Appunti di fisiopatologia del sistema nervoso autonomico

Appunti di fisiopatologia del sistema nervoso autonomico
Corso di fisiologia clinica V – DU tecnici di neurofisiopatologia
Barbara Beltramo, Roberto Cavallo
Richiami di anatomia
Il sistema nervoso autonomico è soprattutto un sistema effettore, che controlla la muscolatura liscia,
il muscolo cardiaco e le ghiandole esocrine.
Tutte le cellule neuronali effettrici del sistema nervoso autonomico si trovano in periferia, localizzate
all’interno dei gangli autonomici. Tali cellule vengono chiamati neuroni post-gangliari, che a loro
volta vengono attivati da neuroni pre-gangliari situati nel tronco cerebrale o nel midollo spinale.
Dal punto di vista anatomico il sistema nervoso autonomico e’ divisibile in tre sezioni: a)
toracolombare (sistema ortosimpatico), b) craniosacrale (sistema parasimpatico) e c) sistema
enterico.
Il ruolo principale del sistema vegetativo è quello di regolare l’ambiente interno.
Il sistema ortosimpatico presiede alle reazioni di lotta e di fuga, mentre il sistema parasimpatico
governa il riposo e la digestione.
L’ortosimpatico risponde a sollecitazioni dall’ambiente esterno, mentre il parasimpatico mantiene la
situazione basale in condizioni normali.
Sistema ortosimpatico
I neuroni pre-gangliari sono situati nelle
colonne intermedio-laterali della sostanza
grigia del midollo spinale nella porzione
compresa tra l’8° segmento cervicale ed il 2°
segmento lombare.
Gli assoni che si dipartono dai neuroni pregangliari escono dal midollo insieme alle fibre
motrici somatiche attraverso le radici ventrali
e da queste si distaccano attraverso i sottili
rami comunicanti bianchi, che si collegano
ai gangli. Tali filuzzi nervosi sono definiti
bianchi perché tale è il loro colore, essendo
costituiti da fibre mielinizzate.
I rami comunicanti bianchi raggiungono i
gangli paravertebrali raccolti in due catene
parallele ai lati della colonna vertebrale.
Normalmente si trovano tre gangli cervicali
(superiore, medio ed inferiore o ganglio
stellato), undici gangli toracici e quattro o sei
gangli lombari.
Le fibre pre-gangliari escono dal midollo allo
stesso livello in cui si trovano le cellule di
origine, mentre possono formare una sinapsi
con la cellula gangliare del ganglio situato alla
stessa altezza, oppure attraversano il ganglio e
vanno a contrarre sinapsi con cellule gangliari
ad altro livello. In questo modo si consente ad
una fibra pregangliare di entrare in contatto
con più neuroni gangliari (anche 20) ed una
singola cellula gangliare a sua volta può
contrarre sinapsi con più fibre gangliari
contemporaneamente. Questo sistema di
convergenza e divergenza consente una
attivazione coordinata e contemporanea dei
neuroni simpatici a più livelli.
Una parte delle fibre pre-gangliari non si
ferma nei gangli paravertebrali, ma
fuoriuscendo da questi costituisce i nervi
splancnici che raggiungono i gangli
prevertebrali. Si tratta di tre gangli impari
(celiaco, mesenterico superiore, mesenterico
inferiore), in cui si trovano i neuroni postgangliari
che
innervano
l’apparato
gastrointestinale, il fegato, il pancreas, i reni,
la vescica e gli organi genitali (ghiandole,
muscolatura liscia e vasi sanguigni).
Un terzo gruppo di fibre pre-gangliari decorre
nel nervo splancnico toracico e raggiunge la
midollare del surrene, che può essere
considerata un ganglio ortosimpatico.
Gli assoni dei neuroni post-gangliari escono
dai gangli attraverso i rami comunicanti
grigi (anche in questo caso il nome deriva dal
colore, essendo le fibre amieliniche). I rami
comunicanti grigi si uniscono ai nervi spinali e
tramite questi arrivano agli organi bersaglio.
Innervazione ortosimpatica segmentaria
Testa
Le cellule dell’ortosimpatico che sono
destinate alla innervazione della testa si
trovano a livello dell’ottavo mielomero
cervicale e del primo e secondo mielomero
toracico.
Le fibre pre-gangliari raggiungono le cellule
del ganglio cervicale superiore dopo essere
passate attraverso il ganglio cervicale inferiore
e medio.
