Fisiologia

Sistema nervoso parasimpatico

Il sistema nervoso parasimpatico, invece, nasce a livello encefalico e quindi è a carico dei nervi cranici, a meno di una piccola porzione che nasce a livello del tratto sacrale del midollo spinale. La caratteristica del sistema parasimpatico è che i gangli, dove avviene il contatto tra il primo e il secondo neurone, si trovano nella parete dell’organo, quindi hanno un primo neurone più lungo e un secondo neurone breve che giace a livello dell’organo. Il parasimpatico rilascia l’acetilcolina, sia a livello gangliare sia a livello post gangliare.

Riepilogando, il sistema nervoso simpatico parte dal midollo spinale, mentre quello parasimpatico nasce a livello dell’encefalo a carico dei nervi cranici, i gangli si trovano nell’organo, c’è una piccola porzione che parte dal midollo spinale, così detto parasimpatico sacrale, che controlla la vescica e gli organi genitali.

La ghiandola surrenale si trova al di sopra del rene; la parte esterna prende il nome di corticale, ed è una ghiandola endocrina, la parte interna prende il nome di midollare ed è una parte del simpatico che rilascia adrenalina nel sangue, che raggiunge lo stesso organo bersaglio che raggiungeva la fibra nervosa.

Abbiamo già detto che questi due sistemi si controbilanciano tra di loro, hanno effetti opposti: il sistema nervoso parasimpatico prevale durante il riposo e la digestione. Il sistema nervoso simpatico, invece, predomina nelle condizioni di lotta e fuga. Quindi l’omeostasi è mantenuta dal bilanciamento di questi due sistemi.

Sistema nervoso enterico

La terza parte del sistema nervoso autonomo è il sistema nervoso enterico, che si trova a livello intestinale. Se noi detraiamo una parte dell’intestino, l’intestino è in grado di continuare a funzionare grazie al fatto che i neuroni, così come i neuroni spinali, sono in grado di mediare risposte riflesse.

Immaginiamo di tagliare una porzione di intestino e porlo in un becher. Se lo distendiamo, mimando la distensione dovuta al bolo alimentare, parte una risposta che è il riflesso peristaltico, che ha il compito di far muovere il bolo alimentare in direzione del colon. Il riflesso peristaltico, dovuto alla presenza del cibo nell’organismo, è caratterizzato quindi da una serie di contrazioni e rilasciamenti che permettono la progressione del bolo. Abbiamo una contrazione a monte e un rilassamento a valle, che fa spostare il bolo all’interno.

Questa porzione di sistema nervoso è stata chiamata piccolo cervello. Quindi, nella parete intestinale, ciò che è necessario per una risposta riflessa sono i recettori, le vie sensoriali, le vie che integrano la risposta e i recettori che causano la risposta e controllano sia il muscolo liscio che le cellule dell’intestino.

Nell’organismo integro questa situazione deve essere controllata dal sistema generale, quindi il sistema nervoso è in grado di agire modulando l’azione del sistema nervoso enterico, aumentando o riducendo alcuni riflessi che nascono a livello intestinale. Nella parete intestinale abbiamo una serie di interneuroni capaci di raccogliere i segnali afferenti e di attirare i neuroni efferenti. Vi sono dei neuroni che compongono le così dette reti neurali.

Nelle reti neurali non è tanto determinante il numero di neuroni preseti, ciò che è determinante è che sul singolo neurone arrivano più di 10 mila altri neuroni che creano un contatto con il neurone stesso e quindi abbiamo un numero elevatissimo di contatti sinaptici di interconnessione tra i vari neuroni. Se immaginiamo di fare una sezione osserviamo che abbiamo circa 600 milioni di contatti.

Possiamo paragonare il numero di neuroni presenti nella rete all’“hardware” e le sinapsi ai “software” del computer. Il “software” del sistema nervoso presenta una caratteristica fondamentale per l’organismo, ovvero è modificabile con l’esperienza. Questo è alla base di una funzione che prende il nome di plasticità neuronale, che permette all’individuo l’apprendimento della memoria.

Livelli di organizzazione

Come tutti i sistemi biologici, il sistema nervoso è formato da una serie di livelli di organizzazione, dal più semplice al più complesso:

• Livello molecolare
• Cellule
• Reti neurali: come le cellule si interconnettono tra di loro
• L’attivazione delle reti neurali
• Comportamenti umani

Le membrane di tutte le cellule e in particolare di quelle nervose, contengono delle strutture proteiche che si organizzano nello spessore della membrana a formare quelli che sono detti canali ionici, che permettono il passaggio dello ione. Le peculiarità di questi canali sono di essere specifici, poiché sono in grado di selezionare le specie ioniche che attraversano il canale, e di poter modificare la propria conformazione in modo da poter essere aperti o chiusi. Inoltre porzioni di una stessa cellula nervosa contengono un corredo di canali ionici diversi e quindi svolgeranno funzioni diverse.

