LA PROPAGAZIONE DEL SEGNALE NERVOSO
sistema nervoso
centrale (SNC)
periferico (SNP)
collega il SNC agli organi di senso e agli effettori
neuroni
unità funzionale del tessuto nervoso
cellula in grado di trasmettere impulsi elettrici
formato da:
- corpo cellulare
- dendriti
- cono di emergenza
- assone
- bottone sinaptico
- contiene il nucleo;
- ricevono info in entrata;
/////////////////////////////////////// - trasporta info in uscita
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cellule gliali
funzioni:
- nutrono neuroni;
- rimuovono rifiuti metabolici;
- accelerano la condizione dell'impulso;
- forniscono sostegno;
- isolamento neuroni;
- protezione neuroni
oligodendrociti (SNC) e cellule di Schwann (SNP) si avvolgono a spirale attorno agli assoni e formano la guaina mielinica.
Le interruzioni sono dette NODI DI RANVIER
potenziale di riposo
posizionando un microelettrodo all'esterno di un neurone e uno all'interno, si registra una differenza di potenziale di circa -70mV tra interno ed esterno
il potenziale elettrico dell'assone dipende dalla differenza di concentrazione degli ioni presenti ai due lati della membrana (K+ e Na+)
in condizioni di riposo la concentrazione di K+ nel citoplasma è x30 volte che all'esterno;
La concentrazione di Na+ nel liquido extracellulare è x10 volte che nel citosol;
In condizioni di equilibrio si ha una lieve prevalenza di cariche negative dentro la cellula. La membrana è detta POLARIZZATA
passaggio degli ioni
la membrana cellulare è impermeabile agli ioni e a gran parte delle molecole polari
il passaggio di particelle dipende da:
- canali di fuga (proteine integrali di membrana attraverso cui le particelle passano per diffusione);
- canali a controllo di potenziale (si aprono e si chiudono in base alle variazioni del potenziale elettrico);
- pompa sodio-potassio (proteina integrale di membrana che consuma ATP, trasporta Na+ all'esterno e K+ all'interno)
potenziale d'azione
- potenziale d'azione: se l'assone è percorso da uno stimolo, la carica diventa temporaneamente positiva rispetto all'esterno;
- Impulso nervoso: potenziale d'azione che procede lungo la membrana
- fase di depolarizzazione
Lo stimolo della membrana fa aprire i canali Na+, gli ioni entrano per gradiente di concentrazione e di carica. Si ha una temporanea modifica della polarità della membrana, positiva all'interno. La differenza di potenziale passa da -70 mV a +40mV e dura un millisecondo, quindi i canali Na+ si chiudono
- fase post-iperpolarizzante
Si aprono i canali K+ e gli ioni fuoriescono dall'assone; il potenziale elettrico si abbassa (fino a -80mV)
- fase di ripolarizzazione
Si chiudono i canali K+, grazie alla pompa sodio-potassio il potenziale di riposo è ripristinato
impulso nervoso
si muove in un'unica direzione lungo l'assone. La regione dell'assone immediatamente precedente al passaggio del potenziale d'azione ha un breve periodo refrattario
La sua risposta a uno stimolo segue il principio del tutto o niente: se lo stimolo è abbastanza forte, si genera un potenziale d'azione, altrimenti non viene prodotto
l'intensità di uno stimolo modifica la frequenza, ma non l'ampiezza dell'impulso
la sua velocità di propagazione dipende da:
- dimensione dell'assone (più veloce negli assoni con diametro maggiore);
- presenza della guaina mielinica (più veloce quando è presente);
- vasocostrizione (il freddo e la pressione sul nervo rallentano la propagazione, per minore afflusso di sangue)
guaina mielinica: i canali ionici e i trasporti mediante pompa sodio-potassio si trovano solo nei nodi di Ranvier, quindi i potenziali d'azione "saltano" da un nodo al successivo
COMUNICAZIONE TRA NEURONI
sinapsi
giunzioni specializzate che permettono la trasmissione dei segnali da un neurone all'altro
esistono sinapsi elettriche e sinapsi chimiche, che richiedono l'azione di NEUROTRASMETTITORI
sono sintetizzati nei singoli neuroni e impacchettati all'interno di vescicole presenti nelle terminazioni assoniche
azione:
- arrivo di un potenziale d'azione: fusione delle vescicole con la membrana;
- rilascio dei neurotrasmettitori nello spazio intersinaptico;
- i neurot. si legano a recettori sulla membrana della cellula postsinaptica (generano un nuovo potenziale d'azione);
- ricapitazione: neurotrasmettitori riassorbiti dalla terminazione presinaptica
tipi diversi:
- amminoacidi (GABA e acido glutammico);
- ammine biogene (serotonina, catecolamine, acetilcolina);
- neuropeptidi (encefaline, endorfine, sostanza P, neurotossina);
- neurotrasmettitori gassosi (NO, CO)
ANATOMIA
SNP formato da:
- vie sensoriali
- vie motorie
i corpi cellulari sono spesso raggruppati in gangli, mentre gli assoni sono raggruppati in fasci chiamati nervi
NERVI CRANICI
NERVI SPINALI
12 paia, nervi sensoriali e motori che collegano la testa e il collo con la porzione encefalica del SNC
31 paia, collegano il midollo spinale con una determinata area del corpo
le fibre motorie e sensoriali dei nervi si separano quando arrivano al midollo spinale
Radice dorsale (fibre sensoriali)
Radice ventrale (fibre dei neuroni motori)
sistema nervoso autonomo
sistema parasimpatico, coinvolto nelle attività di recupero del corpo, si trova prevalentemente a livello craniale e sacrale
sistema simpatico, prepara il corpo all'azione, si localizza a livello toracico e lombare
generalmente hanno azioni antagoniste
riceve info dal mondo esterno e dall'ambiente interno, le elabora e trasmette le risposte agli organi di senso e agli organi effettori
comprende;
- encefalo, protetto dalle ossa del cranio;
- midollo spinale, nella colonna vertebrale
sono avvolti da tre membrane chiamate meningi
- dura madre, la più esterna;
- aracnoide;
- pia madre, sottile e ricca di capillari
tra aracnoide e pia madre, si trova il liquor cefalorachidiano/liquor, che ha funzione protettiva
suddivisi in:
- sostanza grigia, formata in gran parte da interneuroni, dai corpi cellulari dei neuroni motori, dalle cellule gliali e dalle fibre nervose amieliniche;
- sostanza bianca, costituita dagli assoni dei neuroni sensoriali e motori
nel midollo spinale: la sostanza grigia (forma di H), sostanza bianca esterna.
nell'encefalo: sostanza grigia esterna, sostanza bianca interna
MIDOLLO SPINALE
si estende dalla nuca fino alla seconda vertebra lombare
i neuroni sono raggruppati per ogni lato in corno dorsale o posteriore (interneuroni) e corno ventrale o anteriore (motoneuroni).
Al centro della sostanza grigia: canale centrale del midollo, attraversato dal liquor.
Sostanza bianca: cordone dorsale, laterale e ventrale
ENCEFALO
durante lo sviluppo embrionale, a partire dal tubo neurale compaiono tre vescicole, che generano le principali regioni encefaliche
PROSENCEFALO
telencefalo
diencefalo
MESENCEFALO
ROMBOENCEFALO
formato dal cervello, diviso in 2 emisferi collegati tra loro dal corpo calloso
- talamo
- ipotalamo
- epifisi
formato da fasci di nervi che inviano al cervello i segnali dalla periferia del corpo
- cervelletto
- midollo allungato
- ponte
mesencefalo, midollo allungato e ponte formano il tronco encefalico
IL TELENCEFALO E LA CORTECCIA CEREBRALE
il cervello pesa circa 1400 grammi;
diviso in due emisferi
ogni emisfero è diviso in 4 lobi:
- lobo frontale;
- lobo parietale;
- lobo temporale;
- lobo occipitale;
divisione in lobi determinata dalla presenza di due solchi (/scissure)
solco centrale
solco laterale
parte più esterna = corteccia cerebrale
essenziale per elaborare e coordinare le informazioni
alcune aree sono state mappate in relazione alla funzione che svolgono
- corteccia motoria;
- corteccia sensoriale;
- corteccia uditiva;
- corteccia visiva
ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
aree di elaborazione intrinseca
lo scambio di info tra le diverse regioni del cervello avviene grazie ai numerosi assoni riuniti in fasci, detti tratti di associazione
le aree della corteccia associativa o aree di elaborazione intrinseca sono le regioni che partecipano all'elaborazione delle informazioni
