Diapositiva 1 - ITET Pio La Torre Spazio E
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Helena Curtis N. Sue Barnes Copyright © 2009 Zanichelli editore IL SISTEMA NERVOSO INDICE Struttura e organizzazione del sistema nervoso Le cellule del sistema nervoso La trasmissione delle informazioni: potenziale di riposo e potenziale d’azione Le sinapsi Midollo spinale e arco riflesso L’encefalo: diencefalo, telencefalo, corteccia e aree cerebrali Romboencefalo Aree di integrazione e sistema limbico Sistema nervoso periferico: simpatico e parasimpatico Patologie degenerative del sistema nervoso Link a : neurotrasmettitori, sostanza grigia, sostanza bianca, ipotalamo, mesencefalo Copyright © 2009 Zanichelli editore Struttura del sistema nervoso Copyright © 2009 Zanichelli editore Organizzazione del sistema nervoso Gli stimoli provenienti dall’esterno sono percepiti dai recettori sensoriali e vengono trasmessi, tramite neuroni sensoriali, al sistema nervoso centrale (SNC), che elabora le risposte e le invia tramite neuroni motori agli organi effettori Stimolo esterno → Recettore sensoriale → Neurone sensoriale ↓ Effettore ← Neurone motorio ← Sistema nervoso centrale Copyright © 2009 Zanichelli editore Le cellule del SNC Il sistema nervoso è costituito essenzialmente da due tipi di cellule: i neuroni e le cellule gliali. I neuroni sono le unità strutturali su cui si basa tutta la rete di trasmissione degli impulsi nervosi; le cellule gliali hanno invece il compito di proteggere, sostenere e nutrire i neuroni. I principali tipi di neuroni sono: Neuroni sensoriali Interneuroni Neuroni motori ↓ ↓ ↓ Ricevono informazioni sensoriali dall’esterno e le trasmettono al SNC Trasmettono impulsi all’interno del SNC Inviano informazioni agli organi effettori Copyright © 2009 Zanichelli editore Struttura del neurone Un tipico neurone, come quello motorio, è formato da un corpo cellulare, diversi dendriti e un assone Copyright © 2009 Zanichelli editore La guaina mielinica Alcune cellule gliali del sistema nervoso periferico (SNP), le cellule di Schwann, si avvolgono a spirale attorno agli assoni formando una guaina isolante costituita da mielina. La guaina mielinica non è continua, ma presenta un certo numero di interruzioni, i nodi di Ranvier, a intervalli regolari Copyright © 2009 Zanichelli editore Impulso nervoso La trasmissione delle informazioni lungo gli assoni avviene mediante impulsi nervosi, ossia segnali di natura elettrochimica che si propagano molto velocemente sfruttando la differenza di potenziale presente normalmente ai due lati della membrana assonica Gli impulsi corrispondono a rapide variazioni del potenziale di membrana cui fa seguito il ritorno alla condizione di riposo Copyright © 2009 Zanichelli editore Potenziale di riposo In assenza di impulsi nervosi, sui due lati della membrana dell’assone si registra una differenza di potenziale pari a –70 mV (potenziale di riposo), con l’interno carico negativamente rispetto al’esterno Copyright © 2009 Zanichelli editore Potenziale d’azione Quando l’assone è percorso da un impulso, si registra una rapida inversione di polarità: la carica interna diventa temporaneamente positiva rispetto all’esterno. Questa inversione di polarità è il potenziale d’azione Copyright © 2009 Zanichelli editore Frequenza del potenziale d’azione La risposta a uno stimolo è del tipo “tutto o niente” All’aumentare dell’intensità dello stimolo aumenta la frequenza dei potenziali d’azione Copyright © 2009 Zanichelli editore La causa del potenziale di riposo La differenza di potenziale sui due lati della membrana assonica è mantenuta da una proteina, la pompa Na+/K+, che, a ogni giro, trasporta 3 ioni Na+ all’esterno dell’assone e 2 ioni K+ all’interno Copyright © 2009 Zanichelli editore Come si instaura il potenziale d’azione Quando il neurone riceve uno stimolo adeguato, i canali del sodio si aprono permettendo la rapida entrata degli ioni Na+; la differenza di potenziale passa da –70 mV a circa +40 mV Copyright © 2009 Zanichelli editore Ripolarizzazione Riassumendo, quando un impulso nervoso attraversa un neurone, la membrana assonica, che si trova allo stato di riposo (–70 mV), si depolarizza (+40 mV) e subito dopo si polarizza nuovamente, tornando allo stato iniziale Copyright © 2009 Zanichelli editore Fasi dell’impulso in sintesi Riassumendo, quando passa un impulso nervoso, la membrana assonica, che si trova allo stato di riposo (-70 mV), si depolarizza (+40 mV) e, quindi, si ripolarizza tornando allo stato iniziale Copyright © 2009 Zanichelli editore Fibre mieliniche e amieliniche In una fibra amielinica i canali del sodio e del potassio sono disseminati lungo tutta la fibra, mentre in quella mielinica sono presenti