Sistema nervoso

Fisiologia

La fisiologia è lo studio del normale funzionamento dell’organismo vivente in toto e delle varie parti che lo compongono.

In particolare la fisiologia studia:

• La funzione di un sistema, organo o tessuto;
• Il meccanismo di funzionamento di un sistema, organo o tessuto.
• La funzione di un evento fisiologico è il perché dell’evento.
• I meccanismi o processi fisiologici rappresentano il “come il sistema funziona”.
• L’approccio che studia le funzioni è quello finalistico o teologico, il corpo agisce per scopi o fini.

La fisiologia viene divisa in:

• Fisiologia della vita di relazione studia i meccanismi che sono alla base del comportamento animale o umano! Memoria, emozioni, linguaggio etc.
• Fisiologia della vita vegetativa studia le funzioni viscerali che consentono alle cellule dell’organismo di circondarsi di un ambiente appropriato per la loro funzione.

La fisiologia è lo studio di come lavorano e come funzionano il corpo e le sue parti per mantenere l’omeostasi, equilibrio. Fisio natura logia studio di omeostasi tutto in equilibrio. → → →

Partiamo da un organismo che è in equilibrio con se stesso e con l’ambiente, questo organismo può subire due tipi di variazione:

1. Variazione interna, es: calo brusco glicemia.
2. Variazione esterna, es: mi ritrovo in un posto con temperatura differente.

Queste variazioni hanno per risultato una perdita momentanea dell’omeostasi, per cui l’organismo tenta di compensare.

A questo punto o la compensazione ha successo oppure fallisce.

1. Se fallisce si ha una malattia, malattia studiata da fisiopatologia, →
2. Se ha successo si ha un benessere e quindi si ritorna all’omeostasi iniziale.

Gli organismi viventi sono dei sistemi chimici autonomi costituiti da molecole organiche:

• Zuccheri, elementi primari per la formazione di energia;
• Amminoacidi, sono i mattoni delle proteine;
• Acidi grassi, costituenti della membrana cellulare, e, molecole di accumulo di energia;
• Nucleotidi, mattoni acidi nucleici, e, trasportatori di energia.

La costanza del mezzo interno è assicurata:

• In minima parte dalle proprietà fisico-chimiche del sangue che garantiscono la costanza del mezzo interno → ciò da cui siamo costituiti all’interno.
• In massima parte da una serie di meccanismi fisiologici che si chiamano fenomeni → omeostatici.

Il risultato dell’intervento di questi sistemi è l’omeostasi, ossia la stabilità del mezzo interno.

Omeostasi e meccanismi

▶︎ La costanza del mezzo interno è assicurata:

• In minima parte dalle proprietà fisico-chimiche del sangue che garantiscono la costanza del mezzo interno, ciò da cui siamo costituiti all’interno, ma soprattutto da una serie di meccanismi fisiologici che si chiamano fenomeni omeostatici.

Il risultato dell’intervento di questi sistemi è l’omeostasi → la stabilità del mezzo interno.

L’omeostasi è mantenuta costantemente nonostante tutte le attività vitali della cellula e le variazioni dell’ambiente esterno tendono a rompere questo equilibrio dinamico. Per mantenere l’equilibrio è necessario un sistema di controllo sia delle entrate che delle uscite attraverso l’attivazione dei meccanismi preposti al controllo e al mantenimento all’interno di determinati valori vitali di parametri operativi. All’interno del nostro corpo sono presenti dei sistemi complessi, sistemi di controllo, che sono formati da dei particolari rilevatori, recettori, di un segnale di ingresso, che proviene dall’esterno o un segnale di un processo fisiologico che è cambiato all’improvviso, da un centro di controllo che elabora il segnale in ingresso e confronta se la variabile regolata sta nel range desiderato, all’interno di determinati valori di riferimento, e qualora questa variabile non sia all’interno del range di valori, possa dare origine ad una risposta finalizzata a riportare la variabile entro il valore di riferimento. Tutto questo, il centro di controllo lo può fare tramite un segnale di uscita in contatto con il sistema che deve attuare la risposta.

Segnale di ingresso centro di controllo segnale di uscita! !