Nel sistema nervoso distinguiamo due tipi di cellule: le cellule nervose o neuroni e le cellule gliali, che sono il doppio dei neuroni. Per tanti anni si è pensato che le cellule gliali avessero soltanto la funzione di sostegno delle cellule nervose, fungendo appunto da substrato su cui si potessero ancorare le cellule nervose. Un’osservazione di una serie di alterazioni a livello delle cellule gliali ha messo in evidenza che queste cellule non svolgono soltanto una funzione di supporto, ma svolgono anche funzioni determinanti per il corretto funzionamento delle cellule nervose, che hanno il compito, come abbiamo già visto, di inviare messaggi, cosa che invece le cellule gliali non fanno. Tuttavia le cellule gliali possono modificare il segnale che le cellule nervose inviano.

Nel sistema nervoso centrale e nel sistema nervoso periferico abbiamo diverse cellule: nel sistema nervoso centrale abbiamo delle cellule variegate, quelle di maggior numero sono gli astrociti, chiamate così per la presenza di un corpo centrale che presenta dei prolungamenti, che ricorda quindi una stella. Gli astrociti svolgono un ruolo di supporto, contribuiscono a formare la barriera emato-encefalica. La barriera emato-encefalica funge da separatore tra il sangue e il liquido cerebrospinale ed è in grado di selezionare accuratamente le sostanze che possono attraversarla.

Questa barriera è molto importante poiché protegge il liquido cerebrospinale dagli elementi nocivi che sono presenti nel sangue; dall’altra parte rappresenta un ostacolo se per esempio vogliamo somministrare delle sostanze che agiscono a livello cerebro-spinale devono poter attraversare la barriera; se non ci riescono bisogna trovare delle strategie per somministrarle. Per esempio il morbo di Parkinson è dovuto alla degenerazione di alcune cellule a livello del mesencefalo e questo porta al rilascio di un neurotrasmettitore che è la dopamina. Quindi in questi casi è necessario rifornire dall’esterno questo neurotrasmettitore che scarseggia a causa di questa patologia; tuttavia la dopamina non attraversa la barriera emato-encefalica. In questo caso quindi si somministra il precursore della dopamina, che attraversa la barriera. Gli astrociti rilasciano dei fattori neurotrofici, fondamentali per la sopravvivenza e la crescita delle cellule e inoltre servono da impalcatura, consentendo in tal modo ai neuroni di trasferirsi dai loro siti di origine nel sistema nervoso che si sta sviluppando alla loro meta conclusiva nel cervello.

Vi sono altri tipi di cellule, come quelle che creano compartimenti tra le diverse zone. Vi sono poi gli oligodendrociti che sono analoghi agli astrociti ma hanno meno prolungamenti. Questi ultimi contribuiscono a formare la guaina mielinica delle cellule nervose.

Nel sistema nervoso periferico, oltre ad avere cellule satellite che hanno la funzione di sostegno, abbiamo le cellule di Schwann, che hanno il compito di formare la mielina nei neuroni periferici, come gli oligodendrociti nel sistema centrale, e anche loro hanno il compito di secernere fattori neurotrofici indispensabili per la crescita e la vita delle cellule nervose. I fattori neurotrofici che secernono astrociti e cellule di Schwann sono diversi: se i fattori neurotrofici delle cellule di Schwann consentono a una cellula nervosa periferica di rigenerarsi, i fattori neurotrofici di un astrocita non lo consentono. Infatti un neurone centrale non è in grado di rigenerarsi.

La cellula nervosa è una cellula multipolare, che è formata da un corpo cellulare da cui si diramano numerosi e brevi prolungamenti, da cui parte una lunga fibra nervosa chiamata assone, che può essere o meno ricoperta di guaina mielinica, che al termine si dividerà in una serie di terminazioni che contatteranno altre cellule bersaglio, che possono essere, ad esempio, altre cellule nervose o le ghiandole.

Possiamo avere anche altri tipi di cellule, dove più o meno riconosciamo quasi le caratteristiche appena descritte. Le cellule di Purkinje sono tra quelle più importanti presenti nel cervelletto. Presentano delle grandi arborizzazioni dendritiche, questo perché il cervelletto ha necessità di ricevere un numero elevato di informazioni.

La funzione principale del sistema nervoso è quella di raccogliere gli stimoli e trasferirli al sistema nervoso centrale che li elabora e successivamente li invia alla cellula motrice che ha il compito di comandare la risposta. Tre tipi di neuroni adempiono a questa funzione:

• Neurone Sensoriale: possiede un corpo cellulare da cui parte un solo prolungamento che poi si divide in una porzione che va in periferia dove assume la funzione recettoriale e una porzione che va al centro.
• Al centro troviamo le reti neurali, una serie di neuroni che rimangono confinati nel sistema nervoso centrale e che vengono chiamati Interneuroni e che quindi collegano più cellule nervose tra di loro.
• Infine abbiamo la Cellula Motrice, il moto neurone, che presenta un grande assone che raggiunge la cellula bersaglio.

Principi di organizzazione

Uno dei principi di organizzazione è quello in parallelo: più vie portano la stessa informazione. Abbiamo visto che dall’assone si diramano diverse terminazioni e ognuna di queste terminazioni contatta una cellula diversa, per cui passo dopo passo il numero di neuroni va aumentando. Questo principio si chiama della divergenza. Tutte queste vie, poiché partono dallo stesso neurone, portano tutte la stessa informazione. Alla fine abbiamo un...