solo nei nodi di Ranvier: l’impulso viaggia quindi per salti ed è molto più veloce Copyright © 2009 Zanichelli editore Sinapsi Le sinapsi sono giunzioni specializzate tra due neuroni Sono di due tipi: chimiche elettriche ↓ ↓ Sono giunzioni in cui i due neuroni non sono direttamente in contatto, ma presentano uno spazio che separa la cellula presinaptica da quella postsinaptica. Il messaggio passa attraverso i neurotrasmettitori Copyright © 2009 Zanichelli editore Sono giunzioni attraverso le quali il potenziale si trasmette senza interruzioni da un neurone all’altro o da un neurone a un organo effettore (p.e. nel cuore e nel canale digerente) La sinapsi chimica Quando il potenziale d’azione arriva alla terminazione assonica, provoca l’ingresso di ioni Ca++ con conseguente liberazione di un neurotrasmettitore nello spazio sinaptico Il neurotrasmettitore si lega a recettori specifici (proteine) presenti sulla membrana del neurone postsinaptico, determinando la trasmissione dell’impulso nervoso Copyright © 2009 Zanichelli editore Sistema nervoso centrale e periferico Il SNC comprende l’encefalo (cervello, cervelletto e tronco cerebrale) e il midollo spinale, avvolti e protetti da tre meningi: dura madre, aracnoide e pia madre Il SNP è costituito dai nervi cranici (che si connettono direttamente all’encefalo) e dai nervi spinali (che stabiliscono connessioni con il midollo spinale) Copyright © 2009 Zanichelli editore Midollo spinale Nel midollo spinale si distingue una regione centrale formata da sostanza grigia e una zona periferica costituita da sostanza bianca Lateralmente alla colonna sono situati i gangli che contengono i corpi cellulari dei neuroni periferici Traumi al midollo spinale comportano lesioni con paralisi che possono essere più o meno estese a seconda della regione interessata Copyright © 2009 Zanichelli editore Arco riflesso Nel midollo spinale i neuroni sensoriali, gli interneuroni e i neuroni motori sono connessi tra loro mediante archi riflessi Copyright © 2009 Zanichelli editore Risposta rapida agli stimoli L’arco riflesso permette all’organismo di rispondere rapidamente a uno stimolo Copyright © 2009 Zanichelli editore Suddivisione del sistema nervoso periferico motorio Il SNP motorio è suddiviso in: simpatico Somatico Autonomo ↓ ↓ Controlla l’attività volontaria dei muscoli scheletrici parasimpatico Controlla l’attività involontaria del muscolo cardiaco e della muscolatura liscia resente nei vasi sanguigni e nei sistemi digerente, respiratorio ed escretore La distinzione tra volontario e involontario non è così netta, in quanto un muscolo si può muovere involontariamente (come nel caso dell’arco riflesso), oppure l’attivazione del sistema autonomo può essere controllata (come nel caso del training autogeno) Copyright © 2009 Zanichelli editore I sistemi simpatico e parasimpatico I sistemi simpatico e parasimpatico sono antagonisti: il sistema simpatico prepara il corpo all’azione, per esempio durante una situazione di stress o di fuga, e rende il corpo pronto a combattere o fuggire il sistema parasimpatico è coinvolto nelle attività di recupero dell’energia ed è attivo durante la digestione (favorendo le funzioni tipiche dei periodi di riposo) Mediatore del simpatico Copyright © 2009 Zanichelli editore Mediatore del parasimpatico Azioni del simpatico e parasimpatico Copyright © 2009 Zanichelli editore Confronto tra parasimpatico e simpatico Il sistema parasimpatico e quello simpatico presentano differenze funzionali e strutturali: Copyright © 2009 Zanichelli editore Suddivisione dell’encefalo L’encefalo può essere suddiviso nelle seguenti strutture: Copyright © 2009 Zanichelli editore Il diencefalo Il prosencefalo si suddivide in: diencefalo e telencefalo Il diencefalo è costituito da talamo e ipotalamo; il talamo è la regione in cui transitano le informazioni sensoriali prima di arrivare alla corteccia cerebrale Sezione longitudinale dell’encefalo umano Copyright © 2009 Zanichelli editore Il telencefalo: gli emisferi cerebrali Il telencefalo: è costituito dai due emisferi cerebrali collegati tra loro dal corpo calloso: l’emisfero destro sembra essere responsabile dei fenomeni intuitivi e artistici, mentre quello sinistro è sede della elaborazione razionale presenta la sostanza bianca disposta internamente e la sostanza grigia disposta nella regione più esterna (corteccia cerebrale) è in grado di ricevere, elaborare e inviare simultaneamente migliaia di messaggi; in esso ha luogo l’attività cosciente: percezione, comprensione e rielaborazione delle informazioni Copyright © 2009 Zanichelli editore La corteccia cerebrale La corteccia cerebrale è suddivisa in lobi, in cui possiamo individuare delle aree specifiche in relazione