Le fibre post-gangliari decorrono all’interno
del plesso carotideo intorno alle arterie
carotide interna ed esterna e seguendone il
decorso entrano all’interno della scatola
cranica.
Dal
plesso
si
distaccano
successivamente i rami anastomotici per i
diversi nervi cranici (VII, V, IV, III) che
innervano gli organi bersaglio (vasi, ghiandole
salivari, lacrimali, sudoripare e pupilla).
Arto superiore
Le cellule pre-gangliari destinate all’arto
superiore si trovano nei primi mielomeri
toracici, le fibre post-gangliari si dipartono dal
ganglio cervicale inferiore o stellato.
Torace
Dai prime cinque metameri midollari toracici
si originano le fibre pregangliari destinate agli
organi toracici (cuore e polmoni).
Dai gangli cervicali e dai primi cinque gangli
toracici partono le fibre post-gangliari che si
raccolgono in plessi (cardiaco, polmonare,
aortico toracico).
Addome
Le
cellule
pre-gangliari
deputate
all’innervazione degli organi addominali sono
situate dal quinto al nono o decimo mielomero
toracico.
Le fibre pre-gangliari attraversano il gangli
toracici dal sesto al dodicesimo e lasciano i
gangli attraverso i nervi grande splancnico e
piccolo splancnico per raggiungere i gangli
celiaco, mesenterico superiore ed inferiore e
renali.
Arto inferiore
Le cellule pre-gangliari si trovano negli ultimi
mielomeri toracici, mentre le cellule post-
gangliari si trovano negli ultimi tre gangli
lombari e nel primo ganglio sacrale.
Sistema parasimpatico
I corpi cellulari dei neuroni pre-gangliari sono
situati all’interno del tronco encefalico e dei
mielomeri sacrali S2-S4.
Caratteristico del sistema parasimpatico è il
fatto che le fibre pre-gangliari sono nettamente
più lunghe delle fibre post-gangliari,
contrariamente al sistema ortosimpatico.
Infatti nel sistema ortosimpatico i gangli si
trovano vicino alla colonna vertebrale e
lontano dagli organi bersaglio, mentre nel
sistema parasimpatico i gangli si trovano a
ridosso od all’interno degli organi bersaglio.
Sistema parasimpatico craniale
Le cellule pregangliari si trovano nel nucleo
di Edinger-Westphal o dorsale viscerale,
nel nucleo anteromediano dell’oculomotore
comune (mesencefalo), nei nuclei salivatorio
superiore ed inferiore (ponte-bulbo), nel
nucleo dorsale motore del vago e nel nucleo
ambiguo (bulbo).
III nervo cranico
Le fibre pre-gangliari che si dipartono dai
nuclei di Edinger-Westphal ed anteromediano
dell’oculomotore comune fanno parte del III
nervo cranico (oculomotore comune) e tramite
questo raggiungono il ganglio ciliare, che si
trova nell’orbita, e qui contraggono sinapsi
con le cellule post-gangliari.
Le fibre post-gangliari raggiungono i muscoli
ciliare e sfintere della pupilla.
VII nervo cranico
Nel nervo faciale decorrono le fibre pregangliari che originano dal nucleo salivatorio
superiore.
Un contingente di fibre arrivate a livello del
ganglio genicolato si distacca e forma il nervo
grande petroso superficiale, che raggiunge il
ganglio sfenopalatino.
Le fibre post-gangliari da questo ganglio
raggiungono le ghiandole lacrimali.
Le rimanenti fibre si distaccano più sotto dal
nervo faciale ed attraverso la corda del
timpano raggiungono un ramo del V nervo
cranico, il nervo linguale. Tramite questo
nervo arrivano al ganglio sottomandibolare.
Le fibre post-gangliari si portano ad innervare
le ghiandole sottomandibolare e sottolinguale.
IX nervo cranico
Il nucleo salivatorio inferiore è l’origine delle
fibre pre-gangliari, che attraverso il nervo
glossofaringeo arrivano al ganglio otico
avendo attraversato il plesso timpanico ed il
nervo piccolo petroso superficiale.
Le fibre post-gangliari sono destinate alla
ghiandola parotide.
X nervo cranico
Le fibre pre-gangliari provenienti dal nucleo
dorsale motore del vago attraverso il nervo
vago raggiungono i gangli situati nelle pareti
degli organi bersaglio (polmoni, esofago,
stomaco, fegato, colecisti, pancreas e primo
tratto intestinale).
