Appunti Fisiologia umana

FISIOLOGIA UMANA

IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE E PERIFERICO GENERALITA’

Il sistema nervoso ha il compito di regolare le diverse attività dei diversi organi e apparati

dell’organismo.

La sua FUNZIONE consiste nel raccogliere informazioni attraverso sensori appartenenti al sistema

nervoso periferico che le trasmettono, tramite fibre nervose afferenti (nervi cranici e spinali), al

sistema nervoso centrale dove vengono vagliate e viene elaborata la risposta migliore. Questa viene

trasmessa attraverso fibre nervose efferenti ai muscoli lisci, al muscolo cardiaco, alle ghiandole

esocrine ed endocrine e ai muscoli scheletrici.

Il sistema nervoso centrale riceve, attraverso il sistema nervoso periferico, informazioni sensitive

dai visceri e dal soma e informazioni sensitive specifiche dagli organi di senso.

Il sistema nervoso centrale integra le informazioni ed elabora le risposte grazie alle reti di neuroni di

cui è fatto.

LA PLASTICITA’ NEURONALE E’ CIO’ CHE PIU’ CI DISTINGUE DA UN COMPUTER.

Ovvero il sistema nervoso centrale modifica i propri circuiti neuronali.

NEURONI :

Sono cellule eccitabili altamente specializzate dal punto di vista morfologico e funzionale .

I neuroni, in virtù della loro eccitabilità e grazie alla polarizzazione dinamica, possono organizzarsi

in circuiti nervosi per la ricezione, scambio e l’elaborazione di informazioni

I neuroni differiscono morfologicamente e funzionalmente:

• Neurone bipolare: dal nucleo partono due assoni → raccolgono informazioni dai recettori

come i fotocettori della retina .

• Neurone a T o pseudounipolare: dal nucleo parte un assone che si divide

• Neurone multipolare: più assoni → solitamente sono neuroni motori o inter neuroni

CONNESSIONI NERVOSE

Il punto di contatto tra due neuroni è detto sinapsi. Esistono le sinapsi chimiche e le sinapsi

elettriche.

- In quelle elettriche il segnale elettrico viene trasmesso direttamente dall’elemento pre sinaptico a

quello post-sinaptico tramite delle giunzioni jap juncion .

Le sinapsi elettriche invece sono sempre eccitatorie. Il segnale nervoso va sempre dall’elemento pre

all’elemento post-sinaptico. Quindi si parla di unidirezionalità per le sinapsi.

- In quelle chimiche il segnale elettrico passa dall’elemento pre-sinaptico a quello post sinaptico in

una maniera diversa. Viene infatti rilasciata una sostanza chimica (neurotrasmettitore) nello spazio

che separa i due elementi, detto fessura sinaptica .La fessura sinaptica è uno spazio molto piccolo

perché la velocità con la quale il neurotrasmettitore raggiunge la membrana post-sinaptica deve

essere elevata .Le sinapsi chimiche possono essere eccitatorie o inibitorie a seconda del

neurotrasmettitore rilasciato.

Nel sistema nervoso vi sono:

• Neuroni: eccitabili, possono generare potenziali d’azione.

• Cellule gliali: non eccitabili.

GLIA

Le cellule della glia, dette anche cellule gliali o neuroglia, costituiscono assieme ai neuroni il

sistema nervoso centrale e periferico ma non sono elementi eccitabili .

Hanno una funzione nutritizia e di sostegno per i neuroni . Proteggono i neuroni da alterazioni che

potrebbero danneggiarli; infatti i neuroni non possono essere rimpiazzati, mentre le cellule della glia

devono essere continuamente rimpiazzate.

All’interno della glia vi sono:

- Macroglia : Nel sistema nervoso centrale vi sono gli oligodendrociti che avvolgono gli assoni dei

neuroni isolandoli elettricamente gli uni rispetto agli altri .

Gli astrociti che sono dedicati al supporto trofico dei neuroni, sono fondamentali per la formazione

della barriera ematoencefalica, impediscono che sostanze nocive per i neuroni presenti nel sangue li

raggiungano e le cellule ependimali che rivestono le cavità del SNC e sono deputate alla produzione

del liquido cerebrospinale .

Nel sistema nervoso periferico le cellule di Schwann costituiscono i manicotti di mielina degli

assoni accrescendo la loro velocità di trasmissione dei segnali .

- Microglia : Servono a contrastare l’attacco di agenti patogeni .

E’ costituita da macrofagi specializzati in grado di effettuare la fagocitosi .

SOSTANZA GRIGIA E SOSTANZA BIANCA

Sostanza grigia →composta da soma dei neuroni, dendriti, terminali assonici, insieme di neuroni

interni al SNC (nuclei) e insieme di neuroni esterni al SNC (gangli). I gangli sono presenti

all’esterno mentre i nuclei all’interno .