Il nostro centro di controllo è il cervello, infatti se analizziamo i vari apparati del nostro corpo vediamo che sono tutti collegati al nostro sistema nervoso e quindi al cervello e il nostro SNC, encefalo e midollo spinale, è il sistema da dove vengono elaborati:

• INPUT, segnali d’ingresso, che sono segnali afferenti, che derivano dal SNP e sono sensibilità somatica, organi di senso speciali, gusto, vista, olfatto, udito, e tutto ciò che deriva dalla sensibilità viscerale, organi interni.
• Il SNC oltre ad essere il centro di controllo è anche il regolatore d’uscita, OUTPUT, che è un segnale efferente che può essere rivolto al sistema somatico, muscolo-scheletrico, oppure al sistema nervoso autonomo.

Neurone

Le cellule nervose, neuroni, rappresentano le unità funzionali fondamentali del sistema nervoso. Sono sede di produzione e scambio di informazioni e, quindi, costituiscono la più piccola struttura capace di eseguire tutte le funzioni del sistema. La caratteristica che distingue le cellule nervose dalle altre è la loro spiccata capacità di comunicare.

Dall’insieme delle funzioni di queste cellule risulta la capacità di integrare le funzioni degli altri organi per permettere l’ottimale funzionamento.

Esistono diversi tipi di neuroni che vengono classificati in base anche al tipo di funzione, afferente, sensoriale, interneuroni, neurone efferente motoneurone.

Struttura neurone

▶︎ I neuroni non si rigenerano ma possono formare nuovi contatti sinaptici, infatti invecchiando si diminuisce il numero di neuroni.

Un neurone è composto da:

• Corpo cellulare o soma: contiene il nucleo e altri organuli che regolano l’attività cellulare, è responsabile dell’integrazione delle informazioni, cono d’emergenza. Nel soma, corpo cellulare, del neurone sono compresi la maggior parte degli organuli del neurone. Dal soma si estendono due tipi di prolungamenti, i dendriti, corti e numerosi, ricevono le informazioni in ingresso al neurone, e l'assone, lungo ed unico.
• Dendriti: prolungamenti molto ramificati, corti, sottili e numerosi, parte ricettiva, o afferente, dei segnali eccitatori da altre cellule nervose. Raramente si estendono per più di 2 millimetri.
• Assoni: prolungamenti lunghi e di calibro maggiore; generalmente se ne trova uno solo per neurone. È la parte efferente del neurone, trasporta le informazioni e le trasmette ad altre cellule, ed origina dal monticolo assonico.

Monticolo assonico è il segmento iniziale dal quale origina l’assone, punto in cui si genera il potenziale elettrico di azione, l'assone può essere unico può avere dei collaterali che gli permettono di connettersi con tanti altri neuroni attraverso i terminali assonici.

Gli assoni hanno la facoltà di trasportare l’impulso elettrico, potenziale d’azione, generato a livello del soma del neurone, infatti sono avvolti per gran parte della loro lunghezza da una sostanza isolante, formata da acidi grassi particolari, che si chiama guaina mielinica, è fosfolipidica, che ha la funzione di far viaggiare velocemente l’informazione nervosa, grazie ai nodi di Ranvier, interruzioni regolari della guaina, e di isolare elettricamente la membrana dell’assone.

Il potenziale d’azione avrà una conduzione saltatoria.

L’assone ha un diametro unitario per tutta la sua lunghezza e se si dirama i rami che si estendono ad angolo retto; termina con una sorta di prolungamenti che prendono il nome di terminali assonici che, a loro volta, terminano con strutture rotondeggianti: bottoni sinaptici che sono la struttura vera e propria dove avvengono le sinapsi.

Da un punto di vista elettrico, i dendriti ricevono segnali elettrici da parte delle altre cellule nervose, generalmente segnali di tipo eccitatorio. All’interno del corpo cellulare, che contiene anche il nucleo del neurone stesso, c’è l’integrazione di tutte le informazioni che il neurone riceve. Il neurone, integra tutti questi impulsi e genera un potenziale di azione, il potenziale elettrico, che poi viene trasmesso, inalterato, lungo tutto l'assone fino agli organi effettori.

All’interno del corpo cellulare c’è l’integrazione di tutte le informazioni che il neurone riceve.

Il neurone genera un potenziale di azione, il potenziale elettrico, che poi viene trasmesso lungo tutto l'assone fino agli organi effettori.

Neuroni afferenti

▶︎ I neuroni afferenti si dividono in:

• Pseudounipolari: si trovano nel sistema somato-sensoriale e hanno un soma centrale che contiene il nucleo e due prolungamenti assonici, un assone centrale diretto al SNC e un assone periferico diretto verso i recettori posizionati alla periferia del nostro corpo.
• Bipolari: neuroni bipolari presentano due lunghi prolungamenti e il corpo cellulare al centro, portano gli impulsi dalla periferia, esterna o interna del corpo, verso il SNC. Caratteristico di sistemi visivo e olfattivo, hanno un soma centrale e due assoni, uno centrale e uno periferico, questi assoni sono privi della guaina che riveste gli assoni pseudounipolari.

