Riassunto esame Anatomia, Prof. Guariglia Paola, libro consigliato Anatomia del sistema nervoso e periferico e Neuroscienze (fisiologia), Cattaneo

Anatomia e fisiologia. Il sistema nervoso centrale e periferico

Il sistema nervoso è un sistema di controllo del coordinamento delle funzioni e della regolazione. Per fare ciò è necessaria una struttura complessa e una cellula altamente specializzata che è il neurone. Il sistema nervoso riceve segnali dall'esterno attraverso delle speciali cellule che sono i recettori ed elabora le informazioni ricevute e rispondendo di conseguenza inoltre invia messaggi di ritorno. Altre funzioni del sistema nervoso sono quelle del ragionamento, le emozioni, il sonno, l'apprendimento e la memoria.

Nel sistema nervoso viene distinto in sistema nervoso centrale con i due principali organi ovvero l'encefalo ed il midollo spinale e il sistema nervoso periferico che raggiunge la periferia del corpo costituita dai nervi. Il tessuto nervoso è il tessuto che compone tutto il sistema nervoso ed è costituito dall'insieme delle cellule nervose dette neuroni e da cellule accessorie dette cellule della glia o nevroglia. I neuroni e la glia hanno funzioni diverse in quanto i neuroni conducono segnali nervosi chiamati impulsi; mentre le cellule della glia hanno una funzione protettiva di nutrizione nei confronti dei neuroni.

Il neurone

Il neurone è una cellula talmente specializzata che ha perso la sua capacità di dividersi per mitosi. È costituita da una parte chiamata corpo cellulare all'interno della quale si trovano il nucleo e tutti gli organelli; dal corpo cellulare di partono dei prolungamenti più corti chiamati dendriti, ed un prolungamento più lungo chiamato assone o neurite. L'assone termina con dei prolungamenti e dei riconoscimenti chiamati bottoni sinaptici. L'assone è rivestito da una guaina che è composta da diverse cellule chiamate cellule di Schwann: questa cellula ha una funzione importantissima in quanto si avvolge intorno all'assone formando un rivestimento protettivo a più strati chiamato guaina mielinica o mielina. Ogni cellula ricopre e costituisce un tratto che si interrompe in alcune parti dette nodi di Ranvier. L'assone ricoperto dalla guaina mielinica si chiama fibra nervosa.

I neuroni possono essere sensitivi o afferenti e ricevono l'informazione dall'esterno. I neuroni di collegamento collegano due neuriti tra di loro. I neuroni efferenti o motori inviano gli impulsi dal sistema nervoso centrale ai muscoli.

I neuroni motori hanno una struttura classica con il corpo cellulare i dendriti e il lungo assone.

I neuroni di collegamento hanno una struttura detta bipolare in quanto hanno due assoni che terminano con dei prolungamenti di tipo?

I neuroni sensitivi invece hanno una forma unipolare ovvero un assone corto che poi si divide in due, una parte si rivolge verso l'esterno l'altra parte si connette ad un neurone di collegamento verso l'esterno.

Caratteristiche dei neuroni

Come funzionano i neuroni e quali caratteristiche hanno? Una prima caratteristica è l'eccitabilità: la capacità di produrre un impulso nervoso di tipo elettrico in risposta ad uno stimolo.

Un'altra caratteristica è la conducibilità, che invece è la capacità di condurre l'impulso nervoso, quest'ultimo viaggia ovvero dai dendriti al corpo cellulare, poi all’assone fino ad arrivare alla periferia e ai bottoni sinaptici, sempre in una sola direzione.

La sinapsi

I neuroni non si toccano mai direttamente, ma tra l'uno e l'altro c'è un piccolissimo spazio sotto il bottone sinaptico detto fessura sinaptica. Quando arrivano impulso nervoso, il bottone sinaptico rilascia nella fessura sinaptica una sostanza chimica chiamata neurotrasmettitore e attiva l'impulso dendriti del neurone vicino, che di conseguenza continuo a propagare l'impulso nervoso.

Sistema nervoso centrale e periferico

Il sistema nervoso centrale è costituito da due principali organi l'encefalo e il midollo spinale.

L'encefalo si trova all'interno della scatola cranica, il midollo spinale è contenuto nel canale vertebrale, quel canale che si forma per la sovrapposizione delle vertebre della colonna vertebrale. Entrambi gli organi sono costituiti da una sostanza di colore diverso quindi la sostanza bianca e sostanza grigia.