Sostanza bianca -> composta da assoni mielinici e fasci di assoni che connettono regioni diverse del

SNC (vengono chiamati tratti o fasci)

L’encefalo è protetto dalla scatola cranica, al di sotto della quale vi sono tre foglietti epiteliali, le

meningi (dura madre, aracnoide e pia madre) .

-La dura madre corrisponde al foglietto appena sottostante la scatola cranica, il più esterno, ed è

suddivisa in due foglietti all’interno dei quali è presente sangue venoso .

-L’aracnoide corrisponde al foglietto intermedio, ha una struttura a ragnatela con del liquido

cerebrospinale o liquor che scorre nello spazio subaracnoideo . L’aracnoide è l’unica meninge non

vascolarizzata .

-La pia madre corrisponde al foglietto a contatto con il tessuto nervoso e presenta al suo interno il

liquido interstiziale che bagna i neuroni .

Il liquor non è nient’altro che una soluzione salina a basso tenore proteico e glicemico (prodotta dai

plessi corioidei (costituiti da cellule ependimali – gliali) .

Le meningi non rivestono solo l’encefalo, ma anche il midollo spinale e la porzione iniziale dei

nervi che vi fuoriescono (spinali e cranici) .

CIRCOLAZIONE DEL LIQUOR

Il liquor viene prodotto dai plessi corioidei nei ventricoli. Attraversa i due ventricoli laterali e il

terzo ventricolo, e una volta arrivato al quarto ventricolo o prosegue per il canale centrale del

midollo spinale o passa nello spazio subaracnoideo grazie ai forami di Luschka e di Magendie dove

viene drenato, quindi sostituito, a livello dei villi aracnoidei. Le sostanze di scarto passano al sangue

venoso dei seni della dura madre.

Il cervello appare galleggiare sul liquor. Questo fattore ha una funzione di protezione meccanica

perché in caso di trauma il tessuto nervoso non andrebbe a sbattere direttamente contro la scatola

cranica ma verrebbe frenato dal liquor.

Quando si parla di meningite ci si riferisce ad un’infiammazione delle meningi provocata da virus

(meno grave), batteri (più grave, anche letale) come meningococchi e funghi (negli individui

immunodepressi). Il liquor viene analizzato per individuare la presenza di questi germi o batteri.

CELLULE EPENDIMALI E VILLI ARACNOIDEI

• Le cellule epidemiali producono liquor per dialisi a partire dal plasma, quindi acqua e soluti

passano dal sangue allo spazio interno ai ventricoli. Alcune delle cellule ependimali hanno

ciglia e microvilli che servono a favorire lo spostamento del liquor.

• I villi aracnoidei presentano le granulazioni aracnoidee, ovvero strutture che sporgono nei

seni venosi della dura madre e che si occupano del passaggio di acqua, soluti e sostanze di

scarto dal liquor al sangue venoso dei seni venosi della dura madre. Ciò che consente il

flusso è la differenza di pressione tra il sangue venoso (molto bassa) e l’interno

dell’aracnoide (più alta).

SENI VENOSI DELLA DURA MADRE

Riversano il sangue refluo dall’encefalo nelle vene giugulari interne. le quali lo conducono alle

succlavie e poi alla vena superiore.

MIDOLLO SPINALE

Il midollo spinale (diametro di 1 cm) è avvolto dalle tre meningi, dove nel canale centrale e nello

spazio subaracnoideo vi è il liquor. La sostanza grigia ospita i corpi dei neuroni, quest’ultima è

avvolta da numerosi strati di sostanza bianca costituiti dalle proiezioni assoniche.

E’ possibile notare come la sostanza grigia si trovi centralmente, mentre quella bianca in periferia.

Sono presenti i nervi spinali i quali hanno una radice posteriore o dorsale e una radice anteriore o

ventrale. Quella dorsale è costituita da fibre afferenti o sensitive che portano informazioni al

sistema nervoso centrale , mentre quella ventrale o motoria è formata da fibre efferenti che

conducono informazioni agli organi effettori .

L’analisi del liquor viene effettuata attraverso la rachicentesi, una puntura praticata a livello delle

vertebre lombari (L3-L5). Viene realizzata in questa zona perché qui non c’è più midollo spinale ma

solo la coda equina e quindi quando viene prelevato il liquor non si corre il rischio di ledere il soma

dei neuroni presenti nel midollo spinale.

BARRIERA EMATOENCEFALICA (BEE)

La barriera ematoencefalica serve a bloccare i fattori che possono interferire con i meccanismi di

comunicazione nei circuiti nervosi. Più in particolare impedisce il passaggio per diffusione,

filtrazione e transcitosi dal sangue nel microambiente neuronale di molecole inorganiche e

organiche che possano alterare l’eccitabilità neuronale.

