazione che viene fatta di questo segnale in alcuni nuclei sovrassiali.

SOSTANZA FONTE ENZIMA CHE PARTECIPA ALLA SUA SINTESI

AZIONE SULLE FIBRE AFFERENTI PRIMARIE

Potassio Cellule lese AttivazioneSerotonina Piastrine Triptofan-idrolasi AttivazioneBradichinina Chinogeno plasmatico Callicreina AttivazioneIstamina Mastociti AttivazioneProstaglandine Acido arachidonico-

cellule leseCiclossigenasi Sensibilizzazione

Leucotrieni Acido arachidonico-cellule

5-lipossigenasi Sensibilizzazione

Sostanza P Fibre afferenti primarie Sensibilizzazione

Attivazione significa che la fibra afferente, che era normalmente in stato di riposo, viene eccitata. La liberazione di una di queste sostanze (potassio, serotonina, bradichinina, istamina) determina un’attivazione dei canali della cellula, i quali inducono l’insorgenza di un potenziale d’azione.La sensibilizzazione, invece, è una modificazione della capacità della cellula di rispondere ad altri stimoli. (esempio: se ci siamo scottati la superficie scottata rimane sensibile; anche per stimolazioni di temperature basse sentiremo fastidio).

Sensibilizzare significa rendere la cellula più sensibile ad uno stimolo, normalmente non sufficiente per indurre una soglia.Sensibilizzare, quindi, vuol dire avvicinare la cellula ad un potenziale che è quello della soglia.Mentre l’attivazione prevede il raggiungimento della soglia, sensibilizzare corrisponde a spostare il potenziale della cellula verso il potenziale soglia senza raggiungerlo. Basteranno, quindi, degli stimoli più bassi, rispetto a prima, per raggiungere la soglia.La sensibilizzazione fa si che la fibra nervosa sensibilizzata risponderà a degli stimoli dolorifici molto più bassi e meno dannosi di quanto richiesti per rispondere, precedentemente alla sensibilizzazione.L’attivazione è momentanea, resta tale mentre permane lo stimolo. La stessa fibra dolorifica afferente può rispondere in modo diverso, a secondo del tipo di stimolo dolorifico dato. Se viene attivata da potassio, serotonina, bradichinina e istamina c’è l’attivazione: l’effetto è limitato nel tempo e anche nello spazio; mentre, invece, se la lesione è più ampia e prevede la liberazione di altre sostanze, quali prostaglandina, leucotrieni e sostanzaP, allora abbiamo, oltre all’attivazione, anche una sensibilizzazione, e in questo caso la sensazione dolorifica è più intensa e anche più protratta e più marcata.