Sistema nervoso
Il sistema nervoso
è costituito da un insieme di organi preposti a:
• Raccolta degli stimoli esterni ed interni
• Memorizzare i dati della sensibilità
• Coordinare e sviluppare le attività psichiche
• Coordinare le attività muscolari volontarie
• Regolare le funzioni vegetative
Suddivisioni del S. NERVOSO in:
SIST. NERVOSO CENTRALE (SNC) comprende :
Encefalo + Midollo spinale
SIST. NERVOSO AUTONOMO (o vegetativo) comprende
Gangli e Nervi che collegano organi viscerali e SNC
SIST. NERVOSO PERIFERICO (SNP) comprende:
Nervi che collegano SNC e organi periferici
(es. muscoli, cute..)
NB. tutte le parti sono in reciproca relazione strutturale e
funzionale
Sistema nervoso centrale: costituito dall'encefalo e dal
midollo spinale che elabora, memorizza, integra informazioni
sensitive in entrata e produce una risposta agli stimoli.
Sistema nervoso autonomo o sistema vegetativo:
comprende il simpatico e il parasimpatico costituito da gangli e
nervi e controlla l’attività dei visceri
Sistema nervoso periferico comprende una rete di nervi
esterni al SNC che comprende i nervi cranici e i nervi spinali,
raggiunge ogni parte del corpo, mette in relazione i “sensori”
ampiamente distribuiti con strutture nervose che elaborano gli
stimoli e producono “ordini”.
Un sistema di sensori: i recettori, registrano e permettono
l'interazione fra l'ambiente esterno ed interno.
NEURULAZIONE e differenziamento del
neuroectoderma
1 - piastra neurale
2- doccia neurale, le cui pliche (frecce)
si chiudono per formare
3 – tubo neurale
SNC
4- creste neurali
SNA
Il sistema nervoso centrale dei vertebrati si sviluppa dal tubo
neurale.
Il diametro del tubo neurale da subito mostra delle differenze:
la parte anteriore è dilatata e ha una cavità più ampia rispetto alla parte
posteriore, esse daranno origine rispettivamente
all’encefalo
al midollo spinale
costituiti da neuroni e cellule della glia
*NEURONI
Unità funzionali situate nella Corteccia Cerebrale e nei Nuclei dell’
Encefalo e del Midollo Spinale;
hanno limitatissime capacità rigenerative(^)
*CELL. GLIALI = NEUROGLIA
sono cellule di sostegno e sussidio per le funzioni nervose; sono
distribuite in tutto il tessuto nervoso; possono rigenerarsi
Le sinapsi
sono zone di contatto che consentono
la trasmissione dell’impulso nervoso
da un neurone all’altro distinguendosi
in sinapsi:
• assosomatiche
• assoassoniche
• assodendritiche
• dendrodendritiche
oppure da un neurone ad un organo effettore.
Il sistema nervoso contiene milioni di
cellule nervose ciascuna delle quali stabilisce
numerosi contatti con altre cellule nervose
attraverso le sinapsi
Gli assoni dei neuroni costituiscono i nervi
che si estendono al di fuori del SNC
e formano il sistema nervoso periferico
(SNP)
Nell’encefalo si formano delle costrizioni che definiranno le
vescicole encefaliche o cerebrali:
Le pareti delle vescicole sono formate da cellule nervose e cellule della glia.
L’interno delle vescicole è rivestito da cellule che formano l’epitelio
ependimale
I neuroni dell’encefalo sono organizzati in forma di nuclei e corteccia con
organizzazione, funzione e connessioni differenti.
L’organizzazione di nuclei e della corteccia cerebrale e la complessità dei
rapporti fra aree diverse del tubo neurale varia:
• tra tratti diversi del tubo neurale
• tra classi diverse di Vertebrati
• tra specie diverse della stessa classe
L’encefalo e il midollo spinale sono avvolti da 1 o più guaine di tessuto
connettivo chiamati meningi con funzione protettiva e di sostegno:
una (meninge primitiva) nei pesci, due (dura madre + pia-aracnoide)
in anfibi e rettili; tre (dura madre, pia e aracnoide) in uccelli e mammiferi.
