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(PRIMA PARTE)

Prof.ssa Donatella Gargano

Il Sistema Nervoso

Ogni espressione della nostra personalità, ossia pensieri,

speranze, sogni, desideri, emozioni, sono funzioni del sistema

nervoso. Il Sistema Nervoso ha il compito di registrare gli stimoli

e i segnali di varia natura che gli giungono dall’esterno e dall’interno

del nostro corpo, di interpretarli e di dare risposte adeguate.

E’ costituito da miliardi di neuroni che hanno come caratteristiche

fondamentali:

• L’eccitabilità (reagiscono agli stimoli);

• La conducibilità (trasmettono gli impulsi).

Il Sistema Nervoso

E’ suddiviso in:

• Sistema Nervoso Centrale (SNC), costituito da encefalo e

midollo spinale. Questi due organi sono contenuti

rispettivamente nella scatola cranica e nella colonna vertebrale.

L’encefalo è a sua volta formato da cervello, tronco encefalico

e cervelletto.

• Sistema nervoso periferico (SNP), responsabile del passaggio

di informazioni tra il Sistema Nervoso Centrale, l’organismo e il

mondo esterno. Comprende nervi e gangli.

Dal punto di vista funzionale si divide in:

• SISTEMA NERVOSO SOMATICO (determina risposte controllate

dalla volontà);

• SISTEMA NERVOSO AUTONOMO (determina risposte non

controllate dalla volontà).

Il Sistema Nervoso

Il Sistema Nervoso

Il tessuto nervoso è composto da due

tipi di cellule:

• I neuroni, o cellule nervose, sono le

unità funzionali del sistema nervoso.

• Le cellule della glia, hanno il compito

di sostenere e nutrire i neuroni, hanno

quindi un’indispensabile funzione di

supporto.

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 (la mielina). Il neurone riceve gli stimoli

attraverso i dendriti mentre attraverso l’assone invia gli impulsi ad

altre cellule.

Il Sistema Nervoso

Il neurone è coadiuvato nelle sue funzioni da altri tipi cellulari

che nel loro insieme prendono il nome di neuroglia (nevroglia) o

semplicemente glia.

Le cellule della neuroglia, contrariamente ai neuroni, mantengono

generalmente la capacità di proliferare. Esse hanno funzione di

supporto e cooperazione nelle funzioni neuronali.

Nel SNC abbiamo oligodendrociti, astrociti, microglia, cellule

ependimali, nel SNP cellule di Schwann e cellule satelliti.

Lungo il decorso delle fibre nervose periferiche si formano dei

raggruppamenti di neuroni definiti gangli.

Il Sistema Nervoso

Gli oligodendrociti e le cellule di Schwann si occupano di formare la mielina

rispettivamente nel SNC e nel SNP. La mielina è un rivestimento formato

dall’arrotolamento della membrana dell’oligodendrocita o della cellula di Schwann

attorno ad un tratto di assone. Più tratti successivi del rivestimento fanno sì che

l’assone sia ricoperto di mielina per tutta la sua lunghezza. La mielina non

ricopre totalmente l’assone, ma si interrompe nei nodi di Ranvier. Alcune

patologie invalidanti (es. Sclerosi Multipla) sono dovute alla progressiva

demielinizzazione delle fibre nervose.

Il Sistema Nervoso

Gli astrociti sono presenti nel SNC dove rappresentano il maggior

supporto fisico ai neuroni e, tra le varie funzioni svolte, contribuiscono

a determinare la barriera emato-encefalica. Hanno una forma stellata

con diversi prolungamenti che terminano con dei pedicelli.

CELLULE DELLA MICROGLIA

Sono cellule di derivazione mesodermica la cui principale

funzione è quella fagocitaria, per questo sono interpretate

come componente per la protezione immunitaria del SNC.

Il Sistema Nervoso

Il Sistema NervosoNei neuroni gli stimoli si traducono in

impulsi che vanno lungo la cellula

nervosa, grazie a flussi di ioni (Na+ e

K+).

