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IL SISTEMA NERVOSO

� Struttura e organizzazione del sistema nervoso� Le cellule del sistema nervoso� La trasmissione delle informazioni: potenziale di riposo e

potenziale d’azione� Le sinapsi� Midollo spinale e arco riflesso� L’encefalo: diencefalo, telencefalo, corteccia e aree cerebrali� Romboencefalo� Aree di integrazione e sistema limbico� Sistema nervoso periferico: simpatico e parasimpatico� Patologie degenerative del sistema nervoso� Link a : neurotrasmettitori, sostanza grigia, sostanza bianca,

ipotalamo, mesencefalo

INDICE


Struttura del sistema nervoso


Organizzazione del sistema nervoso

Gli stimoli provenienti dall’esterno sono percepiti dai recettori sensoriali e vengono trasmessi, tramite neuroni sensoriali , al sistema nervoso centrale (SNC), che elabora le risposte e le invia tramite neuroni motori agli organi effettori

Stimolo esterno Recettore sensoriale Neurone sensoriale

Neurone motorioEffettore

→ →

↓

←←

Sistema nervoso centrale


Le cellule del SNC

Il sistema nervoso è costituito essenzialmente da due tipi di cellule: i neuroni e le cellule gliali .I neuroni sono le unità strutturali su cui si basa tutta la rete di trasmissione degli impulsi nervosi; le cellule gliali hanno invece il compito di proteggere, sostenere e nutrire i neuroni. I principali tipi di neuroni sono:

Neuroni sensoriali Interneuroni Neuroni motori

↓Ricevono informazioni sensoriali dall’esterno

e le trasmettono al SNC

Trasmettono impulsi all’interno del SNC

↓Inviano informazioni agli organi effettori

↓


Un tipico neurone, come quello motorio, è formato da un corpo cellulare, diversi dendriti e un assone

Struttura del neurone


Alcune cellule gliali del sistema nervoso periferico (SNP), le cellule di Schwann , si avvolgono a spirale attorno agli assoni formando una guaina isolante costituita da mielina . La guaina mielinica non ècontinua, ma presenta un certo numero di interruzioni, i nodi di Ranvier , a intervalli regolari

La guaina mielinica


� La trasmissione delle informazioni lungo gli assoni avviene mediante impulsi nervosi, ossia segnali di natura elettrochimicache si propagano molto velocemente sfruttando la differenza di potenziale presente normalmente ai due lati della membrana assonica

� Gli impulsi corrispondono a rapide variazioni del potenziale di membrana cui fa seguito il ritorno alla condizione di riposo

Impulso nervoso


In assenza di impulsi nervosi, sui due lati della membrana dell’assonesi registra una differenza di potenziale pari a –70 mV (potenziale di riposo ), con l’interno carico negativamente rispetto al’esterno

Potenziale di riposo


Quando l’assone è percorso da un impulso, si registra una rapida inversione di polarità: la carica interna diventa temporaneamente positiva rispetto all’esterno.Questa inversione di polarità è il potenziale d’azione

Potenziale d’azione


Frequenza del potenziale d’azione

� La risposta a uno stimolo è del tipo “tutto o niente”

� All’aumentare dell’intensità dello stimolo aumenta la frequenza dei potenziali d’azione


La causa del potenziale di riposo

La differenza di potenziale sui due lati della membrana assonica èmantenuta da una proteina, la pompa Na+/K+, che, a ogni giro, trasporta 3 ioni Na+ all’esterno dell’assone e 2 ioni K+ all’interno


Come si instaura il potenziale d’azione

Quando il neurone riceve uno stimolo adeguato, i canali del sodio si aprono permettendo la rapida entrata degli ioni Na+; la differenza di potenziale passa da –70 mV a circa +40 mV


Ripolarizzazione

Riassumendo, quando un impulso nervoso attraversa un neurone, lamembrana assonica, che si trova allo stato di riposo (–70 mV), si depolarizza (+40 mV) e subito dopo si polarizza nuovamente, tornando allo stato iniziale


Fasi dell’impulso in sintesi

Riassumendo, quando passa un impulso nervoso, la membrana assonica, che si trova allo stato di riposo (-70 mV), si depolarizza (+40 mV) e, quindi, si ripolarizza tornando allo stato iniziale


Fibre mieliniche e amieliniche

In una fibra amielinica i canali del sodio e del potassio sono disseminati lungo tutta la fibra, mentre in quella mielinica sono presenti solo nei nodi di Ranvier: l’impulso viaggia quindi per salti ed è molto più veloce


Le sinapsi sono giunzioni specializzate tra due neuroniSono di due tipi:

Sinapsi

chimiche elettriche

↓Sono giunzioni in cui i due neuroni non sono direttamente in contatto, ma presentano uno spazio che separa la cellula presinaptica da quella postsinaptica. Il messaggio passa attraverso i neurotrasmettitori

Sono giunzioni attraverso le quali il potenziale si trasmette senza interruzioni da un neurone all’altro o da un neurone a un organo effettore (p.e. nel cuore e nel canale digerente)

↓


La sinapsi chimica

� Quando il potenziale d’azione arriva alla terminazione assonica, provoca l’ingresso di ioni Ca++ con conseguente liberazione di un neurotrasmettitore nello spazio sinaptico

� Il neurotrasmettitore si lega a recettori specifici (proteine) presenti sulla membrana del neurone postsinaptico, determinando la trasmissione dell’impulso nervoso


Sistema nervoso centrale e periferico

� Il SNC comprende l’encefalo(cervello, cervelletto e tronco cerebrale) e il midollo spinale , avvolti e protetti da tre meningi: dura madre, aracnoide e pia madre

� Il SNP è costituito dai nervi cranici (che si connettono direttamente all’encefalo) e dai nervi spinali (che stabiliscono connessioni con il midollo spinale)


Midollo spinale

� Nel midollo spinale si distingue una regione centrale formata da sostanza grigia e una zona periferica costituita da sostanza bianca

� Lateralmente alla colonna sono situati i gangli che contengono i corpi cellulari dei neuroni periferici

� Traumi al midollo spinale comportano lesioni con paralisi che possono essere più o meno estese a seconda della regione interessata


Arco riflesso

Nel midollo spinale i neuroni sensoriali, gli interneuroni e i neuroni motori sono connessi tra loro mediante archi riflessi


Risposta rapida agli stimoli

L’arco riflesso permette all’organismo di rispondere rapidamente a uno stimolo


Il SNP motorio è suddiviso in:

Suddivisionedel sistema nervoso periferico motorio

Somatico Autonomo

↓

Controlla l’attività volontaria dei muscoli scheletrici

Controlla l’attività involontaria del muscolo cardiaco e della muscolatura liscia resente nei vasi sanguigni e nei sistemi digerente, respiratorioed escretore

↓

La distinzione tra volontario e involontario non è così netta, in quanto un muscolo si può muovere involontariamente (come nel caso dell’arco riflesso), oppure l’attivazione del sistema autonomo può essere controllata (come nel caso del training autogeno)

→ simpatico

parasimpatico→


� il sistema simpatico prepara il corpo all’azione, per esempio durante una situazione di stress o di fuga, e rende il corpo pronto a combattere o fuggire

� il sistema parasimpatico è coinvolto nelle attività di recupero dell’energia ed è attivo durante la digestione (favorendo le funzioni tipiche dei periodi di riposo)

I sistemi simpatico e parasimpatico

Mediatore del simpatico

Mediatore del parasimpatico

I sistemi simpatico e parasimpatico sono antagonisti:


Azioni del simpatico e parasimpatico


Confronto tra parasimpatico e simpatico

Il sistema parasimpatico e quello simpatico presentano differenze funzionali e strutturali:


Suddivisione dell’encefalo

L’encefalo può essere suddiviso nelle seguenti strutture:


Il prosencefalo si suddivide in: diencefalo e telencefalo

Il diencefalo

� Il diencefalo è costituito da talamo e ipotalamo; il talamo è la regione in cui transitano le informazioni sensoriali prima di arrivare alla corteccia cerebrale

Sezione longitudinale dell’encefalo umano


Il telencefalo:

� è costituito dai due emisferi cerebrali collegati tra loro dal corpo calloso: l’emisfero destro sembra essere responsabile dei fenomeni intuitivi e artistici, mentre quello sinistro è sede della elaborazione razionale

� presenta la sostanza bianca disposta internamente e la sostanza grigia disposta nella regione più esterna (corteccia cerebrale)

� è in grado di ricevere, elaborare e inviare simultaneamente migliaia di messaggi; in esso ha luogo l’attività cosciente: percezione, comprensione e rielaborazione delle informazioni

Il telencefalo: gli emisferi cerebrali


La corteccia cerebrale è suddivisa in lobi, in cui possiamo individuare delle aree specifiche in relazione alla funzione svolta. Esiste una notevole asimmetria tra i due emisferi cerebrali, chericevono e mandano impulsi in modo “incrociato”