INVOLUCRI DELL'ENCEFALO –
LE MENINGI di Ucceli e Mammiferi
Dall’esterno verso l’interno esse sono:
1.
DURA MADRE
2.
ARACNOIDE
sanguigni
3.
PIA MADRE
connettivo fibroso denso a fasci intrecciati,
con l'aspetto di una ragnatela in cui passano vasi
sottile e trasparente aderisce alla superficie
dell'encefalo e del midollo spinale.
Responsabile della vascolarizzazione del SNC; i capillari sono continui
La barriera emato-encefalica
Il tessuto nervoso del SNC è isolato dalla circolazione ematica generale da questa barriera
-E’ costituita dalle cellule endoteliali dei capillari del SNC, strettamente adese tra loro
tramite giunzioni serrate nantenendo un ambiente costante
- Possono attraversare la barriera solo composti sotto il controllo selettivo degli astrociti
con specifici meccanismi attivi o passivi
Liquido cerebrospinale
Circola nelle cavità del SNC e nello spazio submeningeo;
si forma “per filtrazione” del sangue che circola nei capillari che arrivano al SNC,
forma un “cuscinetto” fluido intorno all’encefalo e al midollo spinale con
funzione di sostegno (scambi metabolici) e protezione da traumi meccanici.
La sua formazione è controllata dalle cellule ependimali che formano
l’epitelio monostratificato cubico che riveste i ventricoli e il canale spinale,
sono provviste di cilia che muovono il liquido cefalo-rachidiano
Vascolarizzazione dell’encefalo
Il sangue giunge al cervello attraverso le arterie carotidi
interne (metà anteriore del cervello) e le arterie vertebrali
ed esce tramite le vene giugulari interne
Nei mammiferi i rami delle arterie che arrivano all’encefalo
sono interconnesse da un circolo anastomotico ad anello, il
circolo di Willis. In tal modo il cervello può ricevere sangue
sia dalle arterie carotidi che dalle arterie vertebrali
garantendone l’irrorazione
L’encefalo in tutti gli embrioni di vertebrati
è formato dalle vescicole encefaliche
Stadio a 3 vescicole stadio a 5 vescicole
Prosencefalo
telencefalo
diencefalo
Mesencefalo
Rombencefalo
metencefalo
mielencefalo
5 vescicole
3 vescicole
Cavità interne - Ventricoli encefalici
Sono cavità dell’encefalo piene di liquido cerebro-spinale (LCS)
in numero di 4:
- 1° e 2° negli emisferi cerebrali
- 3° ventricolo nel diencefalo
- il canale (di Silvio) del mesencefalo
- 4° ventricolo tra ponte e cervelletto (derivati dal rombencefalo)
Vi è una continua circolazione di liquido LCS tra i ventricoli e lo
spazio sub-aracnoideo tramite fori posti sul tetto del quarto
ventricolo
La prima vescicola encefalica, il
prosencefalo, dà origine:
1- anteriormente al telencefalo, che, successivamente sviluppa due
protuberanze in senso anterolaterale, gli emisferi cerebrali, al cui interno si
formano due cavità che costituiranno il 1° e il 2° ventricolo dell’encefalo.
Il telencefalo, si sviluppa in associazione con le capsule olfattive,
(organo dell’olfatto) e comprende il rinencefalo.
2- posteriormente al diencefalo, formato da talamo, epitalamo ed ipotalamo;
la sua cavità costituirà il 3° ventricolo
Prosencefalo telencefalo emisferi cerebrali
rinencefalo
diencefalo epitalamo
talamo
ipotalamo
Telencefalo
Il telencefalo dei bassi vertebrati è il centro primario del senso dell’olfatto
connesso con gli organi olfattivi
Le fibre nervose, provenienti dalle cellule dell’organo dell’olfatto, penetrano nel
telencefalo in corrispondenza dei bulbi olfattivi, la cui grandezza è in relazione
all’importanza dell’olfatto nella vita dell’animale; le fibre nervose che partono
dai bulbi olfattivi arrivano ai lobi olfattivi inseriti negli emisferi cerebrali
Gli emisferi cerebrali sono formati da una parete esterna, la corteccia (pallio) e
da una porzione ventrale : il corpo striato
Entrambe le componenti vanno incontro a cambiamenti evolutivi
In generale, le pareti degli emisferi cerebrali sono moderatamente
spesse nei bassi vertebrati, ma diventano via via più spesse e convolute in
particolare nei Mammiferi formando una spessa corteccia di sostanza grigia.
Tuttavia variazioni sono presenti fra specie diverse della stessa classe.
La corteccia dgli emisferi cerebrali è costituita da:
paleopallio in rapporto soprattutto con il senso dell’ olfatto (ciclostomi e
pesci);
archipallio, già distinguibile in pesci e anfibi
neopallio, compare nei Rettili e diventa più cospicua nei Mammiferi
soprattutto in alcuni forma delle complesse circonvoluzioni
La corteccia cerebrale in generale riceve impulsi “sensitivi” da elaborare;
è il centro dal quale può iniziare l’attività motoria, anche indotta dalla
ricezione di stimoli olfattivi;
nei Mammiferi svolge funzioni molto importanti relative ad es.
a fenomeni di apprendimento e memoria (ippocampo) ed elaborazione dei
dati, e fenomeni discriminativi (es piccole differenze di temperatura e di
peso degli oggetti)
EVOLUZIONE DELLA CORTECCIA CEREBRALE
DIENCEFALO
Ha una cavità piuttosto ampia che prende il nome di 3° ventricolo.
Il diencefalo ha tre componenti fondamentali:
il talamo, l’epitalamo, e l’ipotalamo.
Il talamo è la parte più vistosa del diencefalo costituita da numerosi
nuclei; è un centro di coordinamento di impulsi sensoriali provenienti
da diverse parti del corpo e di trasmissione agli emisferi cerebrali.
Dal tetto o epitalamo si formano delle evaginazioni dorsali che
formeranno l’epifisi (ghiandola endocrina) e l’organo parietale (o 3°
occhio).
Dal pavimento o ipotalamo si forma l’infundibolo il cui peduncolo
forma la neuroipofisi, struttura che insieme alla adenoiposi (di origine
stomodeale) formerà l’ipofisi (ghiandola endocrina).
Dal diencefalo si formano i calici ottici che daranno la retina dell’occhio e
il nervo ottico
Dal diencefalo si formano delle
evaginazioni laterali,le vescicole
ottiche che assumeranno una
conformazione a coppa diventando i
calici ottici provvisti di una doppia
parete. Essi daranno origine alla
retina dell’occhio e al nervo ottico.
Dal diencefalo hanno origine componenti endocrine rappresentate da:
ipotalamo, neuroipofisi, epifisi
La neuroipofisi si forma dal pavimento del diencefalo, l’ipotalamo a
partire da un’evaginazione chiamata infundibolo a cui rimane unito
attraverso il peduncolo ipofisario. Comprende una parte anteriore
chiamata eminenza mediana e una posteriore chiamata pars nervosa.
E’ prevalentemente costituita da lunghe fibre nervose i cui corpi cellulari
posti nell’ipotalamo sintetizzano neurosecreti (ormoni) che fluiscono
nell’assone e vengono riversati direttamente nei capillari sanguigni, è
quindi definito organo neuroemale.
Origine dell’ipofisi:
Dal pavimento del diencefalo
si forma l’infundibolo che
originerà la neuroipofisi;
dalla volta dello stomodeo
(ispessimento dell’ectoderma)
si forma la tasca di Rathke
che originerà l’adenoipofisi
NEUROIPOFISI
+
ADENOIPOFISI
IPOFISI
D
Gli ormoni della neuroipofisi vengono:
A) rilasciati nel circolo sanguigno
generale (vasopressina o ADH e
ossitocina)
B) inviati attraverso il sistema
portale ipofisario all’adenoipofisi
i fattori di rilascio o inibenti
modulandone l’attività
Alcuni ormoni prodotti
dalla neuroipofisi – releasing
factors – vengono inviati
attraverso il sistema portale
ipofisario all’adenoipofisi,
e ne modulano l’attività secretoria.