I neuroni comunicano anche utilizzando i

neurotrasmettitori, rilasciati nelle

sinapsi. La sinapsi è una struttura

altamente specializzata che consente la

comunicazione delle cellule del tessuto

nervoso tra loro (neuroni) o con altre

cellule (cellule muscolari, sensoriali o

ghiandole endocrine).

Il neurone 1 comunica con il

neurone 2 come mostrato dalle

frecce che indicano la direzione

della propagazione dell’impulso.

I dendriti e il soma ricevono

l’informazione dagli altri

neuroni. L’assone ha la funzione

di trasmettere l’informazione

(impulso elettrico).

Il Sistema Nervoso

I neurotrasmettitori possono essere di tipo eccitatorio o di tipo inibitorio

Neurotrasmettitore Azione Note

Acetilcolina Neurotrasmettitore dei muscoli scheletrici e del SNP.

Associata alla malattia di Alzheimer.

Noradrenalina Neurotrasmettitore del SNC e del SNP, in genere eccita la muscolatura liscia.

Coinvolta nella risposta a stati di stress, mobilita gli zuccheri dalle riserve.

Dopamina Neurotrasmettitore del SNC. Coinvolta nelle emozioni, nell’apprendimento e nel controllo della funzione motoria. Associata alla malattia di Parkinson.

Serotonina Neurotrasmettitore del SNC. Coinvolta nella regolazione del ritmo sonno-veglia, dell’umore, dell’appetito e della sessualità.

GABA Neurotrasmettitore inibitorio del SNC.

Il farmaco noto come Valium® ne accentua gli effetti.

Il Sistema Nervoso

Il Sistema Nervoso

La capacità di condurre gli impulsi di un neurone è legata a due

caratteristiche:

• sono cellule polarizzate;

• possiedono specifici canali ionici che permettono l’instaurarsi

del potenziale di membrana.

Quando nell’assone non passa un impulso elettrico, il potenziale di

membrana è definito potenziale di riposo.

Il potenziale di riposo è determinato dalla differenza di ioni

Na+ e K+ tra l’interno e l’esterno della membrana. Il potenziale

di riposo della membrana di un neurone varia tra i −60 mV e i −70

mV.

IL Sistema Nervoso

La concentrazione degli ioni è

regolata da:

• canali del Na+ e del K+;

• pompa sodio-potassio;

• canali voltaggio-dipendenti.

IL Sistema Nervoso

Potenziale d’azione

Il potenziale d’azione consiste in una repentina e transitoria variazione

del potenziale di membrana che si genera nelle cellule eccitabili in

risposta a potenziali graduati che raggiungono il valore soglia, ossia quel

valore del potenziale di membrana che è critico per l’innesco del

potenziale d’azione.

Durante il potenziale d’azione si verifica un’ampia e rapida

depolarizzazione durante la quale si registra per un breve periodo

un’inversione della polarità del potenziale di membrana.

IL Sistema NervosoPotenziale d’azione

Nel neurone il potenziale d’azione prende origine dal tratto iniziale

dell’assone detto monticolo assonico o segmento iniziale o zona

trigger e corre lungo l’assone fino al terminale assonico senza

attenuazione della sua intensità.

Come viene generato?I canali per il sodio si aprono quando il potenziale di membrana

diventa meno negativo. L’entrata di particelle positive riduce

ulteriormente la negatività sul lato citoplasmatico e altri canali si

aprono (effetto a cascata).

Il PA è una risposta massimale tutto-o-nulla: una volta raggiunto il

potenziale di soglia, il PA si autogenera ed evolve spontaneamente.

IL Sistema NervosoDepolarizzazione e iperpolarizzazione

Il potenziale d’azione (PA) o impulso é, quindi, una sequenza di eventi in

successione che diminuiscono o invertono il potenziale di membrana.

La propagazione dell’impulso nervoso lungo gli assoni non mielinizzati è

continua, in quelli mielinizzati è saltatoria.