Dal nucleo ambiguo le fibre pre-gangliari
tramite il nervo vago arrivano ai gangli
intramurali del cuore.
Sistema parasimpatico sacrale
Nella zona intermediolaterale della sostanza
grigia midollare sacrale dei mielomeri S2, S3
ed S4 si trovano le cellule pregangliari del
parasimpatico sacrale. Le fibre lasciano il
midollo tramite le radici ventrali ed attraverso
i nervi pelvici e sacrali arrivano al plesso
gangliare pelvico.
Le fibre post-gangliari sono destinate al colon
discendente, alla vescica ed agli organi
genitali esterni.
Sistema enterico
Il sistema enterico innerva il tratto
gastrointestinale, il pancreas e la colecisti. E’
costituito sia da neuroni sensitivi viscerali sia
da neuroni motori viscerali e controlla la
muscolatura della parete intestinale, i vasi e
l’attività secretrice della mucosa stessa.
E’ sostanzialmente autonomo rispetto al
restante sistema vegetativo.
E’ costituito da due plessi interconnessi tra di
loro: il plesso mioenterico di Auerbach ed il
plesso sottomucoso di Meissner.
Il sistema enterico è comunque regolato e
controllato sia dal sistema ortosimpatico sia
dal sistema parasimpatico.
Richiami di fisiologia
La trasmissione dal neurone pre-gangliare al
neurone post-gangliare e da questo
all’effettore è chimica.
I due principali neurotrasmettitori del sistema
nervoso vegetativo sono l’acetilcolina e la
noradrenalina.
L’acetilcolina viene liberata da tutte le
terminazioni nervose pre-gangliari e da tutti i
neuroni post-gangliari parasimpatici. Esiste
una eccezione a tale regola: nelle ghiandole
sudoripare
i
neuroni
post-gangliari
ortosimpatici liberano aceticolina.
Sono stati individuati due tipi di recettori
macromolecolari per l’acetilcolna in base agli
effetti di due distinte sostanze agoniste. La
nicotina è in grado di attivare i recettori dei
neuroni post-gangliari a livello dei gangli,
mentre la muscarina (un veleno estratto da un
fungo) ha un’azione agonista sui recettori
colinergici della cellule effettrici. Si
individuano così recettori nicotinici e
recettori muscarinici. Esistono dei farmaci in
grado di bloccare selettivamente uno o l’altro
tipo di recettore (ad esempio le basi di
ammonio quaternarie bloccano i recettori
nicotinici, mentre l’atropina blocca i recettori
muscarinici). I farmaci che hanno effetto
colinergico sulle cellule effettrici sono detti
parasimpaticomimetici, mentre quelli che
annullano l’azione dell’acetilcolina sulle
cellule
effettrici
vengono
denominati
parasimpaticolitici.
Struttura recettoriale
I recettori per l’acetilcolina sono dei canali
ionici di membrana in grado di aprirsi quando
il neurotrasmettitore si lega ad essi.
Mentre il recettore nicotinico della placca
neuromuscolare è costituito da 5 subunità (2
alfa, 1 beta, 1 gamma (nella forma fetale)
oppure epsilon (nella forma adulta) ed 1
delta), i recettori colinergici del sistema
autonomico sono costituiti solo da subunità di
tipo alfa e beta. La diversa combinazione delle
due componenti consente che vi siano
recettori per l’acetilcolina con diversa
conduttanza, cinetica e farmacologia. In tutti i
tipi di recettore sono solo le subunità alfa in
grado di legare l’acetilcolina ed è necessario
che due subunità alfa vengano attivate
contemporaneamente perché il canale si apra.
A livello della membrana del neurone postgangliare, quando l’acetilcolina viene
rilasciata nella fessura sinaptica, il recettore
nicotinico è attivato. Questo evento genera un
potenziale sinaptico eccitatorio rapido che
spesso è di ampiezza tale da indurre un
potenziale d'azione nel neurone postgangliare.
In tutti i gangli ortosimpatici oltre al
potenziale sinaptico eccitatorio rapido sono
registrabili potenziali sinaptici lenti sia
eccitatori che inibitori con funzione di
modulazione della scarica del neurone.
Vengono mediati da recettori muscarinici.
Il potenziale sinaptico lento eccitatorio è
prodotto dalla apertura dei canali per il Na+ e
per il Ca++ contemporaneamente alla chiusura
di quelli per il K+. In situazione di riposo per
la membrana il canale per il K+ è attivo
(aperto), mentre in caso di membrana
depolarizzata il canale è chiuso.
