Il Sistema Nervoso Il Sistema Nervoso Il Sistema Nervoso coordina le attività della vita di relazione e svolge le seguenti funzioni: •riceve stimoli ed elabora risposte; •memorizza informazioni; •elabora ragionamenti. Il Sistema Nervoso L’unità fondamentale del sistema nervoso è il neurone una speciale cellula che trasmette gli impulsi nervosi. Il Sistema Nervoso Il neurone è formato dal corpo cellulare che contiene il nucleo e dai prolungamenti, il più lungo è l’assone, quelli più corti i dendriti; l’assone è protetto da una guaina. Il Sistema Nervoso Il neurone riceve gli stimoli attraverso i dendriti mentre attraverso l’assone invia gli impulsi ad altre cellule. Il Sistema Nervoso Il sistema nervoso è costituito da miliardi di neuroni che hanno come caratteristiche fondamentali: •l’eccitabilità (reagiscono agli stimoli); •la conducibilità (trasmettono gli impulsi). Il Sistema Nervoso I neuroni possono essere classificati, in base al numero di prolungamenti, in: I neuroni unipolari svolgono compiti di tipo sensoriale. Essi presentano un solo neurite che si diparte dal soma e si divide a T in due lunghi processi, uno centrale (che porta verso SNC) e uno periferico (che si allontana da SNC). I neuroni bipolari hanno due neuriti con funzione diversa: uno convoglia i segnali verso il soma (segnali di "input" alla cellula) e l'altro conduce gli impulsi generati dalla cellula stessa ("output" del neurone). Tali neuroni sono presenti nella retina e nell'epitelio olfattivo. I neuroni multipolari sono i più diffusi, sia nel SNC che nel SNP. Sono caratterizzati da un elevato numero di dendriti e da un lungo singolo assone, in cui sono trasmessi gli impulsi nervosi. Il Sistema Nervoso In base alla loro funzione i neuroni si suddividono in: • neuroni sensoriali • neuroni motori • neuroni di associazione Il Sistema Nervoso 1. Neuroni sensoriali: trasmettono al sistema nervoso gli stimoli provenienti dall’esterno o da un organo interno. Il Sistema Nervoso 2. Neuroni motori: trasmettono impulsi elettrici dal sistema nervoso a muscoli e ghiandole. Il Sistema Nervoso 3. Neuroni di associazione: elaborano l’informazione e collegano i neuroni sensoriali con quelli motori. Il Sistema Nervoso Gli assoni delle cellule del sistema nervoso sono avvolti più volte da una guaina mielinica (isolante elettrico), costituita principalmente da lipidi di membrana delle cellule di Schwann (nel SNP) o degli Oligodendrociti (SNC), formando la fibra nervosa (fibra nervosa Mielinica). Le strozzature tra le cellule di Schwann sono dette nodi di Ranvier. Questo sistema garantisce la propagazione degli impulsi elettrici lungo l'assone, con una velocità fino a 100 m/s. Esistono inoltre fibre nervose Amieliniche, in cui la membrana delle cellule di Schwann avvolge solo una volta l’assone, e ne può avvolgere più di uno (formazione nel SNP dei NERVI). La propagazione dell’impulso nervoso lungo gli assoni non mielinizzati è continua, in quelli mielinizzati è saltatoria. Il Sistema Nervoso Gli stimoli nervosi passano da un neurone all’altro tramite particolari giunzioni, le sinapsi. In una sinapsi si distinguono: - una terminazione presinaptica (il terminale assonico della cellula che trasmette l’impulso), generalmente a forma di bulbo, -lo spazio intersinaptico tra i due neuroni - la terminazione postsinaptica, che corrisponde al secondo neurone La sinapsi Numerose sostanze possono fungere da neurotrasmettitori; le principali sono l’acetilcolina, la noradrenalina, la serotonina, la dopamina e il GABA (acido gammaamminobutirrico). Il legame neurotrasmettitore – recettore modifica il potenziale di membrana (potenziale sinaptico): se l’interno diventa più negativo, la cellula risulterà meno eccitabile (effetto inibitorio), se diventa meno negativo, la cellula sarà più facilmente eccitabile (effetto eccitatorio). L’azione dei neurotrasmettitori dura solo un breve periodo; essi vengono subito degradati e i loro prodotti riassorbiti dalla terminazione dell’assone e riutilizzati. Nella trasmissione sinaptica sono coinvolti