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:

  1. corpo cellulare
  2. dendriti
  3. cono di emergenza
  4. assone
  5. bottone sinaptico
  1. contiene il nucleo;
  2. ricevono info in entrata;
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  3. 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
  1. 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

  1. fase post-iperpolarizzante

Si aprono i canali K+ e gli ioni fuoriescono dall'assone; il potenziale elettrico si abbassa (fino a -80mV)

  1. 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