Fisiologia del comportamento

Modulo 1 struttura del S.N. sistema nervoso

Il sistema nervoso consiste in un apparato complesso di strutture che permette il funzionamento globale dell'intero corpo. Esso si divide in sistema nervoso centrale (SNC) di cui fanno parte il cervello ed il midollo spinale, e in sistema nervoso periferico (SNP) di cui fanno parte i nervi cranici, spinali e tutti i gangli periferici.

A difesa e protezione di tali strutture vi sono le meningi, il sistema ventricolare ed il sistema vascolare. Le meningi sono membrane che a strati proteggono il cervello da urti esterni, esse si distinguono in dura madre, la parte più esterna, membrana aracnoidea che è posta nel mezzo e la pia madre, costituita da una membrana sottilissima.

Tra la aracnoidea e la pia madre passa il liquor cerebrospinale che sostiene mediante effetto galleggiamento il cervello. Tale liquido è formato dai ventricoli ed è rinnovato di continuo ogni circa sei ore ed è eliminato mediante il circuito sanguigno. Il sistema ventricolare si divide in 4 strutture, ventricolo laterale, il terzo ventricolo, l'acquedotto cerebrale ed il quarto ventricolo. Un mal funzionamento di queste strutture provoca una patologia detta idrocefalia.

Un'importantissima funzione è quella vascolare, mediante la quale il cervello ne trae nutrimento, considerato che il neurone è famelico e assorbe di continuo glucosio ed ossigeno, non può, neanche per pochi minuti, non essere irrorato dal sangue, una interruzione di tale flusso causerebbe danni irreversibili.

Il sistema vascolare è caratterizzato da due arterie, le arterie vertebrali che sono situate nella parte caudale del cervello, e le arterie carotidi interne che sono posizionate rostralmente. Entrambe le arterie nel ramificarsi si rendono sempre più sottili fino a raggiungere una fitta rete capillare.

Formazione del sistema nervoso

Il SN si inizia a formare subito dopo il concepimento, infatti intorno al 20° giorno la parte dorsale dell'embrione si ispessisce formando una placca che successivamente forma un tubo, provocato dall'avvicinamento dei bordi fino a congiungersi, chiamato tubo neurale. Tale evento sarà in seguito suddiviso in due parti, la parte inferiore darà origine al sistema nervoso autonomo, mentre la parte superiore darà origine al sistema nervoso centrale, formando il proencefalo, il mesencefalo ed il rombencefalo.

Dopo il 24° giorno di gestazione nel proencefalo iniziano a formarsi i ventricoli, dai ventricoli laterali si formerà il cervello, mentre nel terzo ventricolo si formerà il diencefalo. Nel rombencefalo si formeranno altre due parti, il metencefalo ed il mielencefalo.

Già subito dopo il concepimento, grazie alle cellule progenitrici, inizia a formarsi la corteccia cerebrale, infatti tali cellule si iniziano a moltiplicare prima in maniera simmetrica, quindi neuroni identici che servono ad accrescere i ventricoli, e poi avviene una moltiplicazione asimmetrica creando un'altra cellula che si stabilizza, ed un neurone che inizia a migrare allontanandosi dai ventricoli, e depositandosi in maniera stratificata fino a formare una superficie spessa di circa 3 mm.

Tutto ciò avviene grazie alle cellule gliali, ovvero cellule guida che creano una strada ai neuroni per il posizionamento.

Diencefalo

Il diencefalo, situato nel terzo ventricolo, si compone di due strutture, il talamo e l'ipotalamo.

Il talamo ha una funzione di “centro di smistamento” degli input provenienti dai sistemi sensoriali per poi essere trasferiti nelle varie cortecce, esso è costituito da nuclei, uno dei più importanti è il nucleo genicolato laterale, che trasferisce gli input visivi alla corteccia visiva primaria, o come il nucleo ventrolaterale che trasferisce i messaggi provenienti dal cervelletto alla corteccia primaria motoria.

L'ipotalamo struttura piccola ma con una grande funzione per l'uomo, esso controlla il sistema nervoso autonomo ed il sistema endocrino alla base per la sopravvivenza, infatti organizza comportamenti relativi all'alimentazione, al combattimento, all'accoppiamento. Il sistema endocrino è regolato da una ghiandola chiamata ipofisi che stimolata produce specifici ormoni quali i gonadotropici che stimolano testicoli ed ovaie a rilasciare ormoni sessuali. L'ipofisi posteriore produce altri ormoni quale l'ossitocina e la vasopressina, regolatori della produzione di latte e urine.