anche i neuromediatori, che modulano la risposta di una sinapsi al suo neurotrasmettitore. Sono stati identificati oltre 100 neuromediatori, tra i quali le endorfine, che funzionano come analgesici naturali, sopprimendo gli stimoli dolorifici e determinando uno stato di euforia. Molte droghe, come l’eroina, la morfina e altre sostanze oppiacee, agiscono legandosi ai recettori delle endorfine. Il Sistema Nervoso Il neurone che manda il segnale è il neurone presinaptico, quello che riceve il segnale è il postsinaptico. Sono separati da una fessura sinaptica. Nella sinapsi chimica, il segnale elettrico presinaptico (impulso nervoso) viene convertito in segnale chimico (rilascio del neurotrasmettitore); il segnale chimico viene poi riconvertito in segnale elettrico (depolarizzazione o iperpolarizzazione) nella cellula postsinaptica. Il principale neurotrasmettitore è l’acetilcolina. Nel SNC numerosi amminoacidi si comportano come neurotrasmettitori (noradrenalina, dopamina…). Esistono 2 tipi di sinapsi: _ECCITATORIE => nelle quali il NT eccita la membrana postsinaptica, depolarizzandola. _INIBITORIE => nelle quali il NT rende la membrana postsinaptica meno eccitabile (la inibisce), iperpolarizzandola. Potenziale di riposo L’interno di un assone è ricco di cariche negative, mentre l’esterno è carico positivamente, tra i due lati della membrana di separazione è presente una differenza di potenziale di circa -70 millivolt che rappresenta il potenziale di riposo della membrana, in assenza di stimolazione. All’interno dell’assone si registra un’elevata concentrazione di ioni potassio, K+ (circa 30 volte maggiore che all’esterno) mentre all’esterno vi è un’elevata concentrazione di ioni sodio, Na+ (circa 10 volte maggiore che all’interno). In condizione di potenziale di riposo gli ioni Na+ determinano una carica netta positiva all’esterno, mentre l’interno risulta negativo a causa di anioni organici che, essendo di dimensioni maggiori, non sono in grado di attraversare la membrana. Potenziale d’azione Quando l’assone è attraversato da un impulso, si registra una brevissima inversione di polarità della sua membrana (depolarizzazione: l’interno diventa positivo e l’esterno negativo e la differenza di potenziale misurata è di circa +40 millivolt. Tale inversione di polarità rappresenta il cosiddetto potenziale d’azione, che si propaga lungo tutta la membrana dell’assone, costituendo l’impulso nervoso L’impulso nervoso viene generato solo se l’intensità di uno stimolo supera una certa soglia. L’intensità dei potenziali d’azione è ‘costante (legge del “tutto o nulla”), ciò che varia è la loro frequenza, cioè il numero di potenziali generati nell’unità di tempo: più intenso è lo stimolo, maggiore è la frequenza. Il meccanismo del potenziale d’azione L’ apertura o chiusura dei canali a controllo di potenziale è regolata dal potenziale di membrana. Il meccanismo del potenziale d’azione Quando si raggiunge una certa soglia, la depolarizzazione determina l’apertura dei canali del sodio (rapidi): il sodio entra determinando l’inversione di polarità della membrana Il meccanismo del potenziale d’azione Dopo un breve istante (circa mezzo millisecondo) i canali del sodio si richiudono e si aprono quelli del potassio (lenti). Il potassio esce e la membrana si ripolarizza. La pompa sodiopotassio, accoppia attivamente il trasporto verso l’esterno di tre ioni Na+ con il trasporto verso l’interno di due ioni K+ contribuendo a ristabilire il potenziale di riposo. In tal modo si mantengono costanti le differenze di concentrazione di tali due ioni che, poiché a ogni ciclo subiscono piccolissime variazioni, tenderebbero a uguagliarsi sui due lati della membrana. Fibre amieliniche e mieliniche II potenziale d’azione si propaga come un’onda di depolarizzazione lungo tutto l’assone, senza subire alcuna riduzione di ampiezza per mezzo di una serie di correnti, dette correnti di circuito locale. Nelle fibre nervose prive di guaina mielinica le correnti di circuito locale sono estese lungo tutto l’assone, per cui