Riassunto esame Fondamenti di fisiologia, Prof. Roccia Maria Grazia, libro consigliato Neuroscienze: esplorando il cervello , Bear, Connor

FASE DI

lungo la membrana in entrambe le direzioni, dal punto di origine, trasportando il segnale nervoso fino

alle terminazioni sinaptiche. Il tutto in pochi decimi di MILLI-secondo.

A questo punto, con il potenziale di membrana invertito, segue la RIPOLARIZZAZIONE, in cui il

FASE DI

potassio fuoriesce dalla cellula riportando la cellula allo stato di riposo. Pochi decimi di millisecondo

dopo che la membrana è diventata molto permeabile agli ioni sodio, i canali del sodio iniziano a

richiudersi e i canali del potassio si aprono. La rapida diffusione di ioni potassio dall’interno verso

l’esterno della membrana ripristina il normale potenziale negativo della membrana a riposo.

La durata complessiva dell’impulso è di 2 millisecondi nei neuroni e di 5 millisecondi nelle cellule

muscolari. Potremmo dire che il continuo processo di depolarizzazione e ripolarizzazione è dovuto alla

pompa sodio/potassio. La guaina mielinica, essendo un eccellente isolante elettrico, fa aumentare di

circa 5000 volte la resistenza al flusso di ioni attraverso la membrana.

Il neurone ha tre tipi di CONFORMAZIONE ELETTRICA:

RIPOSO: con un potenziale trans-membrana negativo di -65 microvolt;

NEURONE A

§ ECCITATO: il potenziale si riduce (questo neurone ha permesso che le cariche positive

NEURONE

§ fossero internalizzate e quindi ha ridotto il suo potenziale di membrana a -45 microvolt), quindi il

potenziale di membrana raggiunge dei livelli soglia, sia ha un’inversione rapida del potenziale (da

negativo diventa positivo) e avviene la propagazione di un impulso elettrico. 36

(iper-polarizzato): con un potenziale elettrico negativo maggiore di un neurone a

NEURONE INIBITO

§ riposo (-70 microvolt). Questo potenziale è legato all’attivazione di queste pompe sodio-potassio della

membrana che ha permesso l’uscita di cariche positive e ha reso l’interno del neurone più negativo

(essendo iperpolarizzato è difficile da stimolare da un punto di vista elettrico).

Il potenziale post-sinaptico eccitatorio :

Il potenziale post-sinaptico eccitatorio è determinato da un’inversione del potenziale una volta raggiunta una

soglia che varia da cellula e cellula, e che determina il ritorno al valore di potenziale di membrana a riposo. I

termini presinaptici possono avere un carattere eccitatorio o inibitorio: per eccitazione devono ridurre

l’elettronegatività, mentre per inibizione devono aumentarla.

Quando il potenziale trans-membrana si riduce oltre un certo limite (il valore soglia sta tra i -40 e i -20 millivolt)

si ha l’inversione rapida, un potenziale d’azione in cui la cellula ritorna rapidamente a quello che era lo stato

di pre-attivazione, raggiungendo in pochi millesimi di secondo il valore che aveva a riposo (di circa -65 millivolt).

Questa è una sinapsi, quindi c’è l’effetto dell’eccitazione della secrezione di queste vescicole nello spazio

intersinaptico e l’attivazione del neurone a valle.

Abbiamo anche delle altre sinapsi che, pur essendo stimolate e pur riducendo il valore dell’elettronegatività

interna di un neurone, non raggiungono questo valore soglia e quindi l’eccitazione.

La stimolazione di un neurone da parte di terminali presinaptici:

I bottoni presinaptici o terminali presinaptici che sono localizzati nei dendriti (90%) e nel soma (10%) possono

avere un carattere eccitatorio o possono avere un carattere inibitorio.

l’elettronegatività̀

Per avere un carattere eccitatorio devono ridurre , invece per avere un carattere inibitorio

devono aumentare il potenziale elettrico negativo all’interno del neurone.

Dal gioco di tutte queste terminazioni a livello dei dendriti si ha lo stato di eccitazione di un neurone.

Se prevalgono i bottoni terminali eccitatori, il potenziale trans-membrana diventa sempre meno negativo,

quindi basta un impulso molto debole per eccitare il neurone.

Se invece prevalgono le terminazioni inibitorie, il potenziale trans-membrana nella sua negatività aumenta, e

questo rende il neurone meno eccitabile.

La risposta neuronale all’eccitazione:

La risposta neuronale all’eccitazione è diversa a seconda del tipo di neurone, ognuno ha la sua soglia.

Quando questi neuroni hanno un livello di soglia che viene superato da un’eccitazione elettrica, provocano un

“treno di impulsi”, una frequenza di impulsi, in questo caso la frequenza per secondo. 37

Vi sono neuroni che hanno una più alta scarica di impulsi per secondo e invece neuroni che hanno una più

bassa frequenza di impulsi, di scarica, e questo fa la differenza nell’integrazione delle varie funzioni del Sistema

Nervoso Periferico, soprattutto nel controllo di alcuni parametri importanti per il mantenimento

dell’omeostasi dell’organismo.

RECETTORI SENSORIALI

I sono dei dispositivi biologici che permettono di trasdurre diverse forme di energia nel

recettori sensoriali

linguaggio del sistema nervoso, ovvero in variazioni di potenziale di membrana dei neuroni.

In generale, in base alla sede della sorgente di energia, si dividono in:

- Enterocettori: che ricevono segnali dall’interno del corpo

- Esterocettori: che ricevono segnali dall’esterno

- Propriocettori: che vengono stimolati dalle modificazioni che insorgono nell’organismo stesso (es.

recettori dei tendini, dei muscoli, delle articolazioni).

Esