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SISTEMA NERVOSO AUTONOMO

S.N.A parte del sistema nervoso che provvede alla innervazione di quegli organi (costituiti essenzialmente da muscolatura liscia) che devono operare indipendentemente dalla volontàInnerva quindi: - mm.liscia

- mm. Cardiaca- ghiandole esocrine

S.N.Somatico muscolatura scheletrica innervata direttamente da motoneuroni che sono nel S.N.centrale

S.N.Autonomo la componente efferente presenta SEMPRE una stazione intermedia definita GANGLIO AUTONOMO che si trova nel S.N.Periferico

Ganglio ------ ammasso di cellule nervose (esistono anche i Gangli Spinali – sensitivi) Nel SNA sono distinguibili in base alla loro posizione in:

- Paravertebrali : costituiscono il “tronco simpatico”- Collaterali : si trovano tra i neuroni di origine dell’SNA e gli

organi bersaglio- Terminali : sono all’interno della parete degli organi bersaglio

Il SNA può essere suddiviso in tre componenti:- Simpatico (o toraco-lombare)- Parasimpatico (o cranio-sacrale)- Enterico localizzato nella parete degli organi digerenti e media i riflessi digestivi

I neuroni primari(pre-gangliari) che danno origine ai sistemi Simpatico e Parasimpatico si trovano nel midollo spinale, nella regione intermedia, in particolare:- COLONNA INTERMEDIO-LATERALE (e MED) per il sistema Toraco-lombare (C8L3)- NUCEO SACRALE (S2-S3-S4) e NUCLEI DEI NERVI CRANICI per la componente Cranio-Sacrale

SIMPATICO – Toraco-Lombare

I neuroni pregangliari del Sistema Simpatico originano dalla Colonna Intermedio-Lat (zona intermedia sost.grigia).Da qui escono dal midollo attraverso la radice ANT dei nervi spinali.Poco dopo essere usciti dal midollo la maggior parte degli assoni dei neuroni del simpatico entrano (attraverso il ramo comunicante bianco) nei Gangli Paravertebrali (tronco del Simpatico).Qui fanno sinapsi con altri neuroni che costituiscono la componente post-gangliare del simpatico, gli assoni di questi ultimi neuroni rientrano nei nervi spinali attraverso il ramo comunicante grigio per portarsi ai loro rispettivi organi bersaglio.

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Alcune fibre originate dalla Colonna intermedio-lat non fanno sinapsi nei gangli Paravertebrali ma su altri gangli posti direttamente nelle vicinanze dei loro organi bersaglio(quindi possono anche non rientrare nel n.somatico), questi gangli sono:- g.celiaco- g.mesenterico superiore- g.mesenterico inferiore I quali distribuiscono le loro fibre post-gangliari anche agli organi uro-genitali

PARASIMPATICO – Cranio-sacrale

CRANIO – i neuroni pregangliari della componente craniale si trovano in alcuni nuclei dei nervi cranici, posti a varie altezze nel tronco dell’encefalo

- Edinger-Westfal- Salivatorio Superiore- Salivatorio Inferiore- Dorsale del n.Vago- Ambiguo

1) dal nucleo di Edinger-Westfal le fibre escono attraverso il n.Oculomotore (III), le fibre fanno sinapsi nel ganglio ciliare da cui partono le fibre post-gangliari che si distribuiscono ai muscoli intrinseci dell’occhio

2) dal nucleo salivatorio superiore le fibre escono attraverso il n.Faciale (VII) e vanno a fare sinapsi con due distinti gangli : il ganglio pterigopalatino e il ganglio sottomandibolare.- dal g. pterigopalatino vanno alle gh.lacrimali e naso-palatine

(n.xxxxxxxx)- dal g. sottomandibolare vanno alle gh.sottolinguali e

sottomandibolari (n.xxxxxxxx)

3) dal nucleo salivatorio inferiore le fibre escono attraverso il n.glossofaringeo (IX) e vanno a fare sinapsi nel ganglio otico da cui le fibre post-gangliari si portano alla gh.parotide

4) dai nuclei dorsale del vago e ambiguo, attraverso il n.Vago (X), le fibre si portano a diversi gangli terminali che si distribuiscono (plessi) all’ampia varietà di organi che il Vago innerva: cuore, organi del respiro e apparato digerente (fino alla flex colica SX)

SACRALE – la componente pregangliare sacrale del parasimpatico origina dalla colonna intermedio-lat del midollo a livello sacrale (Nuc.Sacrale – S1-S2-S3).

Uscendo dal midollo le fibre pregangliari costituiscono i nn.Splancnici pelvici, i quali si portano a vari gangli terminali, posti in corrispondenza dell’ultimo tratto dell’apparato digerente (dopo la flex colica sx) e degli organi dell’apparato uro-genitale

Queste fibre controllano perciò- minzione- defecazione

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- erezione organi cavernosi

CONTROLLO DEL SNA SU ALCUNI IMPORTANTI ORGANI

1) OCCHIO - riflesso pupillare

Il SNA (orto e para) controllano, ad esempio, lo stato di contrazione della pupilla (m.ciliare)Midriasi (dilatazione) SIMPATICOMiosi (contrazione) PARASIMPATICO

PARASIMPATICOLa via afferente (occhio-encefalo) viaggia attraverso il n.Ottico(II), insieme a tutte le fibre sensitive provenienti dalla retina, una quota di queste fibre si distacca dalla via ottica principale (fascio mediale) e giunge al PRETETTO.Da qui nascono le fibre dirette ai nuclei di Edinger-Westphal di ENTRAMBI i lati (coordinazione pupille). Da questi ultimi nascono, infine, le fibre efferenti pregangliari parasimpatiche del riflesso, che viaggiano all’interno del n.Oculomotore (III) fino al Ganglio Ciliare, da questo nascono le fibre post-gangliari che si distribuiscono al m.sfintere della pupilla (MIOSI)ORTOSIMPATICOLa via efferente ortosimpatica nasce al livello più alto della colonna intermedio-lat del midollo, in una zona definita “Centro Ciliare”, da qui le fibre pregangliari escono dal midollo e fanno sinapsi nel più alto ganglio del tronco del simpatico: il Ganglio cervicale superiore (tronco del simpatico), da qui le fibre post gangliari seguono la carotide interna fino al m.radiale dell’iride (MIDRIASI)

2)VESCICA – minzione

La minzione (atto dell’urinare) è sotto il controllo prevalente del sistema Parasimpatico.Il controllo della vescica invece è sotto il controllo combinato dell’ortosimpatico (nn.splancnici lombari) e del parasimpatico (nn.splancnici pelvici).

PARASIMPATICOMeccanocettori (pressione vescicale) e Nocicettori trasportano, attraverso fibre afferenti al midollo, lo stimolo per la minzione.Fibre parasimpatiche efferenti pregangliari originano dalla colonna intermedio-lat sacrale (para), da qui attraverso i nn.splancnici pelvici si portano a gangli terminali da cui partono le fibre post-gangliari che costituiscono il Plesso Ipogastrico e si distribuiscono ai muscoli:

- m. Detrusore della Vescica (CONTRAZIONE)- m. Sfintere Interno (RILASCIAMENTO)

Tuttavia la minzione richiede anche l’intervento della volontà (x fortuna!!!), infatti attraverso il n.Pudendo interno avviene il rilasciamento del m.Sfintere Esterno (inizio minzione)

ORTOSIMPATICOL’ortosimpatico media lo stato della vescica che permette l’accumulo dell’urina.Dalla colonna intermedio-lat lombare nascono le fibre pregangliari che attraverso i nn.splancnici lombari giungono al Ganglio Mesenterico Inferiore, da qui originano le fibre postgangliari che si distribuiscono ai muscoli

- m.Detrusore della Vesciva (RILASCIAMENTO)

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- m.Sfintere Interno (CONTRAZIONE)In pratica permette il riempimento della vescica fino alla nascita degli stimoli mintori3) RETTO – defecazione

Triplice controllo: Simpatico, Parasimpatico e Volontà.

PARASIMPATICODalla colonna intermedio-lat sacrale nascono le fibre parasimpatiche pregangliari che, attraverso i nn.splancnici pelvici, fanno sinapsi in gangli terminali della parete dell’ultimo tratto dell’intestino. Da questi partono le fibre postgangliari che si distribuiscono al m.Sfintere Interno e alla muscolatura delle pareti del retto.L’azione è simile a quella che ha sulla vescica, cioè contrazione della muscolatura della parete e rilasciamento dello Sfintere Interno.

Come per la minzione, anche la defecazione rimane sotto il controllo della volontà che per mezzo del n.Pudendo determina il rilasciamento della Sfintere Esterno.

ORTOSIMPATICODa colonna intermedio-lat lombare, attraverso i nn.splancnici lombari, le fibre pregangliari raggiungo il Ganglio Mesenterico Inferiore, le fibre postgangliari si portano così al retto dove determinano contrazione dello Sfintere Interno e rilassamento della parete dell’organo.

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SISTEMA NERVOSO AUTONOMO – NEUROTRASMETTITORI

Il neurotrasmettitore più diffuso nel SNA è l’Acetilcolina (Ach), poiché questo è il neurotrasmettitore di TUTTE le componenti pregangliari, sia simpatici che parasimpatici.Le fibre postgangliari invece si differenziano:- parasimpatico Acetilcolina- simpatico Noradrenalina (o Adrenalina a livello della

Surrenale)

-ACETILCOLINA-

Ci sono 2 tipi di recettori per l’Ach:- NICOTINICO (ionotropo – canale ionico)- MUSCARINICO (metabotropo – 2°mess)

A loro volta i recettori Nicotinici sono suddivisi in:- di Tipo NERVOSO (2α β γ δ) è quello che troviamo dei gangli vegetativi- di Tipo MUSCOLARE (subα + subβ) placca neuromotrice

E i recettori Muscarinici in:- M1 a livello dei gangli vegetativi- M2 a livello del Cuore- M3 a livello della Muscolatura Liscia, in particolare del Tubo Digerente

A livello dei Gangli Vegetativi c’è una terza possibilità, che ha la funzione di modulare la risposta dei due tipi di recettori: RECETTORI PEPTIDERGICI (sensibili a neuropeptidi) che modulano l’effetto dei primi due tipi di recettori modificando il pot. di Membrana, facilitando e meno, quindi, il legame con i neurotrasmettitore (non generano mai Pot d’Azione)

RECETTORE NICOTINICO di Tipo Nervoso

Recettore IONOTROPO (2α β γ δ) accoppiato ad un canale ionico, il legame recettore-neurotrasmettitore determina l’apertura di canali sulla memb. postsinaptica che causa un POTENZIALE POSTSINAPTICO ECCITATORIO (EPSP)Questo è un pot. PRECOCE, infatti si ha la risposta nel giro di 20ms (grazie al suo accoppiamento con il canale). Generalmente ad un EPSP è accoppiato un POT. D’AZIONE.

RECETTORI MUSCARINICI M1 – Gangli Vegetativi

I recettori muscarinici sono definiti METABOTROPI in quanto non sono accoppiati a un canale ionico, ma a un 2°messaggero che attiva una serie di processi intermedi, che portano, fra le altre cose, alla nascita di un EPSP TARDIVOQuando avviene il legame recettore-neurotrasmettitore (nel rec. M1) viene attivata una proteina Gq (subα di tipoQ) la quale attiva la FosfolipasiC che scinde i fosfolipidi (PIP2) di membrana in IP3 e DAG i quali mobilizzano le riserve di Ca2+ intracellulare, il calcio (anche

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per il legame con la Calmodulina) esercita effetti vari, tra cui attivazione di Proteine Chinasi o apertura di canali ionici i quali generano correnti ioniche che, in definitiva, producono un EPSP TARDIVORECETTORI MUSCARINICI M2 - Cuore

Il Parasimpatico raggiunge il cuore attraverso il n.VagoIl legame Ach-recettoreM2 attiva una proteina Gi (inibitoria) che svolge 2 principali azioni:- Apre canali per K + , che fuoriuscendo dalla cellula,

iperpolarizza la membrana (agisce soprattutto a livello del Nodo SA)- Inibisce l’Adenilato-ciclasi, riducendo quindi la [cAMP] e in

definitiva riducendo l’afflusso di Ca2+

Queste due azioni determinano l’effetto complessivo che il parasimpatico ha sul cuore:- CRONOTROPISMO NEGATIVO diminuzione della

frequenza cardiaca- INOTROPISMO NEGATIVO diminuzione della forza

contrattile- DROMOTROPISMO NEGATIVO diminuzione della

velocità di conduzione cardiaca

RECETTORI MUSCARINICI M3 – Tubo Digerente

Con meccanismi simili all’M1 il legame recettoreM3-Ach determina:- AUMENTO motilità- AUMENTO secrezioni (ghiandolari e non)

-ADRENALINA e NORADRENALINA-

Rappresentano i neurotrasmettitori postgangliari del SNA SIMPATICO e agiscono su 5 tipi di recettori METABOTROPI: La NORADRENALINA agisce su tre tipi di recettori α1, α2 e β1L’ADRENALINA agisce invece sui recettori α1, α2, β1 e β2Esiste poi un terzo tipo di recettori, il recettore β3, che è presente nel tessuto adiposo BRUNO

RECETTORI α1

Il recettore α1 attiva una proteina Gq (la stessa degli M1) con conseguente aumento, per mezzo di IP3 e DAG, del Ca2+ intracellulareQuesto causa CONTRAZIONE della muscolatura liscia di Bronchioli, Sfinteri, Utero e Vasi SanguigniL’unica eccezione è la Muscolatura Intestinale che viene rilasciata, probabilmente per effetto di un canale K+

RECETTORI α2

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Agisce tramite una proteina Gi (inibitoria), questa causa diminuzione della [cAMP] e di conseguenza una diminuzione del Ca2+ intracellulareINIBIZIONE della secrezione di alcune ghiandole sulle quali arriva l’innervazione simpatica: SALIVARI e PANCREAS ENDOCRINO (ma anche sulle surrenali)Inoltre possono essere presenti nei gangli vegetativi, nella componente presinaptica, dove esercitano una modulazione del rilascio di Ach

RECETTORI β1

Sono presenti a livello Cardiaco dove svolgono effetti opposti a quelli del parasimpaticoAgisce tramite una proteina Gs (stimolatoria) che aumenta la [cAMP] con conseguente aumento del Ca2+ intracellulare e la comparsa di effetti:- CRONOTROPISMO POSITIVO- INOTROPISMO POSITIVO- DROMOTROPISMO POSITIVO

RECETTORI β2

Si trovano su Bronchi, Vasi e UteroCon un meccanismo ancora poco chiaro diminuiscono la [Ca2+]intracellulare con conseguente RILASCIO della muscolatura liscia di questi vasi (infatti i β-stimolanti sono usati per curare gli attacchi d’asma)

Nel complesso , riassumendo tutte le funzioni che svolge a livello dei vari distretti del corpo, possiamo affermare che il SIMPATICO ha una azione ERGOTROFICA, entra cioè in gioco ogni volta che l’organismo deve affrontare una situazione di stress (sia interno che esterno) che impone una risposta di allarme e mobilizzazione di materiale energetico.AZIONI:- Occhio Midriasi (visione a distanza)- Cuore (β1) Eff.Cronotropo, Inotropo e Dromotropo

positivo mettono il corpo in grado di correre o resistere per esempio a uno shock- Intestino (α1) Inibisce motilità e secrezione per evitare di

disperdere energie e per mantenere il sangue nelle regioni più utili alla risposta d’allarme

- In generale reazioni di mobilizzazione di riserve energetiche

Il PARASIMPATICO interviene invece in condizioni TROFOTROFICHE, cioè quando l’organismo è a riposo e può dedicarsi all’accumulo di riserve (REST & DIET)AZIONI:- Occhio Miosi - Cuore (M2) Eff.Cronotropo, Inotropo e Dromotropo

negativa- Intestino (M3) Aumenta motilità e secrezioni- In generale reazioni di deposito delle riserve energetiche

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In generale quindi simpatico e parasimpatico hanno effetti OPPOSTI, con l’eccezione del controllo sugli organi riproduttivi dove, nell’uomo per esempio, hanno i seguenti effetti:PARA erezioneORTO eiaculazione

IPOTALAMO

Il controllo superiore delle funzioni autonome è affidato all’IPOTALAMO (secondo Sherrington “il ganglio principale del corpo umano).

E’ fondamentale per regolare tutte quelle funzioni che devono rimanere costanti nel corso della vita, es. Temperatura, in pratica controlla tutte quelle funzioni omeostatiche, organizzando le risposte che ripristinano il valore ideale in seguito a variazioni e agendo non solo sul SNA ma anche su altre strutture (es. Ipofisi)

Pesa 7-8g ed è divisa in due componenti:

- LATERALE è presente un gruppo di fibre che nel complesso è definito come “ fascio telencefalico mediale” e dei nuclei non ben definiti che nel complesso prendono il nome di “nuclei del Tuber Cinereum”

- MEDIALE si distingue un gruppo di nuclei ANTERIORI, INTERMEDI e POSTERIORI

- ANTERIORE - n.paraventricolare integrazione sensitiva e valutazione

- n.preottico devianza da valori biologici

- n.sopraottico + n.magnicellulari neuroipofisi

- n.sovrachiasmatico orologio biologico

- INTERMED. - nn.arcuato e infundibolare (regolazione peso corporeo)

- n.ventromediale regolazioni complesse, quali accrescimento,

- n.dorsomediale maturazione sessuale e riproduzione

- POSTERIORE - nn.mammillari (PREmamm,mamm.PROP.DETTO, SOPRAmamm)

- n.post ipotalamo

Per coordinare le sue risposte l’Ipotalamo riceve fibre AFFERENTI da:- Sistema Limbico- Nuclei di origine delle fibre del SNA

Dall’Ipotalamo partono poi le fibre EFFETTRICI che si dirigono a:

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- Nuclei di origine delle fibre del SNA- Midollo Spinale- Sistema Limbico

FIBRE AFFERENTIDal sist limbico

- Fascicolo telencefalico mediale provengono e vanno al sist.limbico (AFF/EFF)

- Fornice connette Ippocampo e Ipotalamo, arriva ai nuclei mammillari

- Stria Terminale connette Amigdala e Ipotalamo, arriva alla zona ventro-mediale

Dai nuclei del tronco dell’encefalo connessi al SNA (principale nuc sensibilità viscerale)

- Fascicolo Noradrenergico ventrale connette il nuc.del tratto solitario e il nucleo

paraventricolare dell’ipotalamo- Fascicolo Noradrenergico dorsale connette il Locus

Ceruleus e l’ipotalamo POST- Fascio Serotoninergico che origina dai nuclei del Rafe- Fascio Adrenergico dal midollo allungato- Fascio Retino-Ipotalamico origina dalla retina e arriva al

nucleo soprachiasmatico (orologio biologico), responsabile del Ritmo CircadianoDal talamo e dai nuclei della base

- Fascio Talamo-ipotalamico- Fascio Pallido-Ipotalamico- Fascio longitudinale dorsale di Schutz connette ipotalamo

al tronco dell’encefalo, riceve e trasmette informazioni sensoriali

FIBRE EFFERENTI

- Fascio Mammillo-talamico nuclei mammillari – nuclei anteriori talamo (sist limbico)

- Fascio Mammillo-tegmentale nuclei mammillari – sost.reticol. mesencefalo (SNA)

- Fascio Ipotalamo-Ipofisario si suddivide in due sotto fascicoli che nascono dai nuclei sopraottico e paraventricolare, si dirige all’ipofisi permettendo così anche il controllo della funzione endocrina

CONTROLLO IPOTALAMICO DEL PESO CORPOREO

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In passato si pensava che al mantenimento della costanza del peso corporeo provvedesse essenzialmente l’Ipotalamo, in particolare si pensava che ci fossero due centri:- CENTRO DELLA FAME (ipotalamo lat) – attivo costantemente- CENTRO DELLA SAZIETA’ (ipotalamo med) – inibisce centro fameStimolando/distruggendo i due centri ottenevo risposte di assunzione di cibo o di digiuno

Oggi questa visione è cambiata

3gruppi di meccanismi:

1) Meccanismi di controllo a BREVE TERMINE (fame nel corso della giornata)2) Meccanismi che controllano la QUANTITA’ di cibo assunto in un pasto3) Meccanismi a LUNGO TERMINE (mantenimento costanza del peso)

FATTORI CHE CONTROLLANO L’ASSUNZIONE A BREVE TERMINE

- Aumento della Motilità (Intestinale)- Aumento della Temperatura (fino al completamento

dell’assunzione di cibo)- Aumento Insulinemia che comporta una Caduta della

glicemia

MECCANISMI CHE CONTROLLANO L’ASSUNZIONE DURANTE IL PASTO

- Distensione dello Stomaco- CCK che media la sensazione di sazietà nell’ipotalamoQuesti due stimoli indicano al SNC di inibire l’assunzione di cibo, mediante fibre afferenti VAGALI che arrivano al nucleo del Tratto Solitario da cui si portano all’ipotalamo

FATTORI CHE CONTROLLANO L’ASSUNZIONE A BREVE TERMINE

Leptina ormone prodotto dagli adipociti (gene Ob), che quindi è proporzionale alla massa grassa dell’organismo.Il suo ruolo è quello di fare perdere peso (ratti Ob/Ob sono obesi e hanno diabete di tipo2)

La Leptina agisce sui Nuclei Arcuati dell’Ipotalamo su recettori OBR (il rec mutato in Topi Db/Db causa gli stessi sintomi della mancata produzione di leptina negli Ob/Ob).Nell’Ipotalamo l’attivazione dei recettori OBR influenza la produzione di:- NPY (INIBITO)- ORM. α-melanotropo (ATTIVATO)

Il NPY, tramite l’azione della Orexina, è in grado di aumentare l’assunzione di cibo, il consumo di energia e il tono del parasimpatico (Eff. Anabolico!!!)

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L’ormone α-melanotropo ha invece azioni opposte, facilitando azione ormoni Tireotropo e Corticotropo, diminuendo assunzione di cibo, aumentando il consumo di energia e aumentando il tono del simpatico (Eff. Catabolico!!!)

Quindi la Leptina fa sì che prevalgano gli effetti dell’ormone α-melanotropo, con conseguente diminuendo assunzione di cibo, aumentando il consumo di energia e aumentando il tono del simpatico

A livello ipotalamico l’ormone α-melanotropo agisce attraverso due tipi di recettori: MC3 e MC4. Esiste una proteina (simil-Aguti) che ha un effetto antagonista su questi recettori ed è prodotta dalle stesse cellule che provvedono alla secrezione del NPY (effetto agonista con NPY)

Inoltre sembra che l’ormone α-melanotropo possa attivare, a livello del muscolo scheletrico, le proteine di disaccoppiamento UCP-1 e UCP-2, che disperdono l’energia associata alla catena respiratoria di produzione di ATP

CONTROLLO IPOTALAMICO DELLA FUNZIONE ENDOCRINA

Le modalità con cui l’Ipotalamo influenza la funzione endocrina sono due:

- DIRETTA (neuroipofisi) neuroni magnicellulari dei nuc sopraottico e paraventricolare

- INDIRETTA (adenoipofisi) neuroni parvicellulari dei nuc ventro-med, dorso-med,

arcuato (e infundibolare)

I neuroni MAGNICELLULARI producono direttamente ADH e OSSITOCINA e li trasportano nella ipofisi posteriore dove sono accumulate associate alle neurofisine, da qui entrano nel circolo sistemico (neurosecrezione)

I neuroni PARVOCELLULARI producono le LIBERINE o le INIBINE, che modulano la secrezione degli ormoni prodotti dalla adenoipofisi, che vengono rilasciate nel sistema portale ipofisario

NEURONI MAGNICELLULARI NEUROIPOFISI

ADH fondamentale per il controllo del bilancio idro-salino dell’organismo, facendo risparmiare acqua

Secrezione aumentata da :- ↑ osmolarità plasma (osmocettori presenti anche

nell’ipotalamo)- ↓ massa liquida extracellulare (volume plasmatico)- Morfina, barbi turici, nicotina- Dolore, stress, fatica

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Secrezione diminuita da:- ↓ osmolarità plasma- ↑ massa liquida extracellulare- Alcool

L’ADH, per l’azione di risparmio idrico che effettua, agisce su due sistemi:

1) RENE – a livello del Dotto Collettore e parte terminale del Tubulo Distale, qui l’ADH si lega a recettori di tipo V2, che attraverso una proteina Gs aumenta la [cAMP] la quale attiva a sua volta una Chinasi che in definitiva aumenta la sintesi delle ACQUAPORINE (aumentando il riassorbimento di acqua)

2) VASI – attraverso recettori di tipo V1

Normalmente la secrezione di ADH è inibita da una scarica tonica proveniente da VOLOCETTORI (atrii e polmoni) e BAROCETTORI (arco aortico e seno carotideo).Quando si verifica una riduzione del volume ematico si ha una perdita di questa scarica tonica con conseguente liberazione di ADH.

OSSITOCINA interviene al momento del parto, aumentando le contrazioni della muscolatura uterina (durante la gravidanza queste contrazioni sono inibite dal Progesterone), le quali a loro volta aumentano la secrezione di Ossitocina (riflesso di Ferguson)

Accanto a questa funzione durante il parto, l’ossitocina determina anche la contrazione delle cellule mioepiteliali dei dotti galattofori, determinando l’eiezione di latte. Il riflesso comincia con lo stimolo della suzione del capezzolo da parte del neonato

NEURONI PARVICELLULARI ADENOIPOFISI

Tramite la liberazione di particolari peptidi ad azione ormonale i neuroni parvicellulari dell’ipotalamo sono in grado di controllare il rilascio degli ormoni adenoipofisari

LIBERINE /favoriscono la liberazione di:- TRH TSH e prolattina- CRH ACTH, β-lipoproteina- GnRH LH e FSH- PRF prolattina- MRF MSH (melanotropo), β-endorfine- GHRH o GRH GH

INIBINE o STATINE /inibiscono la liberazione di:- PIH prolattina- GIH GH

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- MIF di MSH

Gli ormoni della adenoipofisi sono suddivisi in due gruppi in base alla loro funzione:

1) GLANDOTROPI – hanno come bersaglio una ghiandola endocrina- ACTH Gh.Surrenale- TSH Tiroide- LH e FSH gonadi

2) NON GLANDOTROPI- Prolattina- GH- α-MSH - β-endorfine

Il controllo sul rilascio degli ormoni adenoipofisari è basato su dei circuiti di controllo a feed-back che possono coinvolgere anche i tessuti bersaglio:

- BREVI controllo feed-back operato sulla cellula che produce l’ormone stesso

- LUNGHI controllo un gradino a monte, (es. organoipofisi O ipofisiipotalamo)

- EXTRA-LUNGHI controllo da organo bersaglio a ipotalamo

Oltre che il controllo sull’assunzione di cibo, l’ipotalamo controlla l’assunzione di liquidi (l’eccessivo carico infatti è un problema del rene soprattutto) evitando situazione di disidratazione.

L’aumento di osmolarità o un ridotto volume ematico (quindi diminuzione della Pa) sono stimoli che ci portano ad assumere acqua, infatti oltre a risposte ormonali (ADH), come al solito, l’Ipotalamo agisce modificando il comportamento, aumentando cioè il desiderio di acqua.

L’ADH e l’ANGIOTENSINA II lavorano insieme per contrastare perdita di liquidi (reninaangiotensinaaldosterone)

Effetti Angiotensina II (attiva) :- vasocostrizione arteriosa (↑RPT ↑Pa)- determina secrezione ALDOSTERONE aumento osmolarità per riassorbimento Na+

- facilita secrezione di ADH- aumenta la sensazione di sete

Altri stimoli per la ricerca di acqua (sensazione della sete) sono:- SECCHEZZA DELLE FACI- ORGANO SUBFORNICALE che informa l’area preottica sul

volume di acqua circolante

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IPOTALAMO – TERMOREGOLAZIONE

La temperatura è un parametro che va assolutamente mantenuto il più costante possibile, anche se leggere variazioni rispetto al valore medio di 37°C sono comunque fisiologiche, specialmente in relazione al ritmo circadiano- Picco MINIMO 3-4 mattino, nella seconda metà della

notte- Picco MASSIMO seconda metà di un periodo di veglia

(pomeriggio)

Vi sono poi variazioni nel corso della vita, in particolare la temperatura di abbassa di qualche decimo di grado con l’invecchiamento

In realtà, quando si parla di temperatura costante, si intende costante nelle parti più interne dell’organismo, vi sono infatti regioni (prima fra tutte la CUTE) che subiscono notevoli sbalzi termici senza risentirne.

La CUTE, per la sue esposizione all’ambiente esterno, ha un ruolo fondamentale nella termoregolazione, infatti il calore prodotto e accumulato all’interno del corpo è dissipato dalla cute, che attraverso particolari accorgimenti è in grado di regolare la quantità di calore ceduto all’ambiente, in base alla situazione interna.

Fonti di CALORE – TERMOGENESI:

- CATABOLISMO- AZIONE DINAMICO SPECIFICA DEGLI ALIMENTI- ESERCIZIO FISICO- BRIVIDI (attività muscolare a scopo termogenetico)- TERMOGENESI DEL T.ADIPOSO BRUNO (neonato)

Meccanismi di Termodispersione:

- IRRAGGIAMENTO si cede calore per mezzo di onde INFRAROSSE

- CONDUZIONE si cede calore ad un altro corpo, che in partenza presenta una

temperatura inferiore (es. aria esterna)- CONVEZIONE passaggio di calore attraverso un Fluido

(es. aria in movimento)- EVAPORAZIONE legata alla perdita d’acqua, può

essere:– perspiratio insensibilis (quota minima di

evaporazione)– perspiratio sensibilis (legata alla sudorazione)

Fra i meccanismi di termogenesi ve n’è uno particolare: il BRIVIDO, che consiste in un aumento del tono muscolare e nella genesi di piccoli movimenti, questo lavoro muscolare aggiuntivo è una buona fonte di calore, infatti il brivido è messo in atto in risposta a temperature atmosferiche fredde.

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Comunque, la regolazione principale della temperatura corporea è a carico della CUTE, in particolare del distretto circolatorio cutaneo. Il sistema nervoso (Ipotalamo SNA) infatti è in grado di variare la perfusione del letto vascolare in questione in base alle condizioni:- T° FREDDE VASOCOSTRIZIONE risparmio di calore- T° CALDE VASODILATAZIONE dispersione di calore

Azione del SNA- Simpatico VASOCOSTRIZIONE- Parasimpatico SUDORAZIONE e VASODILATAZIONE

(non x via nervosa, infatti è causata dalla Bradichinina presente nel sudore)

Esistono 2 tipi di recettori nell’organismo che controllano la T° corporea:

1) PERIFERICI cute e del midollo spinale (sensazione di caldo/freddo)2) CENTRALI a livello del Nuc.Preottico dell’Ipotalamo, (sensibili a caldo e freddo)

Inoltre a questo livello arrivano informazioni provenienti dai recettori periferici

L’ipotalamo di configura quindi come centro di integrazione che stabilisce il valore ideale di temperatura e si adopera, modulando il SNA, per mantenerlo il più costante possibile.

IPOTALAMO ANTERIORE risponde al CALDO e favorisce TERMOLISI (sudorazione e vasodilatazione)

IPOTALAMO POSTERIORE risponde al FREDDO e favorisce TERMOGENESI (brividi, vasocostrizione e termogenesi t.ad.bruno)

Al solito l’Ipotalamo non controlla solo risposte automatiche, ma governa anche il comportamento, sua è la responsabilità del desiderio di coprirsi in risposta al freddo o svestirsi in risposta al caldo.

Ci sono, infine, condizioni in cui l’organismo non riesce a mantenere la temperatura nei valori fisiologici costanti:

FEBBRE – il setpoint non è più a 37° ma più alto, si parla infatti di febbre quando la temperatura corporea è maggiore di 37°

La febbre è dovuta a:- produzione di Tossine (pirogeni esogeni)- produzione di Citochine (pirogeni endogeni - IL-1 e TNF)

Può essere di tipo:- continuo- intermittente (ritorno al setpoint normale poi nuova

variazione)- remittente (intermittente senza un ritorno alla T° ideale)

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I Farmaci antipiretici di uso comune sono:- Tachipirina – paracetamolo (agisce sul SNC)- Aspirina – acido acetilsalicilico (effetto antinfiammatorio)

IPOTERMIA – temperatura scende al di sotto dei 35°

Può essere:1) PRIMARIA – si è esposti in modo inadeguato o per lungo tempo a una temperatura

esterna fredda, c’è una eccessiva perdita di calore dall’organismo2) SECONDARIA – la perdita di temperatura deriva da cause esterne, che modulano

le risposte fisiologiche, ad esempio Alcool3) ARTIFICIALE – viene prodotta nelle sale chirurgiche per rallentare il metabolismo

ed evitare danni irreversibili

L’ipotermia può portare a morte per arresto cardiaco, dovuto a aritmia e fibrillazione ventricolare.

ELETTROENCEFALOGRAMMA – EEG

Registra l’attività elettrica cerebrale tramite elettrodi posti in superficie sullo scalpo

Può essere eseguito anche un ElettroCorticoGramma, che si esegue con elettrodi posti direttamente sulla corteccia

La registrazione può essere di 2 tipi:

- UNIPOLARE tra i vari elettrodi posizionati se ne sceglie uno a potenziale 0 che viene preso come riferimento per stabilire le ddp degli altri elettrodi, questo elettrodo nullo viene posto a livello del processo mastoideo o sul lobo dell’orecchio.

- BIPOLARE ddp tra una coppia elettrodi, entrambi posti sullo scalpo (naturalmente si usano più coppie)

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Il posizionamento degli elettrodi è eseguito secondo il sistema internazionale “10 – 20”, in pratica gli elettrodi vengono disposti a distanze del 10 o del 20% rispetto all’incrocio tra le linee naso-inion e biauricolareSi calcola il vertice (incrocio due linee), a partire dal vertice di dispongono gli altri elettrodi a distanze del 10 o del 20% su linee parallele alle due di partenza. Con questo metodo otteniamo una registrazione uniforme e uguale per tutti i laboratori

CONDIZIONI PER LA REGISTRAZIONE- Ambiente isolato il più possibile (acusticamente e non)- Possibilmente supini (ma anche seduti)- Occhi chiusiSituazione di VEGLIA RILASSATA AD OCCHI CHIUSI

L’apparato riporta quindi l’attività elettrica del cervello, dopo averla amplificata, su foglio di carta. Qui sono evidenziati i grafoelementi che ci indicano che genere di attività elettrica è in atto, questi elementi sono classificati in base a:- frequenza- ampiezza- forma

Frequenza numero di volte in cui il dato elemento di ripete nell’unità di tempo, siccome il foglio si sposta a 1,5cm/sec si conta la frequenza dell’elemento in 1,5cm

Ampiezza per convenzione un potenziale di +/- 50 μV si traduce in uno spostamento di 5mm, verso l’ALTO per un’onda NEGATIVA, verso il BASSO per un’onda POSITIVA

Forma/Morfologia - onde puntute- onde sinusoidali- punte onda (epilessia – piccolo male)- morfologie particolari (complessi K o Fusi del sonno x es)

Cosa si vede in un ECG normale???

1) Presenza, tipicamente nella regione Occipitale, del RITMO α , caratterizzato da onde che si ripetono per 8-12 volte per secondo e di ampiezza di 20-50 μV (2-5mm sul grafico). Questo ritmo presenta una caratteristica fondamentale che prende il

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nome di REAZIONE D’ARRESTO (vedi dopo), è presente cioè quando il soggetto è in veglia rilassata, ferma e a occhi chiusi.

2) Se però chiediamo al soggetto di compiere una azione mentale, o diamo uno stimolo “risvegliante” come un battito di mani, il ritmo α scompare (reazione di arresto) sostituito da un ritmo più rapido, il RITMO β, che ha una frequenza di 14-30 onde/sec con una ampiezza di 5-10 μV (1mm). Questo ritmo β, oltre che subentrare al ritmo α nella reazione d’arresto, può essere anche presente in condizioni normali nella corteccia delle regioni frontali

3) Nell’adulto normale è possibile registrare anche il RITMO θ (teta), frequenza di 4-8 onde/sec con ampiezza anche di 100 μV (10mm). Questo ritmo può essere presente a livello delle regioni temporali

4) Esiste, inoltre, un RITMO δ, che compare SOLO in condizioni patologiche, ha una frequenza di 1-4 onde/sec e una ampiezza di 150 μV (15mm). Il Ritmo delta è fisiologico solo nel SONNO profondo (fasi 3 e 4 sonno non-rem) detto anche sonno sincronizzato o sonno a onde lente

A che cosa serve l’EEG?

- Studio epilessia- Monitorare paziente in coma- Diagnosi di alcune malattie del SNC infettive o infiammatorie- Studio del sonno- Diagnosticare la morte cerebrale

Si possono usare tecniche che ci aiutano a evidenziare particolari del tracciato EEG, in particolare per lo studio dell’epilessia:

- Stimolazione luminosa intermittente con stroboscopio che emette stimoli luminosi a frequenza crescente (epilessie fotosensibili)

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- Iperpnea respirazione profonda per 3min abbassando la pCO2 (ipocapnia), questo rende il cervello più sensibile abbassando la soglia epilettica

- Far dormire il soggetto alcune forme sono meglio evidenziate durante il sonno

- Farmaci convulsivanti (NON si usa +)

Che cosa registriamo esattamente con l’EEG?

L’attività che noi registriamo è la somma di EPSP (pot. postsinaptico eccitatorio – depolarizza cell) e IPSP (pot. postsinaptico inibitorio – iperpolarizza cell)che si generano nei NEURONI PIRAMIDALI (sono le cellule che danno il maggior contributo). Questo perché questi neuroni sono disposti parallelamente uno con l’altro, disposizione che facilita la sommazione dei potenziali.

Questi neuroni ricevono soprattutto dal Talamo (nuc. Specifici e Aspecifici), dove le fibre fanno sinapsi sostanzialmente con il SOMA o con il DENDRITE.Il segno di quello che registriamo è uguale al segno del punto della cellula + vicino all’elettrodo registrante, cioè i DENDRITI.

Immaginiamo che si formi un EPSP sul soma, in questo caso esternamente alla sede sinaptica prevalgono le cariche negative (polo negativo) mentre all’interno del soma e esternamente alla sede opposta della cellula (dendriti) prevarranno cariche positive (polo positivo), questo perché il neurone è diventa un piccolo DIPOLO. Se si verifica un EPSP sul soma a livello dei dendriti, esternamente, prevarranno cariche positive = onda positiva = deflessione negativa sulla carta

SOST.BIANCA CORTECCIA

Se si forma un EPSP a livello dei dendriti, l’esterno di queste prolungamenti neuronali diventerà negativo (depol), questo verrà letto come una onda negativa, che viene riportata come una deflessione positiva sulla carta

SONNO – RITMI CIRCADIANI

Passiamo circa 1/3 della nostra vita dormendo, anche se la ragione per cui è necessario dormire non è ancora chiara.

Idea vecchia del sonno situazione passiva di deafferenzazione, cioè di assenza di stimoli che non mantengono vigile l’organismo.Idea moderna fenomeno attivo, regolate da strutture cerebrali definite. Questo fenomeno è da considerarsi un comportamento istintivo, adattativo, che risponde alla necessità di ristoro.

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La maggior parte delle cose che sappiamo del sonno derivano dall’EEG, in particolare grazie a questa tecnica si è reso evidente la non uniformità delle fasi del sonno.Per studiare il sonno si utilizza, più precisamente, il POLISONNOGRAMMA:

- EEG- Elettroculogramma – x reg. movimento occhi- Elettromiogramma – x registrare movimento muscoli (tibiale

ant.)

Il sonno è diviso in 2 fasi:- non-REM - REM (rapid eyes movement)

SONNO NON-REM

A sua volta sono identificabili 4stadi, che sono considerati step nei quali il sonno diviene via via più profondo, fino alla fare rem

1) Stadio 1 o fase di addormentamento dura 6-7minuti ed è caratterizzato dalla progressiva scomparsa del RITMO α, sostituito da una attività poliritmica, con prevalenza di onde tipiche del RITMO θ (teta – frequenza 5-7cicli/sec). Lo stadio 1 di ripete 1 sola volta per notte (addormentamento).

2) Stadio 2 caratterizzato da due complessi elettrografici ben definiti, a volte

associati tra loro.- complesso K onda bifasica, determinato da stimoli

subrisveglianti (es. rumore) nell’ambiente esterno- fusi del sonno attività a basso voltaggio con frequenza

nell’ambito del RITMO β (12-14onde/sec)Iniziano inoltre a comparire onde ad altro voltaggio, tipiche del RITMO delta, ma occupanti meno del 20% del tracciato

3) Stadio 3 caratterizzato di un RITMO δ che occupa tra il 20 e il 40% (cmq <50%) del tracciato, registrato su tutti gli elettrodi disposti sullo scalpo

4) Stadio 4 le onde δ occupano più del 50% del tracciato

Il tono muscolare è sempre mantenuto, non vi sono particolari movimenti degli occhi.

Poiché lo stadio 3 e lo stadio 4 danno risposte uniformi in tutte le derivazioni molti autori le definiscono FASE SINCRONIZZATO o A ONDE LENTE (low wave)Dopo che, nell’approfondimento del sonno, si è giunti allo stadio 4, vi è normalmente un ritorno allo stadio 2 che dura pochi minuti dopo il quale inizia la fase REM

SONNO REM

Caratterizzato dalla comparsa nell’elettroculogramma di perturbazioni dovute al movimento casuale degli occhi.Accanto a questo menome abbiamo una perdita del tono muscolare.

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Nell’EEG compare un ritmo simil-α che presenta solamente una frequenza minore di 2-3onde/sec rispetto a quello alfa normale. Inoltre compaiono, appena prima dei movimenti oculari delle onde a dente di sega (Spike PGO – ponto-genicolo-ocipitali) che presentano una frequenza simile a quella del ritmo θ.

Nel sonno REM, almeno in alcuni animali, è persa la termoregolazione, questo sonno insorge durante un picco minimo di temperatura

Nell’uomo c’è anche una alterazione del ritmo e della frequenza cardiaca (con comparsa anche di extrasistoli) e una alterazione del respiro.Nel maschio sono spesso presenti erezione del pene

Mettendo insieme le varie fasi del sonno otteniamo un IPNOGRAMMA, che ci indica l’andamento nel corso della notte del sonno.

90 min

VEGLIA STADIO 1 ST.2 ST.3 ST.4 ST.2 1ªFASE REM FASE 3….

Latenza 1ªFase REM 5-10min

La prima parte del sonno (non-REM + 1ªREM) dura circa 60-90 min

Tra l’inizio del sonno e l’esordio della fase REM trascorre un periodo chiamato LATENZA 1ª FASE REM, questo periodo è accorciato in alcune patologie, ad esempio:- Depressione in cui i pazienti cominciano il sonno

direttamente nella fase REM- Desincronizzazione paziente in cui si è persa la

sincronizzazione ambiente-orologio biologico (es. tenuto in un laboratorio senza stimoli sincronizzanti i ritmi biologici)

Nel corso della notte FASI non-REM e FASI REM si ripetono ciclicamente, in particolare:Dopo la 1ªFASE REM si torna progressivamente alla FASE 3 e 4, si instaurano quindi macro-cicli che si ripetono più volte nel corso della notte. Anche se le FASI 3 e 4 decrescono nella durata nel corso della notte: nella prima metà della notte la fase delta è predominante ed è più lunga rispetto alla fase REM, nella seconda metà della notte invece prevale l’attività REM, i cui cicli di allungano di volta in volta (“i sogni del mattino si ricordano di più” perché nella fase REM si ha l’attività onirica più importante)

Ciò che è stato descritto fino ad ora è valido per condizioni fisiologiche, in cui l’organismo è sincronizzato con il ciclo luce/buio. Come molte funzioni biologiche, anche il ciclo sonno-veglia segue il ritmo circadiano, essendo sincronizzato in modo da avere una durata di circa 24ore.

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In realtà se noi isoliamo il soggetto, ad esempio in una grotta o in un laboratorio buio, l’alternanza sonno-veglia dura 25ore e in alcuni casi anche 30, questo ci indica che è il sole che detta principalmente il tempo (anche se nell’Uomo esistono componenti culturali che possono fungere da “segnatempo”).

La luce funge da segnatempo stimolando particolari fotorecettori nella retina che attraverso il fascio retino-ipotalamico (via di sincronizzazione) arriva al Nucleo Sovrachiasmatico dell’ Ipotalamo, che funge da orologio biologico interno.Vi sono poi degli oscillatori endogeni, che mediano la sincronizzazione tra la funzione biologica e l’alternanza luce-buio (ritmo circadiano sincronizzato nelle 24ore). In assenza del segnatempo “luce-buio” questi oscillatori endogeni variano attività e il ritmo circadiano (giornata biologica) si setta non più su 24ore ma su 25-30.

RITMI CIRCADIANI

Molte delle funzioni dell’organismo hanno un andamento circadiano, ovvero si ripetono ciclicamente nell’arco delle 24ore (es. temperatura, secr.alcuni ormoni, etc.)

L’orologio biologico del corpo umano è il NUCLEO SOVRACHIASMATICO dell’ipotalamo, con la sua distruzione infatti scompaiono molti dei ritmi circadiani fisiologici (temperatura, sonno-veglia).

Ma come svolge la sua funzione sulla base degli elementi esterni (luce-buio)?

La via RETINO-IPOTALAMICA fa si che il NUC.SOVRACHIASMATICO sia costantemente informato sul grado di luminosità dell’ambiente esterno. Essa nasce da particolari cellule gangliari (e non da coni e bastoncelli), cosa che spiega il perché anche persone cieche abbiamo ritmi circadiani normali.

Oltre al Nuc.Sovrachiasmatico anche la Gh.PINEALE (EPIFISI) interviene nella regolazione del ritmo circadiano. Questa ghiandola produce infatti la Melatonina, che viene normalmente secreta nel corso della notte. (utile per annullare il jet-lag perché resetta il ritmo circadiano)

Quali meccanismi biochimici (endogeni) intervengono nella regolazione circadiana?

Primi studi compiuti su DROSOPHILAIn questo insetto la ciclicità è essenzialmente legata a due geni che producono le proteine:- PER (period)- TIM (timeless)La produzione di queste due proteine è costante durante il periodo di veglia; quando c’è il picco massimo di produzione queste si associano alla proteina CLOCK determinando il sonno. Inoltre l’unione di PER e TIM con CLOCK determina inibizione della sintesi dei PER e TIM le cui concentrazioni decrescono fino a un picco minimo al risveglio.Esiste, nel nucleo sovrachiasmatico dell’ipotalamo dei mammiferi, una situazione sovrapponibile: esistono infatti due proteine (CLOCK e DMAL-1) che si trovano normalmente unite in un dimero (x mezzo del sito PAF).Questo dimero può entrare nel nucleo della cellula e regolare, per mezzo del GENE E-BOX, la sintesi di PER-1, PER-2 e PER-3 (period).

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A questo punto queste ultime tre proteine di uniscono in un trimero che inibisce l’attività delle proteine CLOCK e DMAL-1.

Questo meccanismo fa si che i neuroni del nucleo sovrachiasmatico dell’ipotalamo si adatti all’alternanza luce-buio (ciclicità 24h)

Esistono funzioni biologiche che non seguono ciclicità giornaliere (24h):- INFRAdiane >24h- ULTRAdiane <24h- CIRCANNUALI es. migrazione uccelli- MENSILI ciclo mestruale femmine

Cosa succede se i meccanismi di sincronizzazione (stimoli esterni) scompaiono?

Il ciclo sonno-veglia assume una durata di 25ore, inoltre le caratteristiche elettroencefalografiche del sonno presentano aspetti particolari:- il sonno comincia direttamente con una FASE REM

(S.O.REM - sleep onset REM)- la durata del sonno dipende dal momento in cui il soggetto

va a dormire, più precisamente dipende dal ciclo della temperatura, se si addormenta quando la sua temperatura è massima il sonno durerà anche 12ore, se di addormenta quando la temperatura è minima il sonno dura circa 6ore.

- Inoltre il SOREM è tipico dei sonni iniziati in corrispondenza del picco minimo della temperatura

Questo ha fatto presupporre agli studiosi che il ciclo temperatura e il ciclo del sonno REM abbiamo uno stesso orologio biologico (hanno andamenti uguali).

BORBELL (nel 1982) ha proposto un modello basato su due evidenze:

1) la temperatura e il sonnoREM vanno di pari passo2) tendenza a dormire dipende dalla lunghezza del periodo di veglia che lo precede

per sintetizzare queste due premesse il modello presenta due funzioni:a) CIRCADIANA (processo C) espressione di un orologio biologico che regola

l’insorgenza del sonno REM e il ciclo della temperaturab) OMEOSTATICA (processo S) propensione al sonno (sonno lento o potenza del

delta) che dipende dalla lunghezza del periodo di veglia

La nostra possibilità di addormentarci in un certo momento della giornata è dovuta alla combinazione di questi due fattori: cioè a quanto tempo abbiamo trascorso svegli prima e, soprattutto, all’attività dell’orologio biologico.

Es se siamo svegli da 15h ma il nostro processo C è in una fase non ottimale (temperatura corporea non ottimale per esempio), la capacità di dormire potrebbe essere sfavorevole rispetto al solo fattore omeostatico. E’ noto per esempio che il picco massimo

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di sonno si ha alle 3-4 del mattino, una volta passato siamo in grado di rimanere svegli e attivi anche tutta la mattina.

Questo spiegherebbe bene anche quello che succede nei pazienti DEPRESSI, nei quali si ha la tendenza ad addormentarsi in fase REM (come i desincronizzati nella grotta).Nei depressi mancherebbe la capacità di “ricaricare” il processo S (omeostatico) che risulta sempre ipofunzionante, in questo modo prevale sempre il processo C (orologio) con conseguente propensione al sonno REM

Questa teoria spiega anche le Forbidden Zones, che sono ore della giornata in cui è impossibile dormire, qualunque siano le condizioni omeostatiche precedenti. In questi momenti entrambi i processi potrebbero essere contrari al sonno.

STRUTTURE CHE SVOLGONO UN RUOLO NELL’INSORGENZA DEL SONNO

Fino all’inizio del secolo scorso di riteneva il sonno n fenomeno passivo dovuto alla deafferenzazione del cervello (no stimoli).Questa teoria era confermata daglie esperimenti sui gatti di Bremèr:

- CERVELLO isolato sezione tra i collicoli (mesencefalo, caudalmente al 3°n.cranico). Il tracciato EEG era un tracciato di sonno e la pupilla era miotica. Questa era una conferma della teoria della deafferenzazione, infatti la mancanza delle afferenze dai nervi cranici sensitive venivano a mancare e l’animale dormiva

- ENCEFALO isolato sezione tra midollo spinale e tronco dell’encefalo (C1), in questo modo venivano mantenute tutte le afferenze dai nervi cranici e l’animale rimaneva vigile, l’EEG era normale e i segni pupillari anche.

Questa vecchia idea è stata smentita dagli esperimenti di Moruzzi, questi esperimenti hanno evidenziato come anche gli esperimenti di Bremer potessero essere letti in un altro modo.

nel gatto anestetizzato con Barbi turici, stimolando una porzione del tronco dell’encefalo (sost.Reticolare) si ha una reazione di risveglio, se invece in un animale integro distruggiamo questa struttura si crea una reazione di sonno profondo (fino al coma)

Esiste quindi una struttura, la Sost.Reticolare ascendente, che se stimolata è in grado di aumentare il livello di vigilanza dell’organismo.

un successivo esperimento ha chiarito definitivamente le cose.Preparato medio-pontino per-trigeminale, sezione a livello del tronco che di fatto mantiene solo i primi 3 nervi cranici (no afferenze sensitive a parte il n.ottico). Contrariamente a quanto ci si aspettava l’animale rimaneva VIGILE, questo ha chiarito definitivamente che per mantenere uno stato di veglia non occorre mantenere le afferenze sensitive, ma una struttura particolare: la Sost.Reticolare Ascendente.La Sost.Reticolare Ascendente è suddivisibile in due porzioni:

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- ROSTRALE determina la reazione di risveglio (sost.reticol.ascendente prop.detta)

- CAUDALE funzione ipnoinducente(risultati ottenuti anestetizzando parti diverse attraverso i circoli di irrorazione diversi)

Nella parte CAUDALE, inoltre, sono stati identificati due nuclei di neuroni:- nucei del Rafe serotoninergici, hanno una funzione nel

controllo dell’insorgenza del sonno-REM (REM-off) - nucleo del Tratto Solitario avrebbe una funzione di

induzione del sonno attraverso una inibizione della sost.Reticolare Ascendente

Attualmente si conoscono 6 sistemi che controllano la vigilanza e determinano il ciclo sonno-veglia nelle 24h.

1) AMINERGICI, hanno ammine come neurotrasmettitori- Serotonina nuclei del Rafe- Noradrenalina Locus Ceruleus- Dopamina Substantia Nigra

Tutte queste cellule sono massimamente attive nel corso della VEGLIA, sono modicamente attive durante il sonno NON-REM e sono invece silenti nel sonno REM (cell REM-Off). Proiettano alla corteccia (per tramite del talamo) ed hanno quindi una funzione attivante/risvegliante

2) GLUTAMMATO, utilizzato dalla Sost. Reticolare Ascendente, la quale proietta, per mezzo del talamo, a tutta la corteccia ed ha perciò una funzione risvegliante

3) COLINERGICO, i neuroni che utilizzano Ach sono presenti nel campo gigantocellulare del ponte, o a livello del prosencefalo basale.Le cellule del campo gigantocellulare del ponte sono le cosiddette cellule REM-on, sono inattive nel corso della veglia, modicamente attive nel sonno NON-REM e molto attive nel sonno REM.Le cellule del prosencefalo basale sono attive anche nel corso della veglia.Quindi in tutte le situazione in cui l’EEG appare desincronizzato (veglia e sonnoREM) queste cellule sono attive

4) ISTAMINICO a livello dell’Ipotalamo Posteriore, in particolare del nucle tubulo-mammillare, ed hanno effetto attivante

5) OREXINA , sempre a livello dell’Ipotalamo Post, l’orexina sembra avere funzione riguardo l’assunzione di cibo e stimolante sull’EEG (induce desincronizz. – veglia)Negli animali che non hanno questo mediatore si ha un quadro simile alla Narcolessia umana (addormentamento improvviso con cataplessia)

6) Infine abbiamo strutture che attivamente contribuiscono all’induzione al sonno (fino a qui erano componenti desincronizzanti sia nella veglia che nel sonno REM)- Nucleo del tratto solitario inibisce sost.reticolare

ascendente (induce sonno)- Nucleo Preottico (usano GABA e GABALAMINA) come

sopra

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L’induzione del ritmo sonno-veglia deriva da un bilancio delle strutture fin qui elencate.

Anni 70 – McCartney e Obson propongono un modello sull’alternanza REM – non-REM, in cui c’è un antagonismo tra due gruppi di cellule:

- Cellule REM-OFF (sistemi Aminergici) attive nella veglia, moderatamente attive nel sonno non-rem e silenti nel sonno rem

- Cellule REM-ON (Colinergiche del campo gigantocellulare) silenti nella veglia, moderatamente attive nel sonno non-rem e silenti nel sonno rem

L’alternanza REM – NON-REM è dovuta all’inibizione delle cellule REM-ON sulle cellule REM-OFF quando comincia la fase REM del sonno. Dopo aver scaricato massimamente per l’inizio della fase rem queste diminuiscono la loro frequenza di scarica per far tornare dopo un certo tempo alla fase non rem.

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GANGLI DELLA BASE

Strutture di sostanza grigia sottocorticali, connesse reciprocamente con essa in modo da poterne modulare l’attività.

Distinti in:

- NUCLEO CAUDATO CAUDATOSTRIATO(hanno stessa derivazione embriologica)

PUTAMEN- NUCLEO LENTICOLARE

PALLIDO PALLIDO

- NUCLEO SUBTALAMICO

- SOSTANZA NERA

Attraverso la colorazione per l’acetilcolinesterasi è possibile distinguere all’interno dello STRIATO:- una componente a bassa att.enzimatica STRIOSOMI- una componente ad alta att.enzimatica MATRICE

Nel PALLIDO distinguiamo- PALLIDO ESTERNO- PALLIDO INTERNO

Nella SOSTANZA NERA- Pars COMPATTA- Pars RETICOLATA (funzionalmente identica al pallido

interno)

Questi nuclei sono strettamente connessi con la corteccia, la quale proietta in modo diffuso ai gangli della base, i quali a loro volta ri-proiettano a loro volta in corteccia (circuiti riverberanti)Si conoscono almeno 5 circuiti riverberanti:

1) Circuiti Scheletro-Motorio Connette le aree motorie e sensitive (primaria, premotoria, supplementare, somotosensitive 3,1,2, aree 5 e 7) con lo striato, in particolare con il PUTAMEN, in modo somatotopicamente preciso

2) Circuito Oculomotorio Parte dall’area 8 (campi oculari frontali o frontal-fields) e arrivano allo striato, in particolare al CAUDATO e riproiettano poi, tramite stazioni intermedie, a questa parte di corteccia.

3) Circuiti Cognitivi (2)

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Sono coinvolti in alcuni aspetti cognitivi dell’attività motoria, nell’apprendimento motorio e nella capacità di adattare il proprio comportamento con aspetti sociali (empatia). Sono 2 e provengono da 2 parti della corteccia prefrontale:- DORSO-LAT da qui proiettano allo STRIATO che ritrasmette a questa corteccia. Sembra che abbiamo un ruolo nell’apprendimento motorio

- ORBITO-FRONT da qui proiettano allo STRIATO che ritrasmette poi alla corteccia d’origine

5) Circuiti EMOZIONALI (sist.Limbico-Gangli) Legato agli aspetti emozionali dell’attività motoria

Per ognuno di questi circuiti si ritiene vi siano due vie di collegamento con la corteccia:- VIA DIRETTA- VIA INDIRETTAIl circuito più noto che prendiamo come esempio è lo scheletro motorio, l’origine sono sempre le aree motorie e sensitive (primaria, premotoria, supplementare, somotosensitive 3,1,2, aree 5 e 7) che proiettano alla matrice dello striato (PUTAMEN)Queste fibre sono tutte Eccitatorie, utilizzano, come neurotrasmettitore GLUTAMMATO, infatti.

Dallo striato originano due vie principali:

Via Diretta

dal Putamen partono fibre per il PALLIDO INT (fibre strio-pallidali) e per la PARS RETICOLATA del S.NERA (fibre strio-nigrali)

Queste fibre usano GABA e di conseguenza sono vie INIBITORIE, inoltre hanno la SOSTANZA P come neuropeptide modulatore.

Dal Pallido int. E dalla Sost.nera reticolata partono fibre GABA-ergiche (INIBENTI) dirette al TALAMO, in particolare ai nuclei VA e VL (ventro-ant E vento-lat) che hanno funzione motoria e riproiettano alla corteccia motoria.

Poiché abbiamo inibizione di una inibizione (putamen pallido) l’attività della Via Diretta è FACILITANTE sul movimento

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Via Indiretta Origina dal Putamen, le fibre di proiezione, sempre GABA-ergiche (inibitorie), si portano al PALLIDO ESTERNO.Questo a sua volta proietta con fibre ancora una volta Gaba-ergiche sia al PALLIDO INTERNO che al NUCLE SUBTALAMICO

Anche in questo caso l’inibizione di un inibizione si risolve in una facilitazione dell’attività del nucleo subtalamico, questo però, stimolato da proiezioni discendenti dalla corteccia ATTIVA il PALLIDO INTERNO e della PARS RETICOLATA della SOSTANZA NERA, le quali hanno una azione inibente il TALAMO; quindi in definitiva la via indiretta si risolve in una inibizione del movimento

Un ulteriore tassello sul controllo dei circuiti dei gangli della base è rappresentato dalla PARS COMPATTA DELLA SOSTANZA NERA (vie nigro-striatali).Questo nucleo di neuroni utilizza come neurotrasmettitore la DOPAMINA, essa può agire su entrambe le vie a livello dello striato grazie a 2 tipi di recettori : D1 per stimolare la via DIRETTA e D2 per inibire la VIA INDIRETTA.In sostanza quindi la SOST. NERA COMPATTA ha una azione che fa sì che prevalga l’attività della via DIRETTA su quella indiretta, con un effetto finale di facilitazione del movimento.

MALATTIE ASSOCIATE AI GANGLI DELLA BASE:

Ci sono alcune patologie del sistema nervoso che colpiscono specificatamente i nuclei della base (Morbo di Parkinson, Ballismo, Corea di Hungtinton)

Morbo di Parkinson

Caratterizzata da ACINESIA, i soggetti appaiono rallentati nei movimenti e hanno difficoltà a cominciare movimenti. L’acinesia si manifesta in altri comportamenti, ad esempio la MICROGRAFIA o la POVERTA’ di MOVIMENTI, anche a livello della faccia (“giocatori di poker”).Oltre all’acinesia questa malattia è caratterizzata da un IPERTONO PLASTICO, diverso cioè da quello del paziente con sindrome piramidale (reaz.coltello a serramanico), infatti se proviamo a muovere l’arto esso si muove lentamente con piccoli scatti per poi rimanere nella posizione in cui lo lasciamo (ipertonia a tubo di piombo con effetto a ruota dentata)Altra caratteristica del morbo di Parkinson è il TREMORE A RIPOSO, soprattutto degli arti superiori, piuttosto frequente (3-4 movimenti al secondo)Ulteriore caratteristica del morbo di Parkinson è una forte DEPRESSIONE, anche non associabile alla normale depressione dovuta alla condizione di malattia

All’esame autoptico è visibile una degenerazione della SOSTANZA NERA COMPATTA e quindi della via nigro-striatale dopaminergica, con un conseguente deficit di DOPAMINA (infatti la somministrazione di L-DOPA attenua i sintomi).