Neuroni efferenti

▶︎ Ci sono degli interneuroni che sono localizzati soltanto all’interno del SNC, encefalo e midollo spinale, e i neuroni efferenti che trasferiscono l’informazione, il segnale elettrico, dai centri del SNC, attraverso il SNP, agli organi somatici o agli organi effettori del nostro corpo. Si chiamano interneuroni perché mettono in comunicazione altri tipi di neuroni fra di loro e infatti il loro albero dendritico è particolarmente ramificato. L'interneurone è formato da un grosso soma e da una serie di ramificazioni dendritiche che possono assumere diverse forme.

Neuroni efferenti → I neuroni efferenti sono dei neuroni multipolari e hanno un soma e un albero dendritico abbastanza estesi, hanno un prolungamento assonale molto lungo che serve per raggiungere tutti i muscoli periferici.

Il prolungamento assonico è rivestito da cellule particolari, cellule di Schwann, che producono la guaina mielinica del neurone.

Guaina mielinica

▶︎ La guaina mielinica è formata da due cellule diverse:

• Oligodendrociti: sono cellule specializzate della glia che formano la guaina nel SNC.
• Cellule di Schwann: sono le cellule responsabili della formazione della guaina mielinica a livello del SNP.

La propagazione dell'impulso avviene con relativa rapidità in tutti gli assoni, ma in alcuni la velocità di propagazione è particolarmente elevata.

La velocità di propagazione dipende dal diametro dell’assone, è maggiore negli assoni più grandi, e dalla presenza o meno della guaina mielinica.

Nelle fibre nervose non rivestite da guaina mielinica, denominate fibre amieliniche, la propagazione, avviene così: la generazione dell'impulso deve essere rinnovata lungo la membrana in maniera puntiforme per tutta la lunghezza dell’assone e viene quindi definita conduzione punto a punto; le piccole fibre amieliniche, per esempio le fibre sensoriali che trasportano il dolore urente, conducono ad una velocità di pochi millimetri al secondo.

La guaina mielinica non è uniforme lungo tutto l'assone ma tra una cellula di Schwann e l’altra c’è una parte di assone molto piccola che rimane scoperta, questa piccola parte viene chiamata nodo di Ranvier. Il potenziale elettrico, in questo modo, tramite i nodi di Ranvier, ha una velocità di propagazione maggiore, ad ogni nodo viene innescato un altro potenziale d’azione. Si può arrivare ad una velocità di conduzione di 80-140 m/s. Gli impulsi nervosi viaggiano in una sola direzione, dai dendriti al corpo cellulare e poi lungo l’assone fino alla terminazione sinaptica.

Considerando la velocità di conduzione saltuatoria, ovvero che l’impulso nervoso va da un nodo di Ranvier ad un altro, si capisce che aumentando la distanza tra un nodo di Ranvier e un altro si aumenta la velocità di conduzione. Infatti, il diametro degli assoni nervosi viene classificato in base alla loro quantità di mielina, quindi alla distanza che c’è tra un nodo di Ranvier e un altro, e maggiore è il diametro della guaina mielinica e maggiore è la velocità di conduzione di queste fibre.

Tipi di fibre, mielinizzazione

▶︎ Abbiamo diversi tipi di fibre:

• Fibre molto mielinizzate: alfa sono le fibre del gruppo 1, hanno il diametro di mielina maggiore, 13-20 micron, e hanno una velocità di conduzione più elevata, 80-120 m/s;
• Fibre mielinizzate: beta sono fibre del gruppo 2, hanno il diametro tra 6 e 12 micron e quindi la velocità di conduzione è minore rispetto alle fibre A-alfa, 35-75 m/s;
• Fibre poco mielinizzate: delta sono fibre del gruppo 3, hanno diametro tra 1 e 5 micron e velocità di conduzione 5-30 m/s.
• Fibre prive di mielina: C o amieliniche, sono fibre senza mielina, sono del gruppo 4, hanno un diametro tra 0,2-1,5 micron e hanno la velocità di conduzione più bassa, 0,5-2 m/s.

Sinapsi

Strutture di contatto che permettono la comunicazione tra una cellula nervosa e un’altra.

Maggiore è il numero di sinapsi e maggiore sono le possibilità di sc