In alcuni neuroni post-gangliari si registra
anche un potenziale sinaptico inibitorio lento.
Il recettore muscarinico attivato fa aprire i
canali
per
il
K+
causando
così
l’iperpolarizzazione della membrana. Il
potenziale sinaptico inibitorio lento non è in
grado di inibire il potenziale sinaptico
eccitatorio rapido, ma può ridurre la scarica
ripetitiva iniziata da un potenziale sinaptico
eccitatorio lento peptidergico. Infatti nelle
fibre pre-gangliari sono presenti diversi
peptidi a funzione neurotrasmettitoriale ad
azione modulatoria.
A livello degli organi bersaglio il sistema
parasimpatico utilizza come trasmettitore
l’acetilcolina, mentre il sistema ortosimpatico
si serve della noradrenalina.
La noradrenalina è una catecolamina ed i
neuroni che la producono ed utilizzano sono
detti adrenergici.
I farmaci che simulano l’azione dei neuroni
adrenergici sono detti simpaticomimetici,
mentre i farmaci che hanno un effetto opposto
sono detti simpaticolitici.
La noradrenalina rilasciata nello spazio
sinaptico reagisce con strutture recettoriali
-ipotetiche (al momento non se ne conosce
l’ultrastruttura)- sulla membrana postsinaptica dell’organo bersaglio (recettori
adrenergici). In base a criteri farmacologici
vengono classificati in recettori alfa e
recettori beta.
Dal punto di vista
farmacologico si parla di effetto alfa
adrenergico 1) quando in dosi equimolari si
osserva la noradrenalina indurre effetti uguali
o maggiori dell’adrenalina e quest’ultima
effetti maggiori dell’isoproterenolo (una
sostanza simpaticomimetica) (NA>/=A>>I) e
2) quando basse concentrazioni di alfa
bloccanti sono in grado di bloccare tale
effetto.
Si parla invece di effetto beta adrenergico 1)
quando in dosi equimolari l'isoproterenolo è
più efficace dell’adrenalina e della
noradrenalina nell’indurre gli effetti sugli
organi bersaglio (I>A>/=NA) e 2) quando gli
effetti dei beta recettori sono bloccati
selettivamente da minime concentrazioni di
beta bloccanti.
In base alla relativa selettività degli effetti di
farmaci agonisti ed antagonisti i recettori beta
vengono suddivisi in beta1 e beta2. I recettori
beta1 si trovano esclusivamente a livello
cardiaco e la loro attivazione induce un
aumento della frequenza e della contrattilità
cardiaca. I recettori beta2 sono situati a livello
della muscolatura liscia dei vasi, della trachea
e dei bronchi. La loro attivazione induce il
rilassamento di tale muscolatura liscia.
In generale gli effetti delle catecolamine sui
recettori alfa è di tipo eccitatorio, mentre gli
effetti sui recettori beta è di tipo inibitorio,
anche se esistono eccezioni, nel cuore per
esempio i recettori beta sono di tipo
eccitatorio e nell’intestino hanno una funzione
inibitoria sia i recettori alfa che i recettori beta.
L’acetilcolina e la noradrenalina agiscono
anche a livello pre-sinaptico con una funzione
regolatoria. Infatti sulla membrana presinaptica esistono sia recettori colinergici che
recettori adrenergici.
Quando nella fessura sinaptica si trovano
grandi quantità di noradrenalina, questa
interagisce con i recettori alfa pre-sinaptici
inducendo una riduzione della liberazione di
neurotrasmettitore. Quando invece la quantità
di noradrenalina è bassa, vengono attivati i
recettori beta pre-sinaptici con un conseguente
aumentato rilascio di noradrenalina.
Negli organi innervati sia dal sistema
ortosimpatico che dal sistema parasimpatico le
terminazioni adrenergiche e le terminazioni
colinergiche interagiscono con una inibizione
reciproca. Infatti sulle terminazioni presinaptiche adrenergiche si trovano recettori
per l’acetilcolina, la cui attivazione porta ad
una diminuzione di liberazione della
noradrenalina. La situazione è speculare per
quanto riguarda le terminazioni pre-sinaptiche
colinergiche.
Controllo centrale del sistema vegetativo
Il sistema di controllo centrale del sistema
nervoso autonomico consiste di tre strutture:
a) la corteccia del lobo frontale, b) il lobo
limbico ed i nuclei dell’amigdala e c)
l’ipotalamo.