Mesencefalo

Il mesencefalo comprende due strutture il tetto ed il tegmento. Il tetto comprende i collicoli superiori e i collicoli inferiori importanti per il sistema visivo e quello uditivo. Il tegmento, comprende la formazione reticolare la sostanza paracqueduttale, il nucleo rosso, substantia nigra e l'area tegmentale ventrale. La formazione reticolare controlla il ritmo sonno-veglia, la sostanza grigia paracqueduttale ha la funzione di modulare i comportamenti tipici per la sopravvivenza.

Il nucleo rosso e la sostanza nera sono basilari per il sistema motorio.

Rombencefalo

Il rombencefalo situato nel quarto ventricolo, comprende il metencefalo ed il mielencefalo.

Nel metencefalo troviamo il ponte, che contiene parte della formazione reticolare che regolano il sonno-veglia, ed il cervelletto, di forma simile al cervello dal punto vista anatomico e con una corteccia chiamata cerebellare, esso è importante nella coordinazione motoria rendendoli fluidi e precisi, una lesione al cervelletto provocherebbe movimenti rapidi e poco coordinati.

Nel mielencefalo vi è il bulbo o midollo allungato, esso comprende parte della formazione reticolare che controllano la respirazione il sistema cardiovascolare ed il tono muscolare.

Midollo spinale

Il midollo spinale presente all'interno della colonna vertebrale, ha la funzione di smistare le fibre motorie e ricevere e distribuire l'informazione somatosensitiva proveniente dall'esterno, diretta ai centri cerebrali superiori.

Anche il midollo come la corteccia possiede la materia grigia e la sostanza bianca, con la differenza che sono posizionate in maniera inversa.

Sistema nervoso periferico

Il sistema nervoso periferico è formato dai nervi spinali e dai nervi cranici. I nervi spinali sono formati da lunghi fasci di assoni afferenti, chiamati così perchè ricevono informazioni e li portano al SNC. Mentre nel caso contrario gli assoni vengono chiamati efferenti.

I nervi cranici, controllano la muscolatura di tutto il capo, il viso ed il collo, ricevendo informazioni propriocettive e dolorifiche.

Sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo, chiamato così perchè è omeostatico e coinvolge la muscolatura liscia, cardiaca e ghiandolare. Esso ha la funzione di regolazione dei processi vegetativi dell'organismo. Il SNA è formato da due sistemi il simpatico ed il parasimpatico.

Il sistema simpatico si attiva in situazione di pericolo, aumenta la pressione arteriosa, entra in circolo l'adrenalina aumentando il battito cardiaco, in modo da poter affrontare un attacco o una fuga.

Il sistema parasimpatico, invece aumenta le riserve energetiche dell'organismo, aumenta la salivazione e l'attività gastrica ed intestinale.

Diencefalo

Diencefalo, situato nel terzo ventricolo, si compone di due strutture, il talamo e l'ipotalamo.

Il talamo ha una funzione di “centro di smistamento” degli input provenienti dai sistemi sensoriali per poi essere trasferiti nelle varie cortecce, esso è costituito da nuclei, uno dei più importanti è il nucleo genicolato laterale, che trasferisce gli input visivi alla corteccia visiva primaria, o come il nucleo ventrolaterale che trasferisce i messaggi provenienti dal cervelletto alla corteccia primaria motoria.

L'ipotalamo struttura piccola ma con una grande funzione per l'uomo, esso controlla il sistema nervoso autonomo ed il sistema endocrino alla base per la sopravvivenza, infatti organizza comportamenti relativi all'alimentazione, al combattimento, all'accoppiamento. Il sistema endocrino è regolato da una ghiandola chiamata ipofisi che stimolata produce specifici ormoni quali i gonadotropici che stimolano testicoli ed ovaie a rilasciare ormoni sessuali. L'ipofisi posteriore produce altri ormoni quale l'ossitocina e la vasopressina, regolatori della produzione di latte e urine.

Mesencefalo

Il mesencefalo comprende due strutture il tetto ed il tegmento. Il tetto comprende i collicoli superiori e i collicoli inferiori importanti per il sistema visivo e quello uditivo. Il tegmento, comprende la formazione reticolare la sostanza paracqueduttale, il nucleo rosso, substantia nigra e l'area tegmentale ventrale. La formazione reticolare controlla il ritmo sonno-veglia, la sostanza grigia paracqueduttale ha la funzione di modulare i comportamenti tipici per la sopravvivenza.