I fattori che determinano la velocità di propagazione sono il diametro

dell’assone e la presenza/assenza della guaina mielinica.

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.

IL Sistema Nervoso

Il Sistema NervosoIn base alla loro funzione i neuroni si suddividono in:

1. Neuroni sensoriali: trasmettono al sistema nervoso gli stimoli

provenienti dall’esterno o da un organo interno.

2. Neuroni motori: trasmettono impulsi elettrici dal sistema nervoso a

muscoli e ghiandole.

3. Neuroni di associazione: elaborano l’informazione e collegano i neuroni

sensoriali con quelli motori.

Il Sistema NervosoGli assoni di più neuroni sono riuniti in un fascio e formano così un nervo.

Nell’uomo vi sono 12 paia di nervi cranici che collegano l’encefalo alla

periferia e 31 paia di nervi spinali che collegano il midollo spinale al tronco e

agli atri.

Il Sistema Nervoso CentraleIl 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.

L’encefalo e il midollo spinale sono protetti da tre membrane chiamate

meningi.

} meningi

Il Sistema Nervoso CentraleLe meningi sono tre involucri di tessuto connettivo che avvolgono encefalo

e midollo spinale.

• La dura madre forma lo strato più esterno ed è accollata alla faccia

interna delle ossa craniche e del canale vertebrale. Nel cervello

presenta due espansioni che servono a separare le diverse parti del

tessuto nervoso encefalico: la grande falce che separa i due emisferi

cerebrali, e la piccola falce che separa gli emisferi dal cervelletto.

• L’aracnoide forma lo strato intermedio e ha una struttura simile a

quella di una ragnatela. E’ separata dalla pia madre da uno spazio detto

subaracnoideo.

Il Sistema Nervoso Centrale

• Lo spazio SPAZIO SUBARACNOIDEO, è riempito dal LIQUIDO

CEREBROSPINALE o CEFALORACHIDIANO o LIQUOR, che occupa

anche le cavità dell’encefalo, i VENTRICOLI (Sono quattro: due laterali

posti in profondità all’interno dei due emisferi cerebrali; un terzo,

localizzato nel diencefalo; il terzo ventricolo comunica, attraverso

l’acquedotto di Silvio, con il quarto ventricolo, posto tra il tronco

encefalico e il cervelletto), ed il canale che percorre il midollo spinale.

• Il liquor svolge funzione sia di protezione meccanica, sia di mediazione di

scambi di nutrienti che prodotti di scarto fra sangue ed encefalo.

I ventricoli cerebrali

I ventricoli producono continuamente

liquido cerebrospinale, che circola al loro interno e

fluisce al di fuori dell’encefalo attraverso le meningi.

Il Sistema Nervoso Centrale• Normalmente la quantità di liquido cerebrospinale rimane costante,

essendo riassorbito con la stessa velocità con cui si forma. Alcune

anomalie dello sviluppo o alcune patologie possono interferire con la

formazione e soprattutto con il riassorbimento del liquido, che

accumulandosi causa idrocefalia.

• La pia madre, sottile e trasparente, ricca di vasi sanguigni, aderisce alla

superficie dell’encefalo e del midollo spinale.

Il Sistema Nervoso Centrale

• L’endotelio dei capillari sanguigni che irrorano il SNC presenta la

particolarità di essere impermeabile a molti soluti. I capillari sono,

inoltre, circondati dalle terminazioni di cellule della glia (astrociti).

Questa struttura, nota con il termine di BARRIERA EMATO-

ENCEFALICA, rappresenta un ostacolo agli scambi di molecole fra

sangue e tessuto nervoso, salvo che per piccole molecole (acqua,

ossigeno, anidride carbonica, alcuni farmaci liposolubili), che possono

liberamente passare la barriera.

Il Sistema Nervoso Centrale

• Il SNC è composto da sostanza grigia, formata prevalentemente dai

corpi cellulari e dai dendriti dei neuroni e da sostanza bianca, costituita

da fasci di fibre nervose mieliniche.