La corteccia del lobo frontale è collegata al
cosiddetto lobo limbico ed all’ipotalamo.
La lesione della corteccia frontale provoca la
perdita del controllo volontario della vescica e
dell’intestino.
La stimolazione elettrica dei nuclei
dell’amigdala provoca nel gatto reazioni
tipiche del sistema ortosimpatico, come la
piloerezione, il ringhiare ed altre.
L’ipotalamo è costituito da tre gruppi
principali di nuclei: 1) il gruppo anteriore (nn.
sopraottico e paraventricolare); 2) il gruppo
intermedio
(nn.
ventromediano,
dorsomediano, tuberale); 3) il gruppo
posteriore (corpi mammillari ed i nn.
ipotalamici posteriori).
La stimolazione delle regioni posteriori e
laterali dell’ipotalamo provoca le risposte del
sistema ortosimpatico, mentre la stimolazione
delle regioni anteriori induce risposte del
sistema parasimpatico.
Le vie ortosimpatiche non si incrociano.
L’ipotalamo regola il sistema nervoso
autonomico in due modi. In primo luogo
proietta direttamente ai nuclei del tronco
encefalico e del midollo che agiscono sui
neuroni pregangliari. In secondo luogo agisce
sul sistema endocrino inducendo la secrezione
di ormoni che influenzano la funzione
autonomica.
La sezione sperimentale del tronco cerebrale
al di sopra del ponte dimostra che la
regolazione della funzione cardiovascolare e
respiratoria è conservata. Questo suggerisce
che esistono nel tronco cerebrale nuclei in
grado di coordinare la funzione autonomica. Il
nucleo principale è il nucleo del tratto
solitario. Il nucleo riceve afferenze sensitive
ed utilizza queste informazioni per modulare
la funzione autonomica sia attraverso una serie
di circuiti riflessi sia trasmettendo le
informazioni provenienti dagli organi
bersaglio ai centri cerebrali superiori
coordinando così i complicati aggiustamenti
omeostatici. Ovviamente i centri cerebrali
superiori rimandano poi le informazioni
integrate ed elaborate al nucleo del tratto
solitario.
Fisiologia
speciale
cardiovascolare
della
funzione
I centri deputati alla regolazione autonomica
dell’attività cardiaca sono situati nel midollo
allungato (bulbo) e nel ponte. L’azione di
controllo viene esercitata direttamente
attraverso il sistema ortosimpatico ed il
sistema parasimpatico. L’azione del sistema
vegetativo comprende il controllo della
frequenza cardiaca (effetto cronotropo), il
controllo della forza di contrazione di ogni
singolo battito (effetto inotropo) ed il
controllo della velocità di conduzione atrioventricolare
(effetto
dromotropo).
I
neurotrasmettitori dei sistemi ortosimpatico e
parasimpatico hanno effetti opposti sulla
funzione cardiaca: la noradrenalina e
l’adrenalina aumentano la gittata cardiaca,
mentre l’acetilcolina la riduce.
Sia le fibre ortosimpatiche che quelle
parasimpatiche che innervano il cuore sono
tonicamente attive.
A riposo il tono vagale prevale sul tono
simpatico.
Per comprendere le rispettive azioni dei due
sistemi è necessario parlare del potenziale
d’azione della fibra cardiaca.
Come nella cellula nervosa il potenziale
d’azione della cellula cardiaca inizia con una
rapida inversione del potenziale di riposo (-90
mV circa) fino all’apice del picco iniziale
(+30 mV circa). A questa fase di rapida
depolarizzazione, che dura solo 1-2 ms, segue
una fase di plateau di lunga durata tipica della
muscolatura cardiaca, che precede la fase di
ripolarizzazione. Ne consegue che il
potenziale d’azione della fibra cardiaca ha una
durata di circa 200-400 ms, cioè 100 volte più
lungo del potenziale d’azione di una fibra
muscolare scheletrica o di una fibra nervosa.
A generare il potenziale d’azione concorrono
variazioni del potenziale di membrana,
modificazioni della conduttanza ionica e delle
correnti ioniche.
Il potenziale di riposo del miocardio è
essenzialmente un potenziale K+ dipendente.