Il nucleo rosso e la sostanza nera sono basilari per il sistema motorio.

Rombencefalo

Il rombencefalo situato nel quarto ventricolo, comprende il metencefalo ed il mielencefalo.

Nel metencefalo troviamo il ponte, che contiene parte della formazione reticolare che regolano il sonno-veglia, ed il cervelletto, di forma simile al cervello dal punto vista anatomico e con una corteccia chiamata cerebellare, esso è importante nella coordinazione motoria rendendoli fluidi e precisi, una lesione al cervelletto provocherebbe movimenti rapidi e poco coordinati.

Nel mielencefalo vi è il bulbo o midollo allungato, esso comprende parte della formazione reticolare che controllano la respirazione il sistema cardiovascolare ed il tono muscolare.

Midollo spinale

Il midollo spinale presente all'interno della colonna vertebrale, ha la funzione di smistare le fibre motorie e ricevere e distribuire l'informazione somatosensitiva proveniente dall'esterno, diretta ai centri cerebrali superiori.

Anche il midollo come la corteccia possiede la materia grigia e la sostanza bianca, con la differenza che sono posizionate in maniera inversa.

Sistema nervoso periferico

Il sistema nervoso periferico è formato dai nervi spinali e dai nervi cranici. I nervi spinali sono formati da lunghi fasci di assoni afferenti, chiamati così perchè ricevono informazioni e li portano al SNC. Mentre nel caso contrario gli assoni vengono chiamati efferenti.

I nervi cranici, controllano la muscolatura di tutto il capo, il viso ed il collo, ricevendo informazioni propriocettive e dolorifiche.

Sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo, chiamato così perchè è omeostatico e coinvolge la muscolatura liscia, cardiaca e ghiandolare. Esso ha la funzione di regolazione dei processi vegetativi dell'organismo. Il SNA è formato da due sistemi il simpatico ed il parasimpatico.

Il sistema simpatico si attiva in situazione di pericolo, aumenta la pressione arteriosa, entra in circolo l'adrenalina aumentando il battito cardiaco, in modo da poter affrontare un attacco o una fuga.

Il sistema parasimpatico, invece aumenta le riserve energetiche dell'organismo, aumenta la salivazione e l'attività gastrica ed intestinale.

Modulo 2 psicofarmacologia

Si definisce farmaco un composto chimico esogeno, che dopo la somministrazione provoca gli stessi effetti dei messaggeri prodotti dal nostro corpo. Quando il farmaco modifica il comportamento a livello del sistema cerebrale, viene chiamato psicofarmaco. Ogni farmaco per funzionare deve possedere i siti d'azione, ovvero quei punti specifici dove il farmaco agisce.

La somministrazione farmacologica può avvenire in vari modi, per iniezione, per os per via rettale, cutanea ecc.....

Per iniezione, può avvenire secondo ulteriori distinzioni, abbiamo la somministrazione endovenosa, mediante immissione del farmaco in vena, rapido assorbimento, questo potrebbe creare maggiore difficoltà per il medico di risomministrare un antidoto in caso di shock anafilattico, poi abbiamo la intramuscolare, che avviene attraverso il tessuto muscolare, iniezione intraperitoneale, ovvero tra la cavità intraperitoneale e gli organi interni, anche questo sistema risulterebbe veloce. Iniezione sottocutanea in questo caso il farmaco somministrato deve essere una minima parte. Un altro tipo di iniezione è quella intracerebrale, usata in rarissimi casi e in extrema ratio, operazione eseguita da medici con molta cura, nei casi di non assorbimento del farmaco, ostacolo causato dalla barriera encefalica.

La somministrazione orale invece possiamo distinguerla per ingestione mediante capsule o pillole e venire digerite, o sublinguale, fatte sciogliere sotto la lingua e fatte assorbire attraverso i capillari situati nella bocca. Ma per la psicofarmacologia non sempre può essere valida, per via della barriera encefalica che ne potrebbe bloccare l'assorbimento. Per quanto riguarda la via rettale, invece il farmaco, chiamato supposta, viene assorbito dalle mucose intestinali.

Il farmaco introdotto nel corpo deve potere superare la barriera encefalica, come già sappiamo la molecole deve essere liposolubile, altrimenti la barriera farebbe da filtro. Il farmaco dopo avere espletato la sua funzione deve potere essere escreto e ciò avviene dai reni o dal fegato.