L’adenoipofisi sintetizza diversi
ormoni detti tropine che regolano
l’attività di altre ghiandole endocrine
e l’ormone intermedina o
melanotropo che regola la
sintesi e la distribuzione dei granuli
di melanina nei melanofori.
Dal tetto del diencefalo si formano
due evaginazioni un organo parietale
e un organo pineale o epifisi:
sono presenti entrambi in alcuni
Vertebrati (es, alcuni osteitti, Lacertilii)
e sono sensibili alla luce,
l’organo parietale è considerato un
3° occhio;
in Uccelli e Mammiferi si forma
solo l’epifisi con funzione di
ghiandola endocrina
L’epifisi è una sorta di orologio
biologico che con il suo secreto
regola i ritmi
stagionali e circadiani e
regola le risposte dell’apparato
riproduttivo in relazione ai
cambiamenti della durata del giorno
L’epifisi produce la melatonina
con ritmi circadiani variabili
nei diversi gruppi di vertebrati
la melatonina regola:
-i cicli biologici e riproduttivi
-i ritmi circadiani sonno-veglia
-la distribuzione dei granuli di
melanina del tegumento
MESENCEFALO
Forma la sezione mediana compresa fra cervello e cervelletto
Presenta
- i corpi quadrigemini, 4 nuclei sensoriali, centri di integrazione di riflessi visivi
e acustici
- i peduncoli cerebrali, 2 masse divergenti di sostanza bianca,
- la calotta o tegmento, con nuclei di sostanza grigia coinvolti nel controllo di
attività motorie
- una cavità – acquedotto di Silvio- in comunicazione con i ventricoli
Nel tetto mesencefalo sono localizzati i lobi ottici ben rilevati che ricevono
impulsi dalla retina attraverso il nervo ottico e posteriormente ad essi si trovano
i lobi uditivi che ricevono soprattutto stimoli dal labirinto membranoso
(orecchio interno); insieme formano i corpi quadrigemini (mammiferi).
I lobi ottici sono molto sviluppati negli Uccelli
ROMBENCEFALO
Il rombencefalo dà origine a
metencefalo , e
mielencefalo, o midollo allungato
la sua cavità costituisce il 4° ventricolo.
La struttura più evidente che deriva dal metencefalo è il cervelletto,
importante centro di coordinamento dell’attività dei muscoli scheletrici (controllo
motorio) in risposta a stimoli provenienti ad es dal labirinto membranoso e dalla linea
laterale dei pesci. Le sue dimensioni aumentano in relazione alla complessità dei
movimenti dell’organismo, indipendentemente dalla classe di appartenenza.
Nel midollo allungato si trovano i nuclei della maggior parte dei nervi
cranici
FUNZIONI del CERVELLETTO
Funziona per controllare il coordinamento motorio e mantenere
l’equilibrio e quindi svolge un’ azione di tipo statocinetico,
strettamente correlata con la corteccia cerebrale
Una parte del cervelletto è in relazione con l'apparato vestibolare
dell'orecchio interno che invia segnali che il cervelletto utilizza per
il mantenimento dell'equilibrio e l’orientamento nello spazio.
Danni al cervelletto comportano movimenti impacciati e scoordinati
EVOLUZIONE DEL CERVELLETTO
Gattuccio (elasmobranco)
BO
TL
CV
Piccione
TL
Rana
BO TL
LO CV
Ratto
LO
CV
BO
TL
BO
I lobi ottici sono in parte coperti dagli emisferi cerebrali
TL: telencefalo, BO: bulbi olfattivi, LO: lobi ottici, CV: cervelletto
CV
Collegati all’encefalo sono i nervi cranici
10 negli anamni, 12 negli amnioti
suddivisi su base funzionale in
sensitivi: I, II, VIII
motori: III, IV, VI, XI,XII
misti: V, VII, IX, X
1- N. olfattivo
2- N. ottico
3- N. oculomotore
4- N. trocleare
5- N. trigemino
6- N. abducente
7- N. faciale
8- N. statoacustico
9- N. glossofaringeo
10- N. vago
11- N. accessorio
12- N. ipoglosso
Azzurro = Sensitivo
Rosso = Motore
A/R= misto
Generalità sui nervi cranici
• A parte la prima coppia, dal III al XII paio tutti emergono dal
tronco cerebrale (III e IV, mesencefalo, gli altri dal rombencefalo);
•i nervi con fibre sensitive sono provvisti di gangli sensitivi;
• il loro decorso è sempre complesso e tortuoso;
• tutti si portano a formazioni site nel blocco facciale o nel collo, ad
eccezione del X, n. vago, che si porta anche nelle cavità toracica e
addominale.
Sezioni dell’encefalo e rispettive funzioni
Il Midollo Spinale macroscopicamente conserva più di qualunque altra
regione del SNC l’aspetto del tubo neurale A fine sviluppo nel midollo spinale
i neuroni si localizzano formando la sostanza grigia, intorno al canale neurale
le fibre nervose formano la sostanza bianca
La complessità del midollo spinale sia morfologica che funzionale e quindi
il grado di controllo dell’attività spinale del cervello sono però variabili e
aumentano con l’evoluzione
In generale negli amnioti nel midollo spinale si riconosce:
- la sostanza grigia che comprende i corpi dei neuroni
di solito a forma di farfalla in cui si distinguono lamine dorsali e lamine basali,
- la sostanza bianca formata da tratti di fibre nervose afferenti, sensitive ed
efferenti, motrici.
Lo spessore del MS varia nella sua lunghezza
Il midollo spinale è protetto all’interno del canale vertebrale e rivestito da meningi
Le fibre nervose afferenti e efferenti formano i nervi spinali che
costituiscono (insieme ai nervi cranici) il Sistema Nervoso Periferico
(SNP) e che servono alla comunicazione fra midollo spinale e vari organi
Il midollo spinale riceve impulsi sensoriali che vengono trasmessi
e integrati con altre parti del SNC, e invia appropriati impulsi motori..
Il midollo spinale e la risposta motoria
Il midollo spinale esercita un ruolo cruciale nel sistema neuromuscolare.
Il midollo spinale contiene i circuiti neurali che sono necessari per la
locomozione e per l’attività riflessa. L’interazione dei neuroni all’interno del
midollo spinale coordina l’attivazione di gruppi muscolari per l’esecuzione di
movimenti volontari e dei movimenti riflessi evocati da recettori sensoriali.
L’inizio conscio del movimento deriva dal flusso di informazioni provenienti
da varie parti del cervello verso il midollo spinale.
SISTEMA NERVOSO AUTONOMO ( SNA o VEGETATIVO)
Il SNA si suddivide in:
1. Sistema Simpatico
2. Sistema Parasimpatico
- Diversi effettori viscerali hanno innervazione vegetativa duplice;
- Solitamente gli effetti di questi 2 sistemi sono antagonisti:
Simpatico Æ stimola gli effettori
Parasimpatico Æ inibisce gli effettori
(si attua in tal modo un controllo di precisione)
Neurotrasmettitori
• del parasimpatico: acetilcolina
• del simpatico : adrenalina e noradrenalina
FUNZIONE DEL SISTEMA NERVOSO AUTONOMO
Simpatico e parasimpatico inviano continuamente impulsi agli
effettori viscerali; regolano il funzionamento di organi per mantenere
o restaurare rapidamente l'omeostasi.
· Spesso esercitano azione antagonista: gli impulsi del simpatico
tendono a stimolare, il parasimpatico tende a inibire ( per gli effettori
che hanno duplice innervazione viscerale);
es. sul cuore: simpatico Æ accelera il ritmo cardiaco;
parasimpatico Æ rallenta
Il Sistema Nervoso Autonomo, è continuamente sotto il controllo di
impulsi provenienti da centri autonomi del S.N.C. situati a vari livelli
dell’encefalo (corteccia del lobo frontale, sistema limbico).