la conduzione dell’impulso è molto lenta (circa 1-2 m/s). Nelle fibre rivestite di guaina mielinica le correnti attraversano solo i nodi, privi di rivestimento, saltando da un nodo all’altro. Poiché la superficie dei nodi è circa 1/1000 di quella della fibra, la conduzione è molto più veloce (30-50 m/s), consentendo risposte agli stimoli molto più rapide. L’onda di depolarizzazione è unidirezionale: una volta che i canali del sodio si sono chiusi, possono infatti riaprirsi solo dopo un certo intervallo di tempo (periodo refrattario). In questo modo nelle regioni in cui si è generato un potenziale d’azione non se ne può manifestare un altro subito dopo. Il Sistema Nervoso Gli assoni di più neuroni sono riuniti in un fascio e formano così un nervo. Il Sistema Nervoso Il sistema nervoso dell'uomo si compone di due parti: •Sistema Nervoso Centrale •Sistema Nervoso Periferico. Sistema Nervoso Centrale Il sistema nervoso centrale è costituito dall'encefalo (racchiuso nella scatola cranica) e dal midollo spinale (racchiuso nel canale vertebrale all'interno della colonna vertebrale); è formato principalmente da neuroni di collegamento. Sistema Nervoso Centrale Il suo compito è di identificare, interpretare e integrare gli impulsi che arrivano dai neuroni sensoriali, generare una risposta adeguata e trasmetterla ai neuroni motori. È anche la sede dove si generano i ricordi e i pensieri. Sistema Nervoso Centrale L’encefalo e il midollo spinale sono protetti da tre membrane chiamate meningi. Nello spazio tra Aracnoide e Pia Madre è contenuto il LIQUOR (liquido cefalo-rachidiano) che attutisce le sollecitazioni meccaniche dell’encefalo. } meningi Sistema Nervoso Centrale Encefalo L’encefalo è formato dal Cervello, dal Cervelletto, dal Diencefalo e dal Tronco encefalico. Sistema Nervoso Centrale Cervello Il cervello è diviso in due da un solco longitudinale (o scissura interemisferica) nei due emisferi destro e sinistro. Ogni emisfero è percorso da pieghe (circonvoluzioni cerebrali) che aumentano la superficie del cervello. Sotto il solco c’è un insieme di fibre, il corpo calloso, che collega tra loro i due emisferi. La parte più esterna, scura del cervello è chiamata corteccia cerebrale che ha numerosi solchi e scissure irregolari che suddividono il cervello in LOBI (parietale, frontale temporale, occipitale e dell’insula). Sistema Nervoso Centrale Cervello La corteccia cerebrale è suddivisa in: _Sostanza Grigia (cell. Nervose) in superficie; _Sostanza Bianca (fibre nervose mielinizzate e ammassi di sostanza grigia detti gangli della base) in profondità; Contiene le aeree che controllano il movimento, la sensibilità, il pensiero, la memoria e tutte le funzioni più elevate dell’apprendimento e che consentono la vita di relazione con il mondo esterno. Sistema Nervoso Centrale Cervello: funzioni delle aree cerebrali Sistema Nervoso Centrale Cervello: AREE CORTICALI 1 AREE SENSITIVE suddivise in: Situata nel lobo parietale, dietro la scissura • Area sensitiva centrale (di Rolando), in una circonvoluzione somatica primaria detta postcentrale e si estende dalla (tattile, termica e pressoria) scissura interemisferica fino alla scissura • Area visiva • Area uditiva • Area gustativa • Area olfattiva laterale (di Silvio). Situata nel lobo occipitale, vicino la scissura calcarina. Situata nel lobo temporale. Situata nel dell’insula, dove arrivano anche le informazioni sensitive viscerali (sensibilità introcettiva). Situata in una zone del lobo temporale detta Uncus dell’ippocampo. Mentre, la porzione che riceve gli impulsi olfattivi è detta sistema limbico (bulbo e tratto olfattorio, ippocampo e corteccia del cingolo), che è coinvolta anche nel controllo delle emozioni. Sistema Nervoso Centrale Cervello: AREE CORTICALI 2 AREA MOTORIA PRIMARIA: comanda i movimenti volontari dei muscoli scheletrici. Situata nel lobo frontale, nella circonvoluzione postcentrale (di Rolando), subito davanti la scissura centrale. 