La sostanza bianca è costituita dagli assoni dei neuroni che essendo avvolti da mielina hanno questo aspetto bianco traslucido.

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La sostanza grigia è costituita dai corpi cellulari per non sono ricoperti da mielina e quindi appaiono all'osservazione microscopica di colore grigio.

Le meningi

Le meningi sono membrane protettive che avvolgono tutto il sistema nervoso centrale, sia all'encefalo che il midollo, e sono tre:

• La pia madre: lei in contatto con le strutture nervose è molto sottile e vascolarizzata, presenta dei vasi sanguigni, delle arterie, delle vene e anche dei capillari.
• L’aracnoide: è una membrana ricca di fibre molto sottili tanto da assomigliare ad una ragnatela.
• La dura madre: è una membrana più spessa e molto resistente ed è in contatto con le strutture ossee quindi con il cranio e le vertebre.

Tra la pia madre e l’aracnoide è presente un liquido trasparente che ha una funzione protettiva e si chiama liquido cefalorachidiano.

L'encefalo

L'encefalo è la sede di tutte le funzioni di coordinamento, del pensiero e del sonno. È costituito da:

Cervello: è suddiviso in due emisferi destro e sinistro, la sostanza grigia si trova all'esterno mentre la sostanza bianca all'interno. I due emisferi sono suddivisi da un solco, ma nonostante ciò c'è una parte che li collega. Sono collegati in una parte centrale da fibre che prendono il nome di corpo calloso. La parte esterna grigia del cervello è ripiegata più e più volte e forma la corteccia cerebrale: questa è suddivisa in lobi cioè in aree ognuna delle quali svolge una funzione.

Cervelletto: si trova nella parte posteriore bassa dell'encefalo, è formato da sostanza grigia all'esterno e bianca all'interno coordina i movimenti e l'equilibrio del corpo. Quando infatti il cervelletto non funziona il corpo non riesce a mantenere l'equilibrio.

Il midollo allungato o bulbo: ha la forma di un cono, ha la sostanza grigia all’interno e la sostanza bianca all'esterno, a livello del bulbo, dunque la situazione cambia rispetto al cervello e al cervelletto. Esso controlla la respirazione; infatti è la sede dei neuroni deputati alla respirazione, regola la pressione del sangue e il battito del cuore.

Il midollo spinale

Il midollo spinale si trova all’interno della colonna vertebrale, nel canale vertebrale. È un cordone biancastro, si estende per circa 40 cm all’interno del canale vertebrale ed ha la forma di un H o una farfalla. Le gambette dell’H, cioè quelle posteriori e anteriori sono dette corna. Il midollo spinale si occupa della trasmissione dei segnali nervosi all’encefalo e viceversa, dall’esterno all’interno, passano quindi attraverso tutto il violo spinale, i segnali nervosi diretti ai muscoli.

Il sistema nervoso periferico

Il sistema nervoso periferico è costituito da tutte quelle parti nervose che arrivano fino alla periferia del nostro corpo. È costituito da tutti i nervi che partono dal SNC ed arrivano alla periferia del corpo e viceversa. Sono formati da fasci di assoni, il nervo contiene inoltre vasi sanguigni perché il nervo deve essere “nutrito” o meglio rifornito di ossigeno.

È costituito da una parte volontaria, quindi con nervi che controllano le funzioni volontarie ad esempio: se penso di muovere un braccio poi effettivamente riesco a muoverlo. Ma è costituito anche da una parte autonoma con nervi che regolano le funzioni involontarie ad esempio: io non penso di respirare in autonomia, non penso di voler fare battere il mio cuore ma questo batte in quanto è innervati da fibre nervose autonome.

Tipologie di nervi

• Nervi sensitivi o afferenti es: nervo ottico e nervo olfattorio.
• Nervi motori o efferenti es: nervo ipoglosso, questo innerva i muscoli della lingua, permettendo di parlare.
• Nervi misti: contengono sia fasci sensitivi che motori. Es: nervo trigemino innerva la parte della faccia e quindi grazie a questo nervo abbiamo la sensibilità a livello facciale ma innerva anche i muscoli che ci permettono di masticare, sensibilità facciale e innervazione dei muscoli masticatori.
• Nel midollo allungato i nervi provenienti dall’emisfero sinistro si incrociano con quelli provenienti dall’emisfero destro, la parte sinistra controlla la parte destra del corpo e la parte destra del cervello controlla la parte sinistra del corpo.
• I nervi sono 12 paia a livello del capo, quindi i nervi cervicali e 31 paia spinali suddivisi in nervi toracici, nervi lombari, nervi sacrali e nervi coccigei.