La fase rapida di salita del potenziale d’azione
è dovuta ad un forte e rapido aumento della
conduttanza al Na+ che determina una intensa
corrente di entrata del Na+. Perché avvenga la
ripolarizzazione nel nervo l’aumentato
ingresso di Na+ è controbilanciato da un lento
aumento della conduttanza al K+ e della
corrente dello stesso ione fino al
raggiungimento del potenziale di riposo.
Perché il potenziale d’azione della fibra
cardiaca duri così a lungo entrano in gioco due
meccanismi speciali:
a) un aumento della conduttanza al Ca++ che
inizia con ritardo e decresce lentamente
provocando una corrente di entrata di Ca++
depolarizzante;
b) una riduzione della conduttanza al K+ nella
depolarizzazione, che riduce la corrente
ripolarizzante in uscita del K+.
Questi meccanismi fanno in modo che la
ripolarizzazione nel miocardio avvenga per la
diminuzione con il tempo della conduttanza al
Ca++ e concomitante aumento della
conduttanza al K+.
Regolazione ortosimpatica della funzione
cardiovascolare
Il sistema ortosimpatico si distribuisce in
modo uniforme a tutte le parti del cuore.
Le cellule pre-gangliari destinate al cuore si
trovano nelle corna intermedio-laterali del
tratto toracico superiore del midollo spinale,
mentre le fibre post-gangliari partono dai
gangli cervicali e toracici superiori.
Un azione di tipo ortosimpatico sul cuore
viene svolta sia dalle catecolamine liberate dai
neuroni
(noradrenalina)
che
dalle
catecolamine
circolanti
liberate
dalla
midollare del surrene (adrenalina).
Le catecolamine agiscono soprattutto sui
recettori beta adrenergici modulando le
correnti di membrana.
L’attivazione dei recettori beta produce tre
effetti:
1) aumento della corrente lenta di entrata del
Ca++ con conseguente aumento della forza
di contrazione cardiaca (effetto inotropo
positivo); vi sarebbe anche un aumento
della conduttanza al Ca++ a livello del
nodo atrio-ventricolare con accelerazione
della conduzione tra atrio e ventricolo ed
accorciamento della pausa tra sistole
atriale e sistole ventricolare (effetto
dromotropo positivo).
2) aumento della corrente del K+ dei canali
del K+ lenti di tipo rettificante. Questo
mantiene costante la durata del potenziale
d’azione cardiaca contrastando l’aumento
della corrente di ingresso del Ca++.
3) riduzione della soglia della corrente di
pacemaker a livello del nodo del seno e
conseguente
raggiungimento
del
potenziale di azione in minor tempo
(effetto cronotropo positivo).
La noradrenalina agisce anche sui recettori
alfa della muscolatura liscia vasale
provocandone la contrazione. La contrazione
della muscolatura liscia vasale induce una
riduzione di calibro dei vasi con aumento
delle resistenze periferiche, aumento del
ritorno venoso ed aumento della pressione
arteriosa. Peraltro l’aumento della pressione
arteriosa provoca lo stiramento dei barocettori
del seno carotideo e dell’aorta. All’attivazione
dei barocettori consegue da una parte
l’inibizione dei neuroni simpatici pre-gangliari
con riduzione del tono simpatico e dall’altra
l’attivazione del sistema parasimpatico di
controllo del cuore.
Regolazione parasimpatica della funzione
cardiovascolare
Le fibre parasimpatiche deputate alla
innervazione del cuore giungono a questo
attraverso i nervi cardiaci (fibre pregangliari),
rami
del
nervo
vago.
L’innervazione
parasimpatica
è
sostanzialmente limitata agli atrii.
La stimolazione dei neuroni del nucleo motore
del vago riduce la frequenza cardiaca e la
contrattilità del miocardio con una netta
riduzione della gittata cardiaca.
Agendo sui recettori muscarinici delle cellule
cardiache del nodo del seno, del nodo atrioventricolare e della muscolatura atriale
l’acetilcolina produce tre effetti:
1) aumento della conduttanza a riposo del K+
con iperpolarizzazione delle cellule del
nodo del seno (effetto cronotropo
negativo) e
rallentamento della
conduzione
atrioventricolare
(effetto
dromotropo negativo).
2) aumento della soglia della corrente di
pacemaker a livello del nodo del seno e
maggior tempo per raggiungere il
potenziale di azione (effetto cronotropo
negativo).
3) riduzione del flusso di ingresso del Ca++
sia aumentando la corrente del K+ dei
canali lenti del K+ sia riducendo la
corrente di lunga durata del Ca++ (effetto
inotropo negativo).
