Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino
1. La nostra centrale di controllo e le sue cellule
2. Il sistema nervoso centrale
3. Il sistema nervoso periferico
4. Il sistema endocrino
5. Il sistema nervoso degli altri animali
Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011
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Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino
Indice
Gli organi del sistema nervoso
encefalo
midollo
spinale
Il sistema nervoso è la centrale
di controllo del nostro corpo.
Riceve, riconosce ed elabora:
• gli stimoli in arrivo
dall’ambiente esterno (come
il caldo, il freddo o i pericoli)
• gli stimoli prodotti
nervi del
sistema
nervoso
periferico
dall’organismo stesso (come
la fame, la sete o il dolore).
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Il sistema nervoso e il sistema endocrino
SISTEMA NERVOSO:
SISTEMA ENDOCRINO:
• risponde in modo molto
rapido a stimoli che richiedono
un’azione immediata
• controlla attività prolungate
nel tempo per mezzo
di messaggi chimici
• usa cellule nervose, i neuroni, • con le ghiandole produce gli ormoni
che comunicano tra loro
che, trasportati dal sangue,
mediante impulsi elettrici
raggiungono lentamente gli organi
Il sistema nervoso e quello endocrino
si scambiano continuamente informazioni
e agiscono in modo coordinato tra loro.
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I neuroni, le cellule del tessuto nervoso
I neuroni sono cellule particolari, molto ramificate,
che comunicano tra loro mediante impulsi elettrici.
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La struttura e le funzioni di un neurone
ricezione degli
impulsi elettrici
conduzione degli
impulsi elettrici
trasmissione degli
impulsi elettrici
ramificazioni
nucleo
assone
guaina
mielinica
corpo
cellulare
bottoni
sinaptici
dendriti
• il neurone riceve gli stimoli attraverso i dendriti, corti e ramificati
• invia gli impulsi alle altre cellule con l’assone, un singolo lungo filamento
• gli assoni di molti neuroni formano fasci chiamati nervi o fibre nervose
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La struttura e le funzioni di un neurone
ricezione degli
impulsi elettrici
conduzione degli
impulsi elettrici
trasmissione degli
impulsi elettrici
ramificazioni
nucleo
assone
guaina
mielinica
corpo
cellulare
bottone
sinaptico
dendriti
sinapsi = «collegamento elettrico» tra neuroni
quando il neurone è stimolato, i bottoni sinaptici
liberano neurotrasmettitori che trasmettono
l’impulso elettrico al dendrite di un neurone vicino
una
sinapsi
neurotrasmettitori
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I diversi tipi di neuroni
neurone
sensoriale
dendriti
• neuroni sensoriali:
neurone
motorio
assone
ricevono gli stimoli
provenienti dall’esterno
o dagli organi del corpo
• neuroni di associazione:
collegano i neuroni sensoriali
con i neuroni motori
recettori
sensoriali
• neuroni motori:
sinapsi
cellule
della pelle
trasmettono gli impulsi
dal sistema nervoso
ai muscoli e alle ghiandole
neurone di
associazione
muscoli
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Il sistema nervoso centrale
cervello
ossa
del cranio
corpo
calloso
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Il sistema nervoso centrale
è costituito dall’encefalo
e dal midollo spinale.
L’encefalo − formato da cervello,
cervelletto e midollo allungato −
è protetto dalla scatola cranica.
cervelletto
midollo
allungato
meningi
midollo
spinale
Il midollo spinale
è contenuto in un canale
interno alla colonna vertebrale.
Entrambi sono rivestiti e protetti
da tre membrane sovrapposte,
le meningi.
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Il cervello in sezione frontale
solco
sostanza
bianca
sostanza
grigia
Il solco divide il cervello
nei due emisferi (destro
e sinistro) percorsi da
pieghe e rilievi chiamati
circonvoluzioni cerebrali.
• corteccia o sostanza
grigia: è la parte esterna
scura, formata da corpi
cellulari e dendriti
• sostanza bianca:
corpo
calloso
cervelletto
è la parte interna
di colore più chiaro,
costituita da assoni
rivestiti da mielina
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Il cervello è suddiviso in grandi regioni chiamate lobi cerebrali
area del gusto
lobo frontale
area motoria
area sensoriale
lobo parietale
area associativa
area di Wernicke
area visiva
area di Broca
area uditiva
area olfattiva
lobo temporale
lobo occipitale
• area associativa: controlla il ragionamento • area visiva: controlla la visione
• aree di Broca e di Wernicke (solo emisfero sinistro): controllano il linguaggio
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Come funziona la corteccia cerebrale
Come agiscono
i tuoi neuroni
quando leggi
un libro?
1. le immagini delle parole
scritte colpiscono le cellule
degli occhi (recettori della retina)
2. gli stimoli luminosi trasformati
in impulsi elettrici sono inviati
all’area della visione nel cervello
3. da qui partono impulsi diretti alle
aree associative, dove le parole
sono analizzate e riconosciute:
ora capisci il significato di ciò
che hai letto
Intanto gli occhi scorrono lungo le righe e le mani voltano le pagine:
i movimenti sono effettuati da muscoli comandati dall’area motoria
della corteccia cerebrale.