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Il sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo è diviso in parasimpatico e simpatico.

Le sinapsi

La sinapsi è la struttura di connessione tra il terminale assonico, ovvero la fine di un assone di un neurone e l’inizio di un altro neurone. Solitamente quest'altro neurone può andare a contattare il terminale assonico tramite un dendrite, ma è anche vero però che non obbligatoriamente l’elemento che si trova a valle della sinapsi deve essere un altro neurone, potrebbe essere ad esempio una cellula effettrice = cioè che effettua un movimento come un muscolo oppure una ghiandola.

Collegamento tra neurone e neurone

Come funziona il collegamento tra neurone e neurone?

La sinapsi è il punto di collegamento tra un neurone 1 e un neurone 2, vengono chiamati rispettivamente neurone presinaptico, quello che si trova a monte della sinapsi, e post-sinaptico, quello che si trova a valle della sinapsi, quindi quello che riceve il segnale. Il punto di collegamento è effettuato da quelli che vengono chiamati terminali sinaptici oppure bottoncini sinaptici. Questi prolungamenti un po' allargati del terminale assonico che va a contattare il bottoncino sinaptico del terminale dendritico dal neurone successivo. ??

Esistono due tipi di sinapsi: le sinapsi elettriche, che sono giunzioni tra cellule, in cui il potenziale d'azione, la corrente elettrica, si trasferisce direttamente da una cellula all'altra. Queste sinapsi non sono molto comuni però sono tipiche dal cuore e dell'apparato digerente, nel cervello ve ne sono veramente poche.

Per le sinapsi chimiche sono le più diffuse e funzionano grazie alla presenza di alcune sostanze chiamate neurotrasmettitori. 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.

Neurotrasmettitori

Cosa sono i neurotrasmettitori? Sono delle molecole che possono avere origine amminoacidica, laica o anche di fisica e sono quindi dai segnalatori: quando viene emesso un neurotrasmettitore vuol dire che è stato mandato un segnalatore, che segnala alla cellula post-sinaptica qualcosa.

Qual è la principale differenza tra queste sinapsi? La principale differenza è che alla cellula 1 e 2 nelle sinapsi elettriche sono strettamente connesse, mentre con quelle chimiche sono separate da uno spazio chiamato spazio intersinaptico. In questo spazio vengono rilasciati neurotrasmettitori cioè quelle molecola che vanno a mandare un messaggio alla cellula che si trova a valle dalla sinapsi. Infatti, si può notare sulla cellula post sinaptica che ci sono delle altre proteine, e in questo caso sono dei recettori, che recepiscono il neurotrasmettitore; perché ovviamente se una cellula manda un segnale dall'altra parte deve esserci un modo o un metodo per recepirlo, altrimenti l'impulso non può ripartire.

Sinapsi elettrica: è più veloce, passaggio diretto di ioni; sono qui bidirezionali, non avendo un modo per andare a determinare qual è il neurone 1 e 2, il segnale può passare dal neurone 1 e 2 e viceversa; sono poco modulabili, in quanto non si riesce a modulare in maniera molto sofisticata quel passaggio di ioni down citoplasma all'altro che avviene invece in maniera molto veloce.

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Sinapsi chimica: è più lenta perché il segnale arriva, poi deve essere rilasciato il neurotrasmettitore che deve essere recepito, e il segnale poi deve ripartire; sono unidirezionali, in questo caso c'è la presenza di una cellula pre sinaptica che rilascia il neurotrasmettitore è una cellula post sinaptica che invece non rilascia il neurotrasmettitore ma lo recepisce, quindi si ha una direzionalità dell'impulso; sono ben modulabili perché questa lentezza permette una maggiore modulabilità e cioè noi riusciamo a regolarla in maniera molto più fine.

Sinapsi chimiche

È il collegamento che permette il passaggio del segnale nervoso da un neurone a quello successivo. Attraverso la trasmissione sinaptica, l'impulso nervoso, p. d'azione, può viaggiare da un neurone all'altro o dal neurone ad un organo effettore, ad esempio una fibra muscolare, la trasmissione avviene attraverso il rilascio di molecole chiamate neurotrasmettitori dal neurone pre sinaptico, ovvero quello che rilascia il neurotrasmettitore, quello da cui arriva il segnale, al neurone post sinaptico, quello che deve recepire il segnale e farlo continuare nel suo percorso.