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A causa della degenerazione di questa via viene a mancare il controllo dello striato da parte della sostanza nera compatta. Infatti la Via Diretta non è più facilitata e la Via Indiretta non è più inibita.

Quindi prevarrà l’azione della VIA INDIRETTA con conseguente inibizione del movimento che si manifesta come ACINESIA, POVERTA’ di MOVIEMENTO e IPERTONO.Il TREMORE sembra dovuto alla liberazione, dal controllo dei gangli, di alcune strutture del talamo che fanno partire questi movimenti incontrollati A RIPOSO (tremore del cervelletto è invece tipico delle fasi di movimento)La DEPRESSIONE deriverebbe da una alterazione del circuito che collega i gangli al sistema limbico.

Potrebbero esserci dei fattori esterni che influiscono sull’insorgenza del Parkinson, questo si è reso noto quando un gruppo di pazienti tossicodipendenti ha fatto uso di una partita di eroina tagliata con una sostanza detta MTPT. L’azione di questa sostanza si presentava solo dopo che questa veniva modificata da una monoamminoossidasi e infatti inibitori delle monoamminoossidasi sono in grado di

migliorare (e prolungare) gli effetti della L-DOPA.

Ballismo

Condizione neurologica in cui sono manifesti movimenti involontari delle radici degli arti, con movimenti così violenti e frequenti che può portare a cachessia.Più frequentemente è presente una versione di questa patologia che riguarda solo una metà del corpo (EMIBALLISMO).

La causa di questa malattia risiede spesso in un danno vascolare al NUCLEO SUBTALAMICO, venendo a mancare l’azione eccitatoria sul PALLIDO INTERNO questo non è più in grado di inibire il talamo, fatto che causa appunto la comparsa di movimenti involontari (manca il controllo inibente della via indiretta)Se si somministrano dei neurolettici che inibiscono il controllo dopaminergica si ottiene un miglioramento della patologia.

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Corea di Hungtinton

Si caratterizza per la presenza di movimenti involontari COREICI, lenti, tentacolari che riguardano anche l’arto distale.Inoltre si ha la comparsa di una demenza e di un quadro cognitivo alterato, fino alla morte.La malattia è ereditaria, autosomica dominante (braccio corto cromosoma 4) ad alta penetranza e si manifesta intorno alla terza decade di vita.Si manifesta con un deterioramento mentale che inizia con problemi verbali, una demenza, fino poi la comparsa dei problemi motori.

La lesione è a carico del PALLIDO ESTERNO, in particolare dei suoi neuroni Gaba-ergici (prevale la via diretta).In realtà ci sono altri danni nel SNC, in particolare si è evidenziata una iperattività dei sistemi GLUTAMINERGICI, il quale causa, interagendo con i recettori NMDA, una citotossicità causata dall’eccessivo ingresso di Ca2+ con attivazione di proteasi dannose per la cellula.

Gli aspetti MOTORI sono dovuti alla distruzione dei neuroni GABAergici nel pallido esternoGli aspetti COGNITIVI sono dovuti soprattutto alla citotossicità da glutammato (iperattività glutammato o ipersensibilità NMDA)

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IL CERVELLETTO

E’ una struttura del SNC posto nella fossa cranica posteriore avente la forma di una conchiglia semiaperta.

SUDDIVISIONE ANATOMICA

Si possono distinguere tre facce:- inferiore (che poggia sulla fossa cranica)- superiore (membrana tectoria)- anteriore (che prede contatto con il tronco encefalico)

La superficie delle facce superiore ed inferiore presentano dei solchi che fanno si che si possano distinguere nel cervelletto:

- Lobo Anteriore- Lobo Posteriore Anteriore – fessura primaria – posteriore – fess. Postero-laterale – flocculonodulare

- Lobo Flocculonodulare

Ci sono poi due solchi longitudinali che permettono di distinguere:- componente mediana VERME- componente intermedia degli emisferi connessa al Verme- componente laterale degli emisferi

SUDDIVISIONE FILOGENETICA

- Archicerebello corrispondente al lobulo flocculo-nodulare

- Paleocerebello corrispondente al Verme e alla Componente Intermedia

- Neocerebello corrispondente alle porzioni laterali degli emisferi cerebellari

SUDDIVISIONE FUNZIONALE

- Vestibolocerebello corrispondente all’Archicerebello, è connesso con i nuclei vestibolari

- Spinocerebello corrispondente al Paleocerebello, connesso dal midollo spinale da cui riceve informazioni di carattere propriocettivo

- Cerebrocerebello corrispondente al Neocerebello, ha caratteristiche simili ai Gangli della Base essendo connesso con la corteccia, in particolare riceve afferenze dalle aree motrici (4 e 6), dalle aree somotosensitive (3,1,2) e dalle aree 5e 7

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La corteccia del cervelletto è uguale in tutta la superficie della corteccia ed è costituito da tre strati:

1) Strato MOLECOLARE - cellule stellate- cellule a canestro- dendriti delle cellule di Purkinje- fibre parallele, assoni delle cellule dello strato dei granuli che raggiungono la superficie, si dividono e percorrono la corteccia in senso orizzontale

2) Strato delle Cellule di Purkinje contiene le cellule del Purkinje che sono l’unico elemento EFFERENTE del cervelletto

3) Strato dei Granuli - cellule dei granuli facendo sinapsi creano particolari - fibre AFF MUSCOIDI strutture dette GLOMERULI

- cellule del Golgi

Nel complesso al cervelletto arrivano due (in realtà 3) tipi di fibre afferenti:- fibre MUSCOIDI - fibre RAMPICANTI- [fibre aminergiche da Locus Ceruleus (noradrenalina) e

nuclei del Rafe (serotonina)]

Fibre Muscoidi provengono dalla corteccia e dal midollo spinale (vie spinocerebellari, ponto-dento-rubro-talamiche e fibre vestibolari), fanno sinapsi con le cellule dei granuli (glomeruli cerebellari) le quali proiettano poi allo strato molecolare esterno (fibre parallele) dove prendono contatto con i dendriti delle cellule di Purkinje, con le cellule a canestro e con le cellule stellate

Fibre Rampicanti provengono SOLO dal NUCLE OLIVARE INFERIORE, fanno sinapsi direttamente con le cellule di Purkinje (i cui assoni proiettano a 4nuclei profondi posti nella

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sostanza bianca cerebellare, specifici per le regioni funzionali del cervelletto) E con le cellule dei NUCLEI stesse

NUCLEI CEREBELLARI:

- nucleo DENTATO proiezioni del neocerebello verso la corteccia

- nucleo del FASTIGIO Proiezioni al midollo dello spinocerebello- nuclei GLOBOSO ed

EMBOLIFORME

Il vestibolocerebello non ha nuclei a cui proietta, ma si dirige direttamente ai nuclei vestibolari (quindi direttamente al tronco dell’encefalo)

EVENTI ELETTRICI:

Le fibre muscoidi proiettano alle cellule dei granuli, queste afferenze danno origine a potenziali postsinaptici eccitatori (EPSP) semplici, detti anche SPIKE SINGOLI. Questi possono ripetersi per numerose volte nell’arco di un secondo e sono seguiti da un IPSP piuttosto prolungato (possibile ruolo nell’apprendimento motorio)

Le fibre rampicanti invece raggiungono le cellule del Purkinje e da un evento elettrico detto SPIKE COMPLESSO (f = 3-4/sec), caratterizzato da uno spike iniziale sovrapponibile a quello singolo, seguito da spike di minore entità a loro volta seguiti da un IPSP (causa la depressione a lungo termine, importante per apprendimento). Questo evento elettrico è stato messo in relazione ad alcune forme di apprendimento motorio a cui parteciperebbe il cervelletto

VESTIBOLOCEREBELLO:

Riceve fibre vestibolo-cerebellari dai neuroni a T del Ganglio Vestibolare (dagli organi vestibolari dell’orecchio interno).Le fibre raggiungono la corteccia flocculo-nodulare (muscoidi), questa corteccia elabora queste informazioni per poi emettere efferenze dirette ai NUCLEI VESTIBOLARI LATERALI e MEDIALI. Da questi nuclei parte poi il FASCIO LONGITUDINALE MEDIALE che è suddivisibile in due componenti:

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- ascendente vestibolo-oculare, ai nuclei motori dei nn.cranici (oculomotore, trocleare, abducente, per riflesso oculomotore che coordina testa e occhi)

- discendente vestibolo-spinale, ai motoneuroni alfa e gamma del midollo per i riflessi posturali (equilibrio e tono posturale)

Controllo POSTURA ed EQUILIBRIO (mm.assiali, estensori ed antigravitari) e COORDINAMENTO COLLO-OCCHI

SPINOCEREBELLO:

Riceve afferenze propriocettive dalla periferia dai fasci SPINOCEREBELLARI (ventrale, mediale e rostrale), dal fascio CUNEOCEREBELLARE e dal fascio TRIGEMINOCEREBELLARE. Inoltre arrivano anche informazioni di carattere visivo e acustico.

Le afferenze di distribuiscono somatotopicamente alle parti dello spinocerebello:- tronco, collo e parti prossimali arti VERME FASTIGIO- arti distali PARTE INTERMEDIA EMISFERI

GLOBOSO ed EMBOLIFORME

Lo spinocerebello proietta poi ai nuclei del FASTIGIO, GLOBOSO ed EMBOLIFORME:

1) FASTIGIO proietta a: - sost. RETICOLARE (cerebello-reticolare) Vie Reticolospinali - Nn. VESTIBOLARI (cerebello-vestibolari) Vie Vestibolospianali - VL TALAMO controlat Cortex Motoria Vie Corticospinali

2) GLOBOSO ed - VL TALAMO controlat Cortex Motoria Vie Corticospinali EMBOLIFORME - N.ROSSO MAGNICELLULARE controlat Via Rubrospinale

(Anche dalla corteccia partono fasci che raggiungono il NUC.ROSSO e da qui si portano al midollo mediante il Fascio Rubro-spinale)

La somma di tutte le afferenze che raggiungono lo Spinocerebello fa sì che in questa porzione di corteccia cerebellare ci sia una rappresentazione somatotopicamente organizzata, ma raddoppiata: si forma un homunculus sul lobo anteriore e un homunculus sul lobo posteriore.Il tronco e il collo sono rappresentati a livello del Verme, mentre gli arti sono rappresentati all’esterno (porzioni intermedie degli emisferi)

Poiché, inoltre, abbiamo una doppia decussazione, la lesioni di un emisfero cerebellare danno una sintomatologia motoria IPSILATERALE.

NEOCEREBELLO:

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Ha un ruolo simile ai Gangli della Base, infatti riceve fibre dalla corteccia motoria e ritrasmette ad esse.

(CORTO – PONTO – DENTO – TALAMO O RUBRO)

Cortex (4 e 6, 3-1-2, 5 e 7) f. cortico-pontino nuc. pontini f. ponto-cerebellari neocerebello nuc. Dentato

Da esso partono proiezioni per:- VL TALAMO controlaterale Cortex - NUCLEO ROSSO PARVICELLULARE controlat. Via rubro-

spinale, rubro-talamica o rubro-olivare

Questo circuito controlla la corteccia motoria in modo che vi sia una coordinazione temporale nel movimento, inoltre è stato evidenziato come i neuroni del nucleo dentato sparano PRIMA di quelli della corteccia motoria.

FUNZIONI MOTORIE DEL CERVELLETTO:

Possiamo dedurre la funzione delle 3parti del cervelletto studiando o sintomi che si presentano in seguito a lesioni a carico del cervelletto.

Lesioni Vestibolocerebellari SINDROME ARCHICEREBELLARE

Il sintomo principale è un DISTURBO DELLA MARCIA, che viene definita “ATASSIA” cioè una marcia con base di appoggio larga e secondo una traiettoria non retta; inoltre il paziente non mantiene bene l’equilibrio, è instabile, fatto che si rende noto soprattutto se gli chiediamo di chiudere gli occhi

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Questi sintomi sono chiari se messi in relazione con le afferenze che l’archicerebello ha con il sistema vestibolare e rende evidente il suo ruolo nel CONTROLLO DELL’EQUILIBRIO.

Lesioni Spinocerebellari

Lesioni unilaterali dello spinocerebello comportano una IPOTONIA dell’emisoma ipsilaterale (doppia decussazione). Caratteristica la reazione che il paziente ha quando gli chiediamo di opporre resistenza a un movimento forzato che gli facciamo compiere, egli infatti non riesce a opporre resistenza efficacemente, inoltre, se cessiamo improvvisamente la nostra spinta otterremo quello che è definito “segno del rimbalzo o riflesso pendolare”, cioè un movimento rapido nella direzione in cui stava esercitando resistenza (questo indica che il tono muscolare non si adegua al cambio di situazione rapida)

Si ritiene che lo spinocerebello abbia il compito di comparare, attraverso tutte le sue afferenze, l’attività programmata con l’effettiva esecuzione del movimento. Per questo motivo questa parte del cervelletto riceve costantemente informazioni PROPRIOCETTIVE (ma anche UDITIVE e VISIVE) in modo da poter correggere tutti gli aspetti del movimento (traiettoria, postura, conformazione delle mani, ecc).

Nella fase di programmazione il ruolo chiave è svolto dal NEOCEREBELLO e dai GANGLI DELLA BASE, una volta che il movimento è iniziato è lo SPINOCEREBELLO che controlla la sua corretta esecuzione e che corregge eventuali errori.

Lesioni Neocerebello SINDROME CEREBRO-CEREBELLARE

Interviene, insieme ai Gangli della Base, nella programmazione dei movimenti. Questo è confermato dal fatto che i neuroni del Nuc. Dentato sparano PRIMA dell’inizio del movimento stesso, anticipando anche i neuroni dell’area motoria primaria.Quando viene lesionata questa area di verificano alcuni ERRORI nell’esecuzione dei movimenti, probabilmente per azione combinata di cerebro e spino-cerebello.In particolare si ha DISSINERGIA, cioè non esiste coordinazione dei gruppi muscolari agonisti e antagonisti; DISMETRIA, cioè in termini spazio-temporali l’azione non è ben misurata, il paziente sa dove si trova l’oggetto ma non lo raggiunge bene, spesso allungando lo spazio (va oltre) e non calcolando bene i tempi di raggiungimento (prova INDICE-NASO). Inoltre è presente la DIAGOCINESIA, cioè l’assenza di coordinazione tra gli atti motori che compongono una sequenza motoria complessa (es prono-supinazione).Inoltre nell’esecuzione del movimento è presente un TREMORE, di tipo “intenzionale” (compare quando si decide di compiere il movimento) che scompare a riposo, soprattutto verso la fine del movimento, legato, in pratica, alla mal programmazione del movimento

Ovviamente è difficile che i sintomi delle lesioni delle tre diverse componenti del cervelletto si presentino da soli, questo perché le patologie del cervelletto (es Tumore) difficilmente si limitano a una delle tre, ci troveremo di fronte a un quadro complesso.

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APPRENDIMENTO MOTORIO:

Oltre a un ruolo nella coordinazione, esecuzione e programmazione del movimento sembra che il cervelletto abbia un ruolo anche nell’Apprendimento Motorio. Questo grazie agli effetti delle sue afferenze sui circuiti elettrici cerebellari. + + GABA -

f.Muscoidi cell.Granuli fibre parallele cell.Purkinje Nuclei Cervelletto

Quando le fibre parallele eccitano le cellule del Purkinje si verifica uno SPIKE SEMPLICE (EPSP) che può ripetersi diverse volte al secondo. Questo EPSP è seguito da un IPSP dovuto alle cellule a Canestro e alle cellule Stellate

(nuc.Olivare Inf) f.Rampicanti cell.Purkije Nuclei Cervelletto

Quando le fibre rampicanti eccitano le cellule del Purkinje si ha uno SPIKE COMPLESSO, costituito da UNO SPIKE AMPIO seguito da vari SPIKE di minore ampiezza. Questo Spike complesso si può ripetere solo 3-4volte al secondo ed è seguito anch’esso da un IPSP dovuto alle cellule a Canestro e Stellate.

Questa differenza è importante perché lo SPIKE COMPLESSO ha una funzione di modulazione sullo SPIKE SEMPLICE, soprattutto in relazione a compiti di APPRENDIMENTO MOTORIO.

ESPERIMENTO SCIMMIA-BARRETTA una scimmia è addestrata a mantenere in una posizione fissa una barretta. Se si modificava la posizione della barretta essa era in grado di riposizionarla in maniera corretta. Si è visto che mentre la scimmia manteneva la barretta nella posizione corretta la barretta erano presenti solo SPIKE SEMPLICI ed erano presenti solo saltuariamente degli SPIKE COMPLESSI.Se venivano apportati cambiamenti sostanziali (es applicando una forza continua perturbante) e la scimmia doveva “riapprendere” il giusto modo per riportare nella posizione corretta la sbarretta comparivano molti SPIKE COMPLESSI e proporzionatamente meno SPIKE SEMPLICI. Mano a mano, però, che la scimmia imparava la nuova tecnica diminuivano gli SPIKE COMPLESSI e proporzionalmente anche gli SPIKE SEMPLICI.

L’ipotesi è che gli SPIKE COMPLESSI (rampicanti) abbiano un ruolo fondamentale nell’APPRENDIMENTO DI NUOVI COMPITI MOTORI e che, una volta che il nuovo compito sia stato appreso determinino una diminuzione degli SPIKE SEMPLICI (muscoidi) per periodo di tempo prolungato (depressione a lungo termine)

Questa capacità di modulazione degli spike complessi (depressione di lungo termine) è stata meglio definita anche dal punto di vista degli eventi cellulari.Questa depressione a lungo termine si verifica quando la cellula del Purkinje è attivata contemporaneamente da fibre muscoidi (attraverso le fibre parallele) e rampicanti (direttamente) che agiscono su due recettori per il Glutammato diversi:

- MUSCOIDI spike SEMPLICE rec. AMPA-KAINATO (entra Na+, esce K+ EPSP)

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- RAMPICANTI spike COMPLESSO rec. METABOTROPO (si attiva solo per stimolazione concomitante anche delle muscoidi perché richiede [glutammato] alto!) che attiva IP3 e DAG, questi aumentano [Ca2+]intracell, viene creato NITROSSIDO il quale attiva cAMP che INIBISCE recettori AMPAKAINATO.

ESPERIMENTO con LENTI PRISMATICHE riguarda il riflesso vestibolo-oculare (mantenimento fissazione visiva). Se indosso lenti prismatiche (che invertono il campo visivo) perdo questo riflesso. Nei pazienti normali dopo un certo periodo ho una ripresa del riflesso vestibolo-oculare che mi permette di continuare a fissare un oggetto muovendo la testa. Nei pazienti CEREBELLARI questo NON avviene (indicando quindi un ruolo nell’apprendimento motorio)

ESPERIMENTO sul RIFL.AMMICCAMENTO ammiccamento se tocco la cornea, nei conigli, dopo “condizionamento” si riusciva anche a ottenere questo riflesso grazie a uno stimolo sonoro(Pavlov). Nei conigli cerebellari non era possibile questa associazione.ORGANIZZAZIONE CIRCUITI

- Muscoidi Granuli Purkinje Golgi Granuli (inibiti)

- Rampicanti PurkinjeNuclei cerebellari

Tra tutti gli elementi che costituiscono il cervelletto vengono così a crearsi dei circuiti di controllo, in particolare su tre punti:

1) cell.GRANULI controllata dalle cellule del Golgi (che le inibiscono) attivate o dalle fibre muscoidi o dalle stesse cell. dei Granuli che gli mandano Collaterali

2) cell.PURKINJE sono attivate dalle fibre rampicanti e dalle fibre parallele delle cellule dei granuli. Queste fibre però attivano le cell. Stellate e le cell. Canestro che hanno una attività inibitoria sulle cell. Purkinje

3) NUCLEI CEREBELLARI attivati direttamente dalle fibre muscoidi e rampicanti, ma inibite dalle cellule del Purkinje.

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Questo gioco di controlli, attivazione/inibizione, sarebbe alla base del controllo istante per istante (on-line) che in cervelletto ha sulle varie componenti motorie.