Il Sistema Nervoso Centrale

• Nel midollo spinale e nel midollo allungato la sostanza bianca è esterna,

mentre quella grigia è interna. Negli emisferi cerebrali e nel cervelletto

la sostanza grigia è esterna e quella bianca interna.

MIDOLLO SPINALE

Il midollo spinale è una struttura sottile ed allungata che inizia alla base

dell’encefalo, percorre la massima parte del canale midollare della colonna

vertebrale e termina a livello della seconda vertebra lombare.

In corrispondenza dello spazio fra ogni vertebra fuoriescono le radici delle

31 coppie di nervi spinali.

Il Sistema Nervoso Centrale

• In sezione trasversale il midollo si presenta circolare con

due profonde incisioni ed un canale centrale. Il canale

centrale è circondato da sostanza grigia a forma di H.

• Le parti anteriori , sono indicate come corna anteriori, le

posteriori come corna posteriori.

• La sostanza bianca che circonda la H è formata da assoni

mielinizzati raccolti in fasci che costituiscono i cosiddetti

fasci ascendenti (che portano i segnali dal midollo

all’encefalo) e fasci discendenti (che portano i segnali

dall’encefalo al midollo).

Il Sistema Nervoso Centrale

Il Sistema Nervoso CentraleI neuroni presenti nel midollo spinale rappresentano una tappa

intermedia fondamentale sia nella trasmissione di segnali dalla

periferia all’encefalo, sia nella trasmissione di impulsi dall’encefalo agli

organi effettori, ma anche di una attività indipendente dall’encefalo:

riflessi spinali.

Un riflesso è una risposta motoria costante ed automatica che viene

prodotta in seguito ad uno stimolo sensoriale. I riflessi coinvolgono un

neurone sensoriale e uno motorio, interconnessi tramite un neurone

associativo. La coordinazione è il ruolo principale del sistema nervoso

centrale.

ARCO RIFLESSO

Il Sistema Nervoso CentraleI neuroni presenti nel midollo spinale rappresentano una tappa

intermedia fondamentale sia nella trasmissione di segnali dalla

periferia all’encefalo, sia nella trasmissione di impulsi dall’encefalo agli

organi effettori, ma anche di una attività indipendente dall’encefalo:

riflessi spinali.

Un riflesso è una risposta motoria costante ed automatica che viene

prodotta in seguito ad uno stimolo sensoriale. I riflessi coinvolgono un

neurone sensoriale e uno motorio, interconnessi tramite un neurone

associativo. La coordinazione è il ruolo principale del sistema nervoso

centrale.

ARCO RIFLESSO

Il Sistema Nervoso CentraleUn esempio è lo stimolo di ritrazione. Il recettore dolorifico invia un

segnale al midollo spinale; qui il segnale viene trasferito ad un neurone

intermedio (associativo) e, da questo, al motoneurone che agisce sul

muscolo corrispondente. L’informazione sensoriale è, inoltre, trasmessa,

attraverso le vie ascendenti, alla zona del cervello che elabora le

sensazioni dolorifiche.

Cosa succede se tocchi una pentola calda?

Prontamente ritrai

la mano e lo fai in

una frazione di

secondo!

Sistema Nervoso CentraleMidollo spinale

1. I ricettori della pelle ricevono gli stimoli esterni, in

questo caso il forte calore.

Sistema Nervoso Centrale

2. I ricettori trasmettono lo stimolo ai neuroni sensoriali del

braccio che arrivano fino all’interno del midollo spinale.

Sistema Nervoso Centrale

3. Qui l’impulso raggiunge un neurone di associazione che loinvia ai neuroni motori.

Sistema Nervoso Centrale

4. Questi neuroni comandano ai muscoli del braccio di contrarsi

togliendo così la mano dalla pentola!

Sistema Nervoso Centrale

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 Centrale