I neuroni se danneggiati non possono essere sostituiti, allora tra di essi e il sangue dal quale

traggono nutrienti è presente una barriera che impedisce alle sostanze per loro nocive di passare.

Questa barriera è detta barriera ematoencefalica.

Essa è costituita da cellule epiteliali unite da giunzioni strette tight junctions -> che rendono la

parete dei vasi sanguigni impermeabile al passaggio di sostanze, e dai pedicelli degli astrociti .

Nonostante la presenza di tight-junctions, le sostanze passano:

- Per transcitosi: sostanze di grosse dimensioni, unione di endocitosi ed esocitosi

- Per diffusione semplice: sostanze liposolubili e gassose (come l’ossigeno e l’anidride carbonica)

-Attraverso trasportatori specifici: glucosio, amminoacidi e sostanze meno liposolubili

La barriera ematoencefalica non è presente:

- A livello dell’ipotalamo (della porzione del circolo portale ipotalamo-ipofisario) perché questo

deve comunicare con il sangue a livello del quale rilascia ormoni -

- A livello della neuroipofisi perché rilascia ormoni nel sangue

- A livello della ghiandola pineale perché rilascia ormoni nel sangue (melatonina)

- A livello dell’organo subfornicale perché regola la pressione osmotica del sangue

- A livello dell’area postrema che monitora la composizione del sangue alla ricerca di sostanze

tossiche e in caso le riscontrasse innesca il riflesso del vomito

Quindi queste regioni non presentano la barriera ematoencefalica perché necessitano di controllare

ciò che vi è nel sangue o di riversare sostanze nel sangue.

FUNZIONI GENERALI DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE

Il sistema nervoso centrale comprende encefalo (con le sue suddivisioni) e midollo spinale .

NELL’ENCEFALO :

-Il cervelletto è coinvolto nella precisione dei movimenti, nel conferire ai movimenti la fluidità ed è

legato all’apprendimento .

-Il diencefalo comprende l’ipotalamo che corrisponde al centro omeostatico, ovvero consente di

mantenere costanti i parametri vitali, e il talamo che ha la funzione di smistare le informazioni ai

centri sensoriali .

-Il tronco encefalico ha un ruolo importante nel mantenimento dell’equilibrio

-Il telencefalo si occupa di coscienza e apprendimento

A livello del telencefalo è importante l’attività dell’ARAS (ascending reticular activating system),

detto così perché corrisponde a strutture neuronali che ascendono ai centri principali che svegliano

il cervello .

Nel diencefalo vi sono regioni che controllano i ritmi circadiani (ipotalamo -> svegli durante le ore

di luce, mentre dormienti durante le ore buie) e mantengono e regolano la veglia (talamo).

MIDOLLO SPINALE

Il midollo spinale è interposto tra i gangli del sistema nervoso periferico e il tronco encefalico.

Ai neuroni del midollo spinale giungono informazioni che vengono inviate ai centri nervosi

superiori tramite fibre afferenti , sempre ai neuroni del midollo spinale giungono informazioni dai

centri superiori attraverso fibre efferenti che vanno a controllare l’attività della muscolatura liscia,

dei muscoli scheletrici e delle ghiandole. Alcune volte le risposte vengono elaborate direttamente

dal midollo spinale (risposte riflesse ).

Nel midollo spinale si trova la rete nervosa responsabile della locomozione , i motoneuroni alfa che

innervano le fibre muscolari dei muscoli scheletrici che possono contrarsi. Il movimento è

volontario. Questi motoneuroni sono connessi ai neuroni corticali che sono i veri responsabili della

produzione dei segnali che provocheranno i movimenti. Una lesione a livello dei motoneuroni alfa

impedisce i movimenti volontari; tanto più è alta la lesione spinale e tanto sarà più grave la lesione

motoria . Più in alto si verifica la lesione e meno sensazioni vengono raccolte, in quanto una lesione

in un certo punto blocca l’afflusso delle sensazioni di tutte le regioni sottostanti.

E’ possibile notare come la sostanza grigia si trovi centralmente, mentre quella bianca in periferia

All’interno della sostanza grigia vi sono diverse suddivisioni:

-Corno dorsale → Interneuroni , Qui arrivano le informazioni somato-sensoriali

-Corno laterale → nuclei efferenti autonomi , a questi neuroni giungono le informazioni raccolte dai

nuclei sensoriali viscerali .

- Corno ventrale → nuclei motori somatici , a questi neuroni giungono le informazioni raccolte dai

nuclei sensoriali somatici .