Il farmaco per potere agire deve avere un giusto dosaggio, infatti si calcola in rapporto al peso corporeo dell'individuo al quale viene somministrato, es. maggiore è il peso maggiore sarà il dosaggio farmacologico. Molta attenzione deve porre il medico, infatti se prendiamo come es. la morfina, dobbiamo tenere conto degli effetti collaterali, infatti spesso questi farmaci oltre che placare il dolore abbassano anche la respirazione ed il battito cardiaco, quindi necessita rispettare il margine di sicurezza. Alcuni farmaci quali i barbiturici hanno un margine di sicurezza molto basso, quindi una dose maggiore o anche la associazione con l'alcol, potrebbe essere letale.

La somministrazione a lungo termine, fa sì che diminuisce la sua efficacia, tale fenomeno viene chiamato assuefazione o anche detto tolleranza. A volte può accadere l'effetto contrario, aumentando l'efficacia, quindi una sensibilizzazione. Ma attenzione nel caso in cui si interrompe il circuito della somministrazione dopo un lungo periodo, quindi dopo una assuefazione, si potrebbe presentare un altro tipo di evento chiamato astinenza.

Un altro tipo di psicofarmaco è il placebo. Il placebo è un non farmaco, spesso viene somministrato in pazienti ansiosi o con problemi psicologici e paradossalmente migliorano, questo perchè il solo pensiero della cura migliora e aumenta l'effetto endogeno dei neurotrasmettitori.

Non ha effetti collaterali, spesso è acqua e zucchero, viene usato nella ricerca come paragone al farmaco studiato.

La psicofarmacologia agisce grazie alle sinapsi nel SNC, essi si dividono in farmaci antagonisti e farmaci agonisti. Gli antagonisti inibiscono gli effetti postsinaptici, mentre gli agonisti ne favoriscono gli effetti. A tal proposito bisogna precisare che il tutto avviene grazie ai precursori.

Neurotrasmettitori

Si definisce neurotrasmettitore un messaggero chimico con la funzione di comunicare tra i neuroni e di influenzarne altri.

I neurotrasmettitori sono sintetizzati nel soma di ogni neurone e poi immagazzinati nelle vescicole sinaptiche, che a loro volta vanno verso la membrana sinaptica dove avviene agganciato. Il neurotrasmettitore viene rilasciato nella fessura sinaptica e va a legarsi con i recettori post sinaptici, in questo caso si possono ottenere potenziali di azione eccitatori o inibitori. Infine il neurotrasmettitore viene metabolizzato grazie agli enzimi o riassorbito dalla membrana presinaptica.

Nel sistema nervoso centrale ci sono circa 30 neurotrasmettitori a carattere modulatorio, mentre i due principali sono il glucammato con funzione eccitatoria ed il GABA con effetti inibitori.

Il glutammato è prodotto dalle attività metaboliche delle cellule che si trovano nel cervello. I recettori con cui si lega sono: NMDA – AMPA – Cainato e metabotropico. Il recettore AMPA controlla i canali sodio della membrana, provocandone un potenziale d'azione postsinaptico, ogni volta che vi si lega. I recettori NMDA ha la capacità di modificare le caratteristiche delle sinapsi. Gli altri due recettori hanno caratteristiche simili.

Il GABA è il neurotrasmettitore inibitorio esso ha come recettori il GABA a ed il GABA b. Il GABA ha una funzione basilare quella di sotto controllo le connessioni che potrebbero provocare reazioni violente di scariche neurali provocandone l'epilessia. I recettori del GABA sono complessi ogni recettore comprende cinque siti di legame. I farmaci come i barbiturici e le benzodiazepine hanno l'effetto di amplificare gli effetti del GABA e quindi, si può dire che hanno la caratteristica di sedare o calmare.

I barbiturici in particolare hanno effetti calmanti in piccole dosi, un'eccessiva dose potrebbe causare sei problemi all'apparato cardiovascolare, sopprimendo i centri della respirazione situati nel tronco encefalico, fino ad arrivare alla morte. Le sostanze fino ad ora commentate sono chimiche, non vi sono sostanze naturali, ad esclusione del GABA che possono legarsi ai questi siti.

Di recente si è scoperto un composto opposto alle benzodiazepine il B-CCm che viene rilasciato in caso di pericolo per attivare l'ansia e la paura, per favorirne una maggiore attenzione per utilizzarla per la fuga o attacco.

Acetilcolina Ach

L'acetilcolina è uno dei più