IL SISTEMA NERVOSO (SN)

Funzione

  • Funge da supporto fisiologico allo sviluppo di qualità come il pensiero, la memoria, l'emozione, il linguaggio;
  • integra in breve tempo un'alta quantità di informazioni e coordina le funzioni delle diverse parti del corpo

Caratteristiche

Rapidità e complessità delle interazioni

Opera secondo un modello ben preciso che implica:

  1. raccolta di stimoli provenienti dall'esterno o dall'interno del corpo attraverso i recettori sensoriali;
  2. integrazione e analisi delle informazioni a cui fa seguito l'elaborazione di una risposta adeguata;
  3. attivazione degli organi effettori, cioè muscoli o ghiandole, che eseguono la risposta

Costituzione

Formato da un solo tipo di tessuto, il tessuto nervoso, che comprende i neuroni (unità funzionali del sistema nervoso) e le cellule gliali

Neuroni sensoriali: rilevano diversi stimoli ambientali e li trasmettono al sistema nervoso centrale

Interneuroni: ricevono i segnali dai vari neuroni sensoriali e li integrano tra loro

Neuroni motori: ricevono le risposte agli stimoli elaborate dal sistema nervoso centrale e le trasmettono agli organi effettori, cioè muscoli o ghiandole

IL POTENZIALE D'AZIONE

L'eccitabilità dei neuroni dipende da:
-esistenza di un potenziale elettrico di membrana;
-presenza di canali ionici specifici

Molte cellule del corpo presentano un potenziale di membrana (dipende sempre da quanti e quali canali sono aperti), cioè una differenza di carica elettrica tra il versante interno e quello esterno della membrana plasmatica; una cellula che possiede un potenziale di membrana è chiamata polarizzata. La differenza di carica elettrica tra i due lati della membrana è dovuta a flussi di ioni (soprattutto Na+ e K+) che entrano ed escono dalla cellulla grazie a proteine transmembrana che formano dei canali ionici. Quando sono aperti, questi canali permettono a specifici ioni di diffondere spontaneamente dalla zona a maggiore concentrazione verso la zona a minore concentrazione

🔑 Quando il neurone è a riposo (cioè quando non sta conducendo un impulso nervoso), il potenziale di membrana è chiamato potenziale di riposo (-70 mV)

Il potenziale d'azione è una breve e improvvisa inversione del potenziale di membrana

Esterno della cellula

  1. I canali del K+ aperti creano il potenziale di riposo

Tempo 1

  1. Si aprono altre porte di attivazione del canale del Na+ voltaggio-dipendente , causando un rapido picco di depolarizzazione: un potenziale d'azione (+45 mV) (in questo caso non si verifica nessuna perdita di segnale). Esso ha la durata di un millisecondo o meno, ed è una risposta del tipo «tutto o nulla»; in seguito i canali del sodio si chiudono, permettendo l'inizio della ripolarizzazione della membrana

Tempo 2

  1. Tutti i canali regolati si chiudono. La cellula torna al suo potenziale di riposo. Si riaprono le porte di inattivazione del Na+, propagandosi come una corrente auto-generatasi

Il potenziale d'azione non si scatena se la depolarizzazione non raggiunge il valore soglia

  1. Le porte di attivazione di alcuni canali del Na+ si aprono, depolarizzando la cellula fino al livello di soglia (-55mV)

🔑 Quando un potenziale d'azione viene stimolato in una regione della membrana, la corrente elettrica scorre verso le aree adiacenti della membrana stessa, depolarizzandole

  1. Le porte di inattivazione del canale del Na+ si chiudono, rendendo la membrana refrattaria; si attivano i canali del K+ voltaggio-dipendente ripolarizzando e anche iperpolarizzando la cellula

La velocità di questo tipo di trasmissione continua, varia da 1 a 10 m/s ed è tanto maggiore quanto maggiore è il diamentro della fibra nervosa

Un potenziale d'azione, negli assoni mielinizzati, sembra "saltare" da nodo a nodo (conduzione saltatoria, circa 50 volte più veloce di quella continua presente nei neuroni senza mielina)

LE SINAPSI

I neuroni comunicano tra loro e le cellule bersaglio (ghiandole e fibre muscolari) a livello delle sinapsi; il neurone che manda il segnale (unidirezionale) è quello presinaptico, mentre la cellula ricevente è detta postsinaptica. Tra le due membrane si crea una fessura sinaptica

Da un punto di vista funzionale si distinguono due tipi di sinapsi: sinapsi chimiche (in cui il segnale passa da una cellula all'altra grazie ad un messaggero chimico) e sinapsi elettriche (in cui il potenziale d'azione diffonde direttamente dalla cellula presinaptica a quella postsinaptica)

  1. La trasmissione attraverso le sinapsi chimiche inizia con l'arrivo di un potenziale d'azione
  1. Si aprono i canali del Na+; la depolarizzazione provoca l'apertura dei canali del Ca+ voltaggio-dipendenti
  1. Il Ca2+ entra nella cellula e attiva la fusione di vescicole contenenti l'acetilcolina con la membrana presinaptica
  1. Le molecole di acetilcolina diffondono attraverso la fessura sinaptica e si legano ai recettori posti sulla membrana postsinaptica
  1. I recettori attivati aprono i canali cationici (cioè di Na+, K+ e Ca2+) e depolarizzano la membrana postsinaptica
  1. Il propagarsi della depolarizzazione attiva un potenziale d'azione sulla membrana postsinaptica
  1. L'acetilcolina viene scissa nelle parti costituenti, che vengono riassorbite dalla cellula presinaptica. In questo modo l'acetilcolina e le vescicole vengono riciclate

Diversamente, i neurotrasmettitori con azione inibitoria (il GABA è il più importante) inducono l'apertura di canali che permettono l'ingresso di ioni Cl-, provocando iperpolarizzazione

PRINCIPALI NEUROTRASMETTITORI

Acetilcolina (ACh): ha un'azione eccitatoria quando viene rilasciato a livello delle giunzioni muscolari, inibitoria invece nell'ambito del sistema parasimpatico

Aspartato, glutammato: amminoacidi che si possono ritrovare nelle catene proteiche e sono di natura eccitatoria

Glicina acido γ-amminobutirrico (GABA): derivato del glutammato che media segnali di natura inibitoria.
I farmaci come le benzodiazepine, utilizzati come ansiolitici e sedativi, minano le azioni del GABA

Noradrenalina: neurotrasmettitore principale del sistema ortosimpatico che fa parte delle catacolammine

Dopamina: catacolammina protagonista di molti dei circuiti nervosi che regolano i movimenti.
Alterazioni del sistema doparminegico sono alla base di gravi patologie del sistema nervoso, quali il morbo di Parkinson (dove si ha la distruzione di alcuni circuiti che rilasciano dopamina) e la schizofrenia (dove si ha un eccessivo rilascio di questo neurotrasmettitore)

Istamina: coinvolta nel mantenimento dello stato di veglia

Serotonina: coinvolta dal controllo della temperatura al ritmo sonno-veglia, dal tono dell'umore (una sua carenza è coinvolta nello sviluppo della depressione) all'effetto di LSD, uno dei più forti allucinogeni conosciuti

Endorfine e encefaline: sono dei peptidi che modulano le vie nervose del dolore. I loro recettori vengono attivati da sostanze narcotiche

Sostanza P: viene rilasciata da neuroni sensibili al calore e al dolore

Ossido di azoto (NO): non è un neurotrasmettitore classico, in quanto diffonde attraverso le membrane invece di essere rilasciato presso le sinapsi. Permette a una cellula postsinaptica di influenzare una cellula presinaptica