L’insieme di assoni dei neuroni del sistema nervoso centrale è detto fascio.

Mentre l’insieme di assoni dei neuroni del sistema nervoso periferico è detto nervo.

La sostanza grigia è costituita dai corpi neuronali e dai terminali dendritici e assonici. La sostanza

bianca comprende fibre nervose rivestite da mielina.

Il midollo spinale è un punto di collegamento tra SNP e SNC, ma può anche generare delle risposte

riflesse .Le risposte riflesse non richiedono l’intervento dell’encefalo .

Se però la risposta ad uno stimolo viene elaborata in loco dal midollo spinale si parla di riflessi

spinali, si tratta di risposte involontarie.

Un riflesso spinale può essere:

-Riflesso motorio somatico: il riflesso di retrazione/flessorio (metto il piede su una puntina e lo

ritiro

-Riflesso autonomico viscerale: l’attività di una ghiandola (mangio pane e le ghiandole salivari

producono molta saliva) .

TRONCO ENCEFALICO :

Il tronco encefalico è interposto tra il midollo spinale e il prosencefalo .

Composto da : Bulbo , Ponte , Mesencefalo .

E’ strutturato in modo analogo al midollo spinale: sostanza grigia all’interno e sostanza bianca in

periferia. Vi sono 12 nervi cranici, dei quali 11 originano a livello del tronco encefalico, mentre il

primo, il nervo olfattivo, entra direttamente nel telencefalo.

I nervi cranici sono deputati a rilevare ciò che accade a livello di testa e collo e a regolare l’attività

di effettori e ghiandole in zona .

Nel tronco encefalico ci sono :

1. Nuclei che regolano la pressione arteriosa

2. Nuclei che regolano la gittata cardiaca

3. Nuclei responsabili della respirazione

4. Nuclei per il controllo del ciclo sonno-veglia e dello stato di coscienza (detti ARAS)

5. Nuclei per il controllo del dolore -> molti anestetici agiscono qui

6. Nuclei responsabili della deglutizione

7. Nuclei responsabili del vomito

8. Nuclei responsabili del controllo motorio

Il coma e lo stato vegetativo sono differenti. Sono entrambe condizioni di incoscienza. Possono

essere indotte farmacologicamente o provocate da traumi. Dal coma si può uscire o si può rimanere

per sempre. E’ l’ultima possibilità che il nostro organismo ci offre attivamente per sopravvivere.

Dal coma si può passare allo stato vegetativo. Nello stato vegetativo non si è coscienti ma si ha una

leggera vigilanza, quindi si è più sensibili agli stimoli. Qui viene mantenuto il ciclo sonno-veglia.

CERVELLETTO

Al cervelletto è legato il controllo fine dei movimenti motori. Quando si parla di controllo motorio

si parla di muscoli scheletrici, perché solo su quelli abbiamo capacità di controllo. La contrazione di

un muscolo scheletrico si verifica perché questo riceve un segnale da un motoneurone il cui soma è

localizzato nella sostanza grigia del midollo spinale .

Nel caso di risposte riflesse il comando arriva da un neurone afferente, mentre nel caso di

movimenti coscienti dalla corteccia motoria. Una lesione della corteccia motoria ci rende incapaci

di generare quei comandi necessari per la contrazione volontaria di determinati muscoli. Il

cervelletto ha un ruolo centrale nel processo corteccia-motoneurone: compara il segnale inviato

dalla corteccia motoria con il movimento veramente effettuato.

Quindi il cervelletto conosce il comando inviato dalla corteccia e riceve anche informazioni

sensoriali sul movimento compiuto. Non fa nient’altro che verificare che queste due cose

coincidano e quindi che il movimento sia avvenuto correttamente. Se l’esecuzione non è stata

adeguata, inserisce dei segnali di correzione che raffinano il movimento. Lesioni del cervelletto

impediscono la capacità di compiere movimenti fini, raffinati.

DIENCEFALO

Si trova tra il tronco encefalico e il telencefalo , diencefalo + telencefalo =Prosencefalo

Costituito da :

Talamo , Ipotalamo , ipofisi , Epifisi , Nucleo subtalamico del Luys .

EPIFISI : (ghiandola pineale )

è una struttura nervosa deputata al rilascio di un neurormone, la melatonina o ormone dell’oscurità.

Questo neurormone viene rilasciato di notte e prepara l’organismo al sonno .

Questa operazione di preparazione dell’organismo al sonno la melatonina la va ad esercitare,

tramite il circolo sanguigno, a livello di neuroni appartenenti ai nuclei suprachiasmatici

ipotalamici . (N.S.I.) . A livello di questi nuclei la melatonina non induce il sonno, ma lo favorisce

andando a modulare una serie di funzioni fisiologiche.

Vi è una sinc