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Come funziona la corteccia cerebrale
Quali zone della nostra
corteccia cerebrale usiamo
per ricostruire un puzzle?
• aree sensoriali: per riconoscere
la forma e i colori dei pezzi
e l’immagine complessiva
• aree associative: per ragionare
sulla compatibilità tra i pezzi
e sull’immagine che si sta
formando
• aree motorie: per coordinare
i movimenti del corpo
e delle mani
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La memoria
Per quanto
tempo riesci
a ricordare
un numero
di telefono?
• Se lo ricordi per il tempo
necessario a comporlo
sulla tastiera, hai usato
la memoria a breve termine.
• Se digiti parecchie volte
il numero, dopo un po’ il tuo
cervello lo trasferirà nella
memoria a lungo termine.
Gli scienziati non sono ancora riusciti a capire
come funzionino i meccanismi della memoria.
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La sostanza bianca
La sostanza bianca
controlla ed elabora
gli stimoli provenienti
dall’interno del corpo,
con le due aree chiamate
talamo e ipotalamo.
corpo calloso
talamo
ipofisi
ipotalamo
cervelletto
L’ipotalamo collega
il sistema nervoso
con quello endocrino,
controllando la produzione
di ormoni da parte
della ghiandola ipofisi.
midollo allungato
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Il cervelletto
Provate a ruotare una mano in
senso orario e simultaneamente
un piede in senso antiorario:
non è facile!
Per coordinare i movimenti
usiamo il cervelletto, che è
posto dietro il cervello in basso.
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Il midollo allungato
emisfero
sinistro
emisfero
destro
Il midollo allungato o bulbo:
• collega l’encefalo
al midollo spinale
• regola l’attività cardiaca
e respiratoria
• regola fenomeni come
la tosse e il vomito.
bulbo
(midollo
allungato)
Le fibre nervose provenienti dalla
parte sinistra del cervello sono
convogliate nella parte destra
del midollo spinale, e viceversa.
sistema nervoso
periferico
midollo
spinale
Perciò l’emisfero destro
del cervello controlla la parte
sinistra del corpo, e viceversa.
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La colonna vertebrale e il midollo spinale
sostanza
bianca
fibra
sensoriale
corna
posteriori
corna
anteriori
sostanza
grigia
fibra
motoria
midollo
spinale
vertebra
Il midollo spinale:
• trasmette i comandi
dall’encefalo
ai muscoli
e alle ghiandole
• rende possibili
i riflessi spinali,
reazioni rapidissime
per le situazioni
di emergenza
nervi
spinali
disco
intervertebrale
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I riflessi spinali sono elaborati dal midollo spinale, non dall’encefalo
1 sulla pelle ci sono
i recettori, cellule
che ricevono
lo stimolo esterno
(intenso calore)
2 i recettori
trasmettono
lo stimolo
ai neuroni
sensoriali,
che percorrono
il braccio
ed entrano
nel midollo
spinale
neurone di
associazione
neurone
2
sensoriale
1
cellule
sensoriali
della pelle
3 l’impulso raggiunge
un neurone
di associazione,
che lo invia
ai neuroni motori
3
neurone
motore
midollo spinale
4
4 i neuroni motori
comandano
ai muscoli
del braccio
di contrarsi
muscolo
Se toccate una pentola molto calda, subito ritirerete la mano.
Che cosa è successo in quella frazione di secondo?
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Il sistema nervoso periferico
assoni
la struttura di un nervo
guaina
mielinica
fascio di
fibre nervose
vaso sanguigno
guaine
di tessuto
connettivo
I nervi collegano
il sistema nervoso centrale
a tutti gli organi del corpo.
Il sistema nervoso
periferico è formato da:
• sistema nervoso
somatico (o volontario)
• sistema nervoso
autonomo (o vegetativo)
0,5 mm
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Il sistema nervoso periferico
nervi
cranici
I nervi del sistema nervoso
somatico (o volontario):
• 12 paia di nervi cranici
che dall’encefalo
raggiungono la testa
nervi
spinali
• 31 paia di nervi spinali
,
che escono dai lati
del midollo spinale
e raggiungono tutte
le parti del corpo.
i nervi
del nostro
sistema
nervoso
somatico
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Il sistema nervoso periferico
parasimpatico
contrae la pupilla
stimola la
salivazione
simpatico
midollo
allungato
contrae i bronchi
dilata la pupilla
inibisce la
salivazione
dilata i bronchi
gangli
cervicali
rallenta il cuore
stimola l’attività di
stomaco e pancreas
accelera il cuore
inibisce l’attività di
stomaco e pancreas
stimola il fegato a
rilasciare glucosio
stimola
la cistifellea
fa secernere
l’adrenalina
contrae la vescica
stimola le
strutture sessuali
Il sistema nervoso
autonomo (o vegetativo):
• i nervi del fascio
simpatico stimolano
l’attività degli organi
o delle ghiandole
• invece i nervi del fascio
parasimpatico
la rallentano
o la bloccano.
rilascia la vescica
midollo
spinale
catena
gangliare
inibisce le
strutture sessuali
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Il sistema endocrino
le ghiandole
endocrine
paratiroide
timo
ipotalamo
ipofisi
epifisi
tiroide
ghiandole
surrenali
ovaie
(gonadi
femminili)
oppure
testicoli
(gonadi
maschili)
Le ghiandole endocrine
secernono ormoni,
che sono «messaggeri chimici».