alla funzione svolta. Esiste una notevole asimmetria tra i due emisferi cerebrali, che ricevono e mandano impulsi in modo “incrociato” Copyright © 2009 Zanichelli editore Corteccia motoria e sensoriale Le aree della corteccia si distinguono in sensoriali e motorie: le prime ricevono le informazioni dalla periferia, dalle seconde partono gli stimoli verso i muscoli Dalla corteccia motoria partono gli stimoli destinati ai muscoli volontari e involontari Copyright © 2009 Zanichelli editore La corteccia sensoriale è interessata alla ricezione delle informazioni provenienti dalla periferia Il romboencefalo Il romboencefalo è la struttura più antica dell’encefalo e governa le funzioni fisiologiche essenziali; è suddiviso in: midollo allungato ponte cervelletto ↓ ↓ ↓ È la sede del controllo del ritmo respiratorio e cardiaco, oltre che del riflesso della deglutizione Connette tra loro parti dell’encefalo; è attraversato da numerosi neuroni, sensoriali o motori Regola l’equilibrio, coordina i movimenti muscolari, è coinvolto nella capacità di socializzazione e di comunicazione Copyright © 2009 Zanichelli editore Aree di integrazione La coordinazione tra le diverse regioni dell’encefalo è resa possibile da attività d’integrazione a cui partecipano: l’area di elaborazione intrinseca, di cui fanno parte diverse regioni della corteccia cerebrale, soprattutto del lobo frontale, che sono essenziali nell’apprendimento, nell’elaborazione delle informazioni e nella capacità di progettazione a lungo termine la formazione reticolare, che è una fitta rete di neuroni responsabile dello stato di veglia e di coscienza, ed è in grado di filtrare le informazioni in entrata; tale formazione si estende dal tronco cerebrale alla corteccia attraverso il talamo Formazione reticolare Copyright © 2009 Zanichelli editore Sistema limbico Il sistema limbico è costituito da neuroni subcorticali che mettono in relazione l’ipotalamo con la corteccia cerebrale: è coinvolto nelle emozioni e nella regolazione del sonno Del sistema limbico fanno parte due importanti strutture, l’ippocampo e l’amigdala che, insieme alla corteccia prefrontale e al talamo, partecipano alla fissazione della memoria Copyright © 2009 Zanichelli editore Patologie neurodegenerative La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia degenerativa che colpisce le aree motorie della corteccia cerebrale, causando atrofia muscolare e quindi paralisi. Questa malattia evolve in maniera progressiva, senza alterare le sensazioni o l’intelletto dell’individuo, ed è provocata dall’accumulo del neurotrasmettitore glutammato Il morbo di Parkinson è una malattia degenerativa che si manifesta con rigidità della mimica facciale, disturbi alla deambulazione e tremore alle mani. È dovuta alla morte delle cellule del mesencefalo; i sintomi compaiono quando il 70% dei neuroni è stato distrutto Copyright © 2009 Zanichelli editore Patologie neurodegenerative Il morbo di Alzheimer è una malattia degenerativa che comporta una progressiva perdita della memoria e termina con una grave forma di demenza; nei tessuti malati si riscontra la formazione di placche neuritiche (ammassi di assoni degenerati) associate a sostanza beta amiloide placche Tessuto normale Copyright © 2009 Zanichelli editore Tessuto malato IL SISTEMA NERVOSO Torna all’Indice Copyright © 2009 Zanichelli editore Neurotrasmettitori Esistono sinapsi eccitatorie o inibitorie a seconda che il neurotrasmettitore determini la depolarizzazione o la iperpolarizzazione della membrana Copyright © 2009 Zanichelli editore Sostanza grigia La sostanza grigia è formata da gruppi di corpi cellulari. Questi gruppi sono detti nuclei se si trovano nel SNC e gangli se si trovano nel SNP Gruppi di corpi cellulari ↓ ↓ nuclei gangli ↓ ↓ SNC SNP Copyright © 2009 Zanichelli editore Sostanza bianca La sostanza bianca è formata da fasci di assoni rivestiti dalla guaina mielinica, di colore chiaro. Questi fasci sono detti tratti se si trovano nel SNC e nervi se si trovano nel SNP Fascio di assoni ↓ ↓ tratti nervi ↓ ↓ SNC SNP Copyright © 2009 Zanichelli editore Ipotalamo L’ipotalamo è il principale centro di integrazione del sistema neuroendocrino: libera ormoni e controlla la secrezione da parte dell’ipofisi Inoltre, l’ipotalamo contribuisce a regolare i ritmi di veglia e di sonno e coordina le attività associate al sesso, alla fame, alla sete, al piacere, al dolore e alla rabbia Copyright © 2009 Zanichelli editore Il mesencefalo Il mesencefalo collega il ponte al diencefalo; è costituito da nervi che inviano segnali provenienti dalla periferia verso il cervello e ha un importante ruolo nel localizzare i suoni o nel coordinare i movimenti degli occhi Copyright © 2009 Zanichelli editore