La corteccia cerebrale


Le aree della corteccia si distinguono in sensoriali e motorie: le prime ricevono le informazioni dalla periferia, dalle seconde partono gli stimoli verso i muscoli

Corteccia motoria e sensoriale

La corteccia sensoriale èinteressata alla ricezione delle informazioni provenienti dalla periferia

Dalla corteccia motoria partono gli stimoli destinati ai

muscoli volontari e involontari


Il romboencefalo

Il romboencefalo è la struttura più antica dell’encefalo e governa le funzioni fisiologiche essenziali; è suddiviso in:

midollo allungato ponte cervelletto

↓

È la sede del controllo del ritmo respiratorio e cardiaco, oltre che

del riflesso della deglutizione

Connette tra loro parti dell’encefalo; èattraversato da

numerosi neuroni, sensoriali o motori

↓

Regola l’equilibrio, coordina i movimenti muscolari, è coinvolto

nella capacità di socializzazione e di

comunicazione

↓


La coordinazione tra le diverse regioni dell’encefalo è resa possibile da attività d’integrazione a cui partecipano:

Aree di integrazione

Formazione reticolare

� l’area di elaborazione intrinseca , di cui fanno parte diverse regioni della corteccia cerebrale, soprattutto del lobo frontale, che sono essenziali nell’apprendimento, nell’elaborazione delle informazioni e nella capacità di progettazione a lungo termine

� la formazione reticolare , che è una fitta rete di neuroni responsabile dello stato di veglia e di coscienza, ed è in grado di filtrare le informazioni in entrata; tale formazione si estende dal tronco cerebrale alla corteccia attraverso il talamo


Sistema limbico

� Il sistema limbico è costituito da neuroni subcorticali che mettono in relazione l’ipotalamo con la corteccia cerebrale: è coinvolto nelle emozioni e nella regolazione del sonno

� Del sistema limbico fanno parte due importanti strutture, l’ippocampo e l’amigdala che, insieme alla corteccia prefrontale e al talamo, partecipano alla fissazione della memoria


Patologie neurodegenerative

� La sclerosi laterale amiotrofica (SLA ) è una malattia degenerativa che colpisce le aree motorie della corteccia cerebrale, causando atrofia muscolare e quindi paralisi. Questa malattia evolve in maniera progressiva, senza alterare le sensazioni o l’intelletto dell’individuo, ed è provocata dall’accumulo del neurotrasmettitore glutammato

� Il morbo di Parkinson è una malattia degenerativa che si manifesta con rigidità della mimica facciale, disturbi alla deambulazione e tremore alle mani. È dovuta alla morte delle cellule del mesencefalo; i sintomi compaiono quando il 70% dei neuroni è stato distrutto


Patologie neurodegenerative

Il morbo di Alzheimer è una malattia degenerativa che comporta una progressiva perdita della memoria e termina con una grave forma di demenza; nei tessuti malati si riscontra la formazione di placche neuritiche (ammassi di assoni degenerati) associate a sostanza beta amiloide

placche

Tessuto normale Tessuto malato


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IL SISTEMA NERVOSO


Neurotrasmettitori

Esistono sinapsi eccitatorie o inibitorie a seconda che il neurotrasmettitore determini la depolarizzazione o la iperpolarizzazione della membrana


Sostanza grigia

La sostanza grigia è formata da gruppi di corpi cellulari. Questi gruppi sono detti nuclei se si trovano nel SNC e gangli se si trovano nel SNP

gangli

↓↓↓↓

SNP

nuclei

↓↓↓↓

SNC

Gruppi di corpi cellulari↓↓↓↓↓↓↓↓


Sostanza bianca

La sostanza bianca è formata da fasci di assoni rivestiti dalla guaina mielinica, di colore chiaro. Questi fasci sono detti tratti se si trovano nel SNC e nervi se si trovano nel SNP

nervi

↓↓↓↓

SNP

tratti

↓↓↓↓

SNC

Fascio di assoni↓↓↓↓↓↓↓↓


Ipotalamo

� L’ipotalamo è il principale centro di integrazione del sistema neuroendocrino: libera ormoni e controlla la secrezione da partedell’ipofisi

� Inoltre, l’ipotalamo contribuisce a regolare i ritmi di veglia e di sonno e coordina le attività associate al sesso, alla fame, alla sete, al piacere, al dolore e alla rabbia


Il mesencefalo

Il mesencefalo collega il ponte al diencefalo; ècostituito da nervi che inviano segnali provenienti dalla periferia verso il cervello e ha un importante ruolo nel localizzare i suoni o nel coordinare i movimenti degli occhi

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