Meccanismi di regolazione della pressione
arteriosa
Le variazioni della pressione arteriosa
vengono recepite dai barorecettori posti nel
seno carotideo e nell’aorta. Sono recettori di
stiramento.
Un aumento della pressione arteriosa induce
l’attivazione del sistema parasimpatico con
riduzione della frequenza e della gittata
cardiaca.
Contemporaneamente
l’attività
tonica del sistema ortosimpatico viene inibita
cooperando così alla riduzione della frequenza
cardiaca.
Fisiologia
minzione
speciale
del
controllo
della
Anatomia ed innervazione della vescica
La vescica urinaria è un muscolo cavo
chiamato detrusore della vescica, la cui
parete è costituita da lunghe cellule muscolari
liscie disposte a forma di rete. Sul fondo della
vescica si trova il cosiddetto trigono della
vescica ai cui angoli supero-esterni sboccano
gli ureteri. All’apice del trigono si trova il
passaggio dalla vescica all’uretra costituito da
una particolare disposizione delle fibre
muscolari liscie. In questo punto si costituisce
funzionalmente uno sfintere, lo sfintere
vescicale interno. Lo sfintere vescicale
interno non è una struttura a sé stante rispetto
al detrusore, ma è parte di esso e quando si
contrae il detrusore, con il raccorciamento
delle fibre muscolari liscie si osserva
l’apertura dello sfintere. A valle si trova poi lo
sfintere vescicale esterno costituito da
muscolatura striata.
La
vescica
riceve
fibre
eccitatorie
parasimpatiche decorrenti nel nervo pelvico e
provenienti dai segmenti midollari sacrali S2S3-S4.
La stimolazione del parasimpatico induce la
contrazione del muscolo detrusore e provoca
lo svuotamento della vescica. Nelle fasi
iniziali del riempimento della vescica il
parasimpatico è in stato di quiescienza.
Il sistema ortosimpatico agisce in modo
inibitorio sul muscolo detrusore ed in modo
eccitatorio sulla muscolatura liscia del trigono
ottenendo così la chiusura dello sfintere
interno.
I centri ortosimpatici pre-gangliari si trovano
nel midollo toracico e nei primi segmenti del
midollo lombare.Le fibre pre-gangliari
arrivano al ganglio mesenterico inferiore. Da
qui si dipartono le fibre post-gangliari che
raggiungono il bersaglio attraverso il nervo
ipogastrico.
I neuroni simpatici pre-gangliari sono attivati
dai bassi livelli di attività degli afferenti
sensoriali provenienti dai recettori per la
pressione nella parete vescicale.
La stimolazione del sistema ortosimpatico
provoca
1) una
inibizione
alfa-adrenergica
dell’attività parasimpatica del ganglio
pelvico,
2) il rilassamento diretto della muscolatura
liscia del detrusore attraverso i recettori
beta-adrenergici e
3) l’eccitazione dello sfintere vescicale
interno tramite i recettori alfa-adrenergici.
del Silvio. Questo centro riceve fibre afferenti
dal midollo sacrale e fibre discendenti dalla
corteccia frontale, dalle regioni limbiche, dai
nuclei
dell’amigdala,
dal
talamo,
dall’ipotalamo e dal cervelletto.
Non sono poi da dimenticare le fibre motorie
somatiche provenienti dalla corteccia frontale
motoria e destinate allo sfintere vescicale
esterno.
Dal punto di vista farmacologico in caso di
paralisi flaccida della vescica (vescica distesa
con ritenzione ed incontinenza da stravaso),
per esempio per lesioni midollari al di sotto
del XII mielomero toracico, si dovranno
utilizzare farmaci in grado di favorire la
contrazione della muscolatura liscia del
detrusore, cioè parasimpaticomimetici in
grado di attivare i recettori colinergici
muscarinici.
Nel caso invece di vescica spastica (vescica
contratta con minzione imperiosa ed
incontinenza), per esempio per lesioni
toraciche o più centrali, si utilizzano i farmaci
antagonisti del parasimpatico in grado di
rilassare il muscolo detrusore.
Esiste anche un controllo motore somatico
della minzione. A livello sacrale nelle corna
ventrali si trovano i motoneuroni che
innervano lo sfintere vescicale esterno. La
stimolazione di questi motoneuroni provoca la
contrazione dello sfintere esterno.