3 AREE del LINGUAGGIO (di solito si trovano nell’emisfero six): Situata nel lobo frontale ed è detta anche area motoria del linguaggio perché controlla l’articolazione delle parole. Situata nel lobo temporale (vicino all’area • Area di acustica) ed è detta anche area sensoriale del linguaggio perché permette invece la Wernicke comprensione delle parole udite. 4 GANGLI della BASE: sono nuclei di sostanza grigia che intervengono nel controllo dell’attività muscolare (esecuzione dei movimenti,mantenimento della postura). Fanno parte del sistema extrapiramidale (via discendente) • Area di Broca Sistema Nervoso Centrale Diencefalo Il diencefalo è la parte più interna del cervello (incastrato tra i 2 emisferi); controlla ed elabora gli stimoli provenienti dall’interno del corpo, grazie a due importanti gruppi di neuroni che formano le aree del cervello chiamate talamo e ipotalamo. Sistema Nervoso Centrale Diencefalo L’ipotalamo collega il sistema nervoso con quello endocrino, controllando la produzione di ormoni da parte della ghiandola ipofisi (ghiandola endocrina detta G. Pituitaria). Entrambi si collegano tra loro tramite il peduncolo ipofisario. Inoltre ha la funzione di controllo su: _Centro termo-regolatore (regola la T. corporea); _Centri della fame; _Centri della sete; _Centri della sazietà; Sistema Nervoso Centrale Diencefalo Il Talamo è di forma ovale e riceve tutte le afferenze sensitive (tranne quelle olfattive) e le proietta alle varie parti della corteccia cerebrale. Oltre a smistare gli impulsi verso la corteccia, è in grado di elabolarli e modularli (soprattutto nella modulazione del dolore). Sistema Nervoso Centrale Tronco Encefalico Situato in profondità, davanti al cervelletto. Collega il cervello e il cervelletto al Midollo Spinale ed è attraversato da fibre nervose ascendenti (dirette al cervello e cervelletto) e discendenti (dirette al midollo spinale). E’ proprio nel tronco encefalico che queste fibre si incrociano cosi da avere l’emisfero destro che controlla la parte sinistra del corpo e viceversa!!! Esso è suddiviso in: _BULBO (o midollo allungato) sopra il midollo spinale; _PONTE (di Varolio) sopra il bulbo; _MESENCEFALO che anteriormente presenta i peduncoli cerebrali (fasci nervosi); _NERVI CRANICI (12) (o encefalici) che controllano i muscoli oculomotori, masticatori e facciali (muscoli mimici); _Centri di controllo della respirazione e circolazione. Sistema Nervoso Centrale Cervelletto Il cervelletto è una formazione posta sotto gli emisferi cerebrali e dietro il tronco encefalico. Anch’esso ha 2 emisferi ricoperti dalla corteccia cerebellare (sostanza grigia) separati tramite il verme cerebellare. Svolge funzioni di controllo e coordinamento dei movimenti volontari e del linguaggio e collabora al mantenimento dell’equilibrio (grazie agli impulsi che riceve dagli organi dell’equilibrio situati nell’orecchio interno) Emisfero laterale destro LOBO FRONTALE LOBO PARIETALE LOBO OCCIPITALE LOBO TEMPORALE cervelletto Midollo spinale Ponte di Varolio Bulbo o midollo allungato Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Il midollo allungato si prolunga verso il basso diventando midollo spinale, un cordone collocato all’interno della colonna vertebrale, che collega l’encefalo al sistema nervoso periferico. Viene suddiviso i 31 NEUROMERI: 8 cervicali, 12 toracici, 5 lombari, 5 sacrali e 1 coccigeo Da ogni neuromero origina un paio di NERVI SPINALI, che fuoriescono dal canale vertebrale, attraverso i forami intervertebrali corrispondenti. Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale A differenza del cervello, il M.S. è costituito da sostanza bianca all’esterno e sostanza grigia all’interno _S. Grigia: a forma di FARFALLA o H (in sezione trasversale) che ha 2 corna anteriori (che presentano i motoneuroni somatici da cui originano le fibre motrici somatiche che innervano i muscoli volontari => vie discendenti o motorie) e 2 corna posteriori (a cui arrivano le fibre sensitive => vie ascendenti o sensitive). _S. Bianca: ha un cordone anteriore (costituito da fibre discendenti che costituiscono le vie motrici), un cordone posteriore (costituito da fibre ascendenti che costituiscono le vie sensitive) e 2 cordoni laterali (costituiti sia da fibre ascendenti che discendenti) Neuroni sensoriali posteriore Sostanza bianca Sostanza grigia Neuroni motori anteriore Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Il M.S. , quindi, svolge funzioni sensitive (via ascendente) e motorie (via discendente), collegando il SNC agli orgnani periferici, grazie ai NERVI SPINALI. TETRAPLEGIA- lesione del M.S. a livello cervicale (paralisi degli arti sia inferiori che superiori). PARAPLEGIA- lesione del M.S. a livello lombare (paralisi degli arti inferiori). Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Cosa succede se tocchi una pentola calda? Prontamente ritrai la mano e lo fai in una frazione di secondo! Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Ecco cosa è successo in una frazione di secondo: 1. I riecettori della pelle ricevono gli stimoli esterni, in questo caso il forte calore. Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Ecco cosa è successo in una frazione di secondo: 2. I recettori trasmettono lo stimolo ai neuroni sensoriali del braccio che arrivano fino all’interno del midollo spinale. Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Ecco cosa è successo in una frazione di secondo: 3. Qui l’impulso raggiunge un neurone di associazione che lo invia ai neuroni motori. Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Ecco cosa è successo in una frazione di secondo: 4. Questi neuroni comandano ai muscoli del braccio di contrarsi togliendo così la mano dalla pentola! Sistema Nervoso Centrale Midollo spinale Queste reazioni rapidissime sono esempi di riflessi spinali, così chiamati perché lo stimolo e la risposta sono elaborati soltanto dal midollo spinale, senza passare per l’encefalo. Sistema Nervoso Periferico Il sistema nervoso periferico è formato dai nervi (sia spinali che cranici) che collegano il sistema nervoso centrale a tutti gli organi del corpo. Sistema Nervoso Periferico Struttura tipica di un nervo Sistema Nervoso Periferico Il sistema nervoso periferico si può dividere in due parti: •Sistema nervoso somatico o volontario •Sistema nervoso autonomo o vegetativo Sistema Nervoso Periferico Sistema Nervoso Volontario Il sistema nervoso volontario è costituito dalle fibre nervose periferiche che inviano informazioni sensoriali al sistema nervoso centrale e dalle fibre nervose motorie che comandano la contrazione e la distensione dei muscoli scheletrici. È costituito dai nervi cranici (12 paia) e dai nervi spinali (31 paia). Sistema Nervoso Periferico Sistema Nervoso Autonomo Il sistema nervoso autonomo comprende l'insieme di fibre nervose che corrono lungo la colonna vertebrale e che innervano gli organi interni e le ghiandole, svolgendo funzioni che generalmente sono al di fuori del controllo volontario. È formato da una serie di rigonfiamenti (gangli) collegati tra loro da fibre nervose. Sistema Nervoso Periferico Sistema Nervoso Autonomo a sua volte è suddiviso in: _Ortosimpatico; _Parasimpatico; I fasci di nervi del S. Ortosimpatico, stimolano l’attività di un organo (liberano la Noradrenalina), mentre quelli del fascio parasimpatico la rallentano o la bloccano (liberano l’Acetilcolina). Sistema Nervoso Periferico Recettori e Organi di Senso • Inizio pentamestre. Fine Il Sistema Nervoso Il Sistema Nervoso 1 Quando la regione azzurra dell’assone apre i suoi canali del sodio, gli ioni Na+ entrano velocemente e si genera il potenziale d’azione. 2 Quando nello stesso tratto si aprono i canali del potassio Gli ioni K+ diffondono fuori dall’assone nello stesso tempo i canali del sodio si chiudono e si disattivano e il potenziale d’azione scompare . 3 Nel momento in cui la membrana assonica torna al suo stato di riposo non avremo più alcuna traccia del potenziale d’azione Sistema Nervoso Centrale Memoria La memoria è la capacità del cervello di conservare informazioni, nel breve, medio e lungo termine. Esistono due tipi di memoria: quella a breve termine e quella a lungo termine.