Non tutte le sinapsi sono eccitatorie. Per il corretto funzionamento e modulazione del sistema nervoso esistono anche sinapsi con funzione inibitoria, ed utilizzano come principale neurotrasmettitore il GABA, acido gammamminobutirrico.

La sua struttura: è presente un assone presinaptico che fa parte del neurone presinaptico, questo contatterà il neurone post sinaptico e questo contatto avverrà tramite lo spazio intersinaptico. In queste sinapsi vi è la presenza delle vescicole con neurotrasmettitori, le molecole che trasmettono il segnale al neurone 2, vi sono anche dei recettori sul neurone post sinaptico e questo in quanto il neurone 2 deve poter ricevere il segnale dal neurone 1.

Cosa succede? Arriva il segnale proveniente dall'assone, quando questo segnale raggiunge il terminale sinaptico ci sono dei canali del calcio, Ca²⁺, che si aprono e fanno entrare gli ioni calcio. L'entrata di ioni calcio è essenziale per permettere la fuoriuscita del neurotrasmettitore nello spazio intersinaptico, perché gli ioni calcio vanno sostanzialmente ad interagire con le vescicole, permettendo a quest'ultime diffondersi con la membrana sinaptica e a quel punto andare a riversare verso lo spazio intersinaptico i neurotrasmettitori. Questi poi devono posizionarsi sui recettori del neurone post sinaptico, devono quindi essere recepiti, e a questo punto il segnale può ripartire e continuare nel suo percorso.

Strutture delle sinapsi

Quanti tipi di strutture possono avere le sinapsi?

• Asso-somatiche: gli assoni del neurone presi in aptico vanno a comunicare direttamente con il soma, ovvero con il corpo cellulare, la zona in cui il neurone ha il nucleo.
• Asso-dendridiche: in questo caso, l'assone contatta direttamente il dendrite, ovvero il punto da cui arriva il segnale, poi viene trasmesso all'assone successivo, e questo assone ricontatterà un altro dendrite, questo poi riceverà il segnale che trasmetterà poi al suo assone che successivamente lo trasmetterà al neurone successivo attraverso il suo assone e così via. Questo tipo di sinapsi può avvenire direttamente sul dendrite o sulle spine dendritiche.
• Asso-assonica: sono molto importanti per regolare il passaggio del segnale; il neurone presinaptico con il suo assone va a contattare l'assone del neurone post sinaptico, quindi un bottoncino sinaptico va a regolare un altro bottoncino sinaptico proprio a livello del terminale sinaptico.

La sinapsi tripartita

Studi recenti suggeriscono che questa <<conversazione>> sinaptica può coinvolgere anche cellule gliali. La glia sembra occupare virtualmente tutto il volume del cervello non occupato dai neuroni. Questa disposizione comporta che le cellule gliali sono in intimo contatto con le sinapsi.

Le cellule gliali formano processi estremamente sottili che avvolgono completamente le sinapsi, un contatto così intimo che rende possibile un ruolo di segnalazione per la glia a livello sinaptico. Le cellule gliali rispondono al trattamento con neurotrasmettitori. La capacità sia di rilasciare sia di rispondere ai neurotrasmettitori rende potenzialmente le cellule gliali compartecipi nella segnalazione sinaptica. Questa capacità della glia di partecipare alla segnalazione sinaptica ha portato al concetto di sinapsi tripartita, una giunzione a tre vie che coinvolge la terminazione presinaptica, i processi postsinaptici e le cellule gliali vicine.

Le categorie dei neurotrasmettitori

Sono note più di 100 sostanze che agiscono come neurotrasmettitori.

È utile separare questa serie di trasmettitori in due categorie semplicemente sulla base delle dimensioni. I neuropeptidi sono molecole relativamente grandi, composte da 3 a 36 amminoacidi. I singoli amminoacidi

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come glutammato e GABA, sono molto più piccoli dei neuropeptidi e vengono quindi definiti neurotrasmettitori a basso peso molecolare.

L'acetilcolina

L'acetilcolina è stata la prima sostanza identificata come neurotrasmettitore. Oltre ad agire come neurotrasmettitore nelle giunzioni neuromuscolari scheletriche e nelle sinapsi neuromuscolari tra il nervo vago e le fibrocellule muscolari cardiache, l'acetilcolina agisce c