Quando il livello di distensioe delle pareti
vescicali è elevato vengono attivati i neuroni
sovraspinali che inibiscono l’attività sia dei
neuroni ortosimpatici che dei neuroni motori
somatici. In tale modo viene a mancare
l’inibizione
ortosimpatica
sul sistema
parasimpatico e quindi il detrusore può
contrarsi mentre gli sfinteri si rilasciano.
Controllo autonomico dell’occhio: riflesso
alla luce
Il grado di riempimento della vescica è
trasmesso al sistema nervoso centrale dai
recettori della distensione della parete
vescicale attraverso gli assoni afferenti nel
nervo pelvico (o nervi pudendi).
Lo svuotamento completo della vescica è
possibile solo se sono integri i collegamenti
con i centri di controllo della minzione a
livello centrale. Il centro della minzione si
trova a livello del tegmento pontomesencefalico in prossimità dell’acquedotto
Il diametro pupillare è controllato insieme da
ortosimpatico e parasimpatico.
Dal ganglio ciliare si dipartono le fibre
parasimpatiche destinate allo sfintere della
pupilla, che restringe la pupilla.
Dal ganglio cervicale superiore partono invece
le fibre ortosimpatiche, che innervano il
muscolo dilatatore della pupilla, che aumenta
la dilatazione della pupilla.
Uno stimolo luminoso intenso provoca
l’attivazione del parasimpatico e l’inibizione
dell’ortosimpatico. In questo modo si ottiene
una netta riduzione del diametro pupillare. Al
contrario l’aumento del diametro pupillare è
dovuto ad un aumento dell’attività tonica del
sistema ortosimpatico.
Controllo autonomico della secrezione delle
ghiandole salivari
Costituiscono una situazione particolare nel
sistema di controllo autonomico in quanto i
due sistemi non esplicano effetti esattamente
opposti. Sia il sistema ortosimpatico che il
sistema
parasimpatico
aumentano
la
secrezione delle ghiandole salivari, ma
differenti sono i fluidi. Infatti la stimolazione
del sistema ortosimpatico induce una
secrezione più vischiosa e con un maggiore
contenuto di amilasi, mentre la stimolazione
del sistema parasimpatico provoca una
secrezione più ricca di acqua.
A livello della innervazione dei vasi delle
ghiandole salivari i due sistemi esplicano
effetti opposti.
Il sistema ortosimpatico causa vasocostrizione
riducendo
il
flusso
ematico
e
conseguentemente la secrezione, il sistema
parasimpatico invece dilata i vasi ed aumenta
così la secrezione.
TEST DI VALUTAZIONE DEL SISTEMA
AUTONOMICO
PATOLOGIA
AUTONOMICO
DEL
SISTEMA
Ipotensione ortostatica
Quando un soggetto assume la stazione eretta
per effetto della gravità una quota di sangue
variabile (500-700 ml) si raccoglie nelle vene
delle gambe e del circolo splancnico. In
questo modo si riduce il ritorno venoso al
cuore e conseguentemente la gittata cardiaca
del 10%. La lieve riduzione di pressione
conseguente viene registrata dai barorecettori
carotidei. Si ha conseguentemente un quasi
istantaneo aumento del tono ortosimpatico con
1) vasocostrizione venosa con effetto di
spremitura e maggior ritorno venoso al
cuore;
2) vasocostrizione arteriolare con aumento
delle resistenze periferiche ed aumento
della pressione arteriosa diastolica;
3) aumento della frequenza cardiaca.
Questi meccanismi riflessi fanno in modo che
quando un soggetto passa dal clinostatismo
(posizione distesa) all’ortostatismo (posizione
eretta) arrivi sempre una quantità costante di
sangue al cervello.
Quando questi meccanismi non funzionano sia
per cause centrali che periferiche non avviene
più il compenso e quindi compaiono i tipici
sintomi della lipotimia (sensazione di
mancamento, sudorazione) seguita poi, se il
deficit di afflusso ematico al cervello si
prolunga, da una vera e propria perdita di
coscienza. La perdita di coscienza ha peraltro
una funzione riequilibratrice. Infatti in genere
si ha anche caduta a terra. In questo modo la
testa si viene a trovare sullo stesso livello del
cuore che non dovra’ più vincere la forza di
gravità per far sì che il sangue arrivi al
cervello. Per migliorare ulteriormente le cose
praticamente in una situazione simile è
necessario sollevare da terra le gambe della
persona favorendo così il ritorno venoso al
cuore.