le regioni sono molto più sviluppate nei primati che negli altri mammiferi, soprattutto negli esseri umani
formazione reticolare
rete diffusa di neuroni che si estende dal tronco cerebrale alla corteccia. Tutti i sistemi sensoriali inviano fibre a questa struttura, che discrimina i dati importanti da quelli che non lo sono
sistema limbico
rete di neuroni, in gran parte subcorticali, che comprende alcune aree del telencefalo e del diencefalo
impulsi ed emozioni (fame, sete, desiderio sessuale) sono tradotti in azione complesse (mangiare, bere, corteggiare un'altra persona)
coinvolto nella regolazione del sonno, durante il quale il nostro cervello è attivo
percezione sensoriale
sonno
presenta 5 stadi differenti:
- sonno leggero;
- 2 stadi intermedi;
- stadio profondo;
- fase REM
recettori sensoriali = strutture che ricevono stimoli di natura chimica o fisica
- meccanocettori (percepiscono modificazioni meccaniche);
- chemiocettori (attivati da stimoli chimici);
- fotorecettori (sensibili agli stimoli luminosi);
- termocettori (rispondono a variazioni di temperatura);
- nocicettori (legati alla sensazione del dolore);
- osmocettori (percepiscono la pressione osmotica dei liquidi corporei);
- barocettori (sensibili alle variazioni di pressione)
in base alla struttura si distinguono in:
- terminazioni nervose libere (dolore, calore e sensazioni sulla pelle);
- terminazioni nervose incapsulate (meccanocettori);
- cellule specializzate (prendono contatto con singoli neuroni)
recettori del tatto
superficie della pelle:
- dischi di Merkel (sensazioni tattili a lento adattamento);
- corpuscoli di Meissner (attivati da stimoli tattili lievi: mani, labbra, lingua, genitali)
derma profondo:
- corpuscoli di Ruffini (rispondono a stiramenti e vibrazioni);
- corpuscoli di Pacini (rispondono a stiramenti e vibrazioni)
propriocettori: presenti a livello di muscoli, tendini, articolazioni (e nell'orecchio interno)
nocicettori: terminazioni nervose libere che si attivano in conseguenza a stimoli eccessivi (dolorosi) di temperatura, pressione o stiramento, per la presenza di sostanze chimiche tipiche dell'infiammazione, come l'istamina.
sono distribuiti in tutto il corpo
occhio
vi si trovano fotorecettori (coni e bastoncelli)
composto da un bulbo oculare, composto da tre tonache:
- tonaca fibrosa esterna (sclera e cornea);
- tonaca vascolare (coroide e iride, con il foro della pupilla);
- tonaca sensoriale interna (retina)
dietro all'iride c'è il cristallino (permette la messa a fuoco).
L'interno del bulbo oculare è occupato da umor acqueo e umor vitreo
Retina costituita da: strato pigmentato esterno e strato nervoso, composto da 3 file di cellule:
- coni (visione a calori) e bastoncelli (visione notturna);
- cellule bipolari di associazione;
- cellule gangliari
accomodazione = variazione della curvatura del cristallino. Necessaria per mettere a fuoco oggetti a distanza
orecchio
permette di percepire i suoni e mantenere l'equilibrio
costituito da:
- orecchio esterno (padiglione auricolare e condotto uditivo, termina con la membrana del timpano);
- orecchio medio (3 ossa, incudine, martello e staffa, congiungono il timpano con la finestra ovale);
- orecchio interno (canali semicircolari, vestibolo e coclea)
Le onde sonore producono una serie di vibrazioni in queste strutture, trasmesse fino alle cellule ciliate dell'organo del Corti, nella coclea
equilibrio
vestibolo costituito da 2 porzioni membranose dilatate: sacculo e utricolo.
All'interno si trovano i recettori per l'equilibrio statico
Equilibrio dinamico: si regola grazie a 3 canali semicircolari, ognuno disposto su un piano perpendicolare rispetto agli altri 2
naso e lingua
contengono chemiorecettori che reagiscono a particolari sostanze chimiche.
Interagiscono per la definizione del gusto
cellule olfattive = neuroni modificati in grado di percepire fino a 10 000 odori diversi
cellule gustative: distinguono dolce, salato, amaro, aspro e umami
contenute nei calici o bottoni gustativi, che tappezzano le papille gustative presenti sulla lingua