La ghiandola ipofisi collega il sistema
nervoso con il sistema endocrino:
1. il cervello comanda l’ipofisi
attraverso l’ipotalamo
pancreas
2. l’ipofisi produce ormoni
che vanno a stimolare
un’altra ghiandola endocrina
3. questa produce i propri ormoni
e li libera nel sangue,
che li trasporta a destinazione
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Il sistema endocrino
Esempio: il sistema endocrino regola l’equilibrio del calcio nel sangue
attraverso l’azione di due ormoni (calcitonina e ormone paratiroideo)
il calcio passa
dal sangue alle ossa
se la concentrazione di calcio
nel sangue è bassa, le paratiroidi
liberano l’ormone paratiroideo
ione Ca++
ioni Ca++
se la concentrazione di calcio nel sangue
è alta, la tiroide libera calcitonina
il calcio passa
dalle ossa al sangue
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LE GHIANDOLE ENDOCRINE E LE FUNZIONI DEI LORO ORMONI (1/2)
ghiandola endocrina
quali ormoni produce?
ipofisi
ormone della crescita
ossitocina
prolattina
epifisi
vasopressina
tireotropina
corticotropina
follicolo-stimolante
e luteinizzante
melatonina
tiroide
ormone tiroideo
paratiroidi
timo
calcitonina
ormone paratiroideo
ormoni del timo
quale funzione svolgono gli ormoni prodotti?
stimola la crescita delle ossa (la sua carenza
durante l’infanzia determina una forma di nanismo)
stimola le contrazioni dell’utero al momento del parto
stimola la produzione e secrezione di latte nelle
ghiandole mammarie
regola l’escrezione di acqua nei reni e la pressione del sangue
stimola la tiroide
stimola le ghiandole surrenali
stimolano le gonadi
è una specie di «orologio interno» del corpo:
la sua produzione aumenta di notte e si riduce di giorno
stimola il metabolismo cellulare ed è indispensabile
per un corretto sviluppo corporeo
(la sua carenza causa un’altra forma di nanismo)
blocca la liberazione di calcio dalle ossa
stimola la liberazione di calcio dalle ossa e attiva la vitamina D
regolano la crescita e le reazioni immunitarie
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LE GHIANDOLE ENDOCRINE E LE FUNZIONI DEI LORO ORMONI (2/2)
ghiandola endocrina
quali ormoni produce?
pancreas endocrino
insulina
riduce la quantità di zuccheri nel sangue,
stimolando l’accumulo di glicogeno nel fegato
glucagone
aumenta la quantità di zuccheri nel sangue,
stimolando la demolizione del glicogeno da parte del fegato
ormoni steroidi
stimolano la formazione di glucosio a partire da proteine e lipidi,
controllano l’equilibrio di acqua e sali nell’organismo,
bloccano la risposta infiammatoria e immunitaria
adrenalina
fa aumentare il battito cardiaco, la pressione sanguigna,
il ritmo della respirazione e la quantità di zuccheri nel sangue
estrogeni
regolano il ciclo ovarico e determinano lo sviluppo
dei caratteri sessuali secondari
progesterone
stimola la parete uterina ad accogliere l’embrione
testosterone
stimola la produzione di spermatozoi e determina
lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari
surrenali
ovaie
(gonadi femminili)
testicoli
(gonadi maschili)
quale funzione svolgono gli ormoni prodotti?
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Il sistema nervoso degli altri animali
Tra gli invertebrati, le idre e le meduse (cnidari)
hanno una rete di neuroni diffusa in tutto il corpo.
rete
nervosa
la rete nervosa di un’idra
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Il sistema nervoso degli altri animali
il sistema nervoso di un lombrico
cordone nervoso
cervello
gangli nervosi
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Il sistema nervoso degli altri animali
Negli insetti i gangli
del capo danno origine
a due cordoni nervosi
paralleli, da cui partono
i nervi che si diramano
in tutto il corpo.
gangli
del capo
catena
di gangli
ventrali
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Il sistema nervoso degli altri animali
Tra i vertebrati:
• pesci: hanno emisferi
cerebrali ridotti e lisci,
senza circonvoluzioni
• anfibi: il cervelletto
è poco sviluppato
• rettili: gli emisferi
cerebrali, ancora lisci,
sono un po’ più sviluppati
• uccelli: encefalo piccolo,
ma con un cervelletto
molto sviluppato
Il cervello dei mammiferi in proporzione
è più grande di quello degli altri animali.
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Il sistema nervoso degli altri animali
Nei mammiferi gli emisferi cerebrali sono molto voluminosi
e la corteccia è complessa, con pieghe e solchi.
un cervello umano e un cervello di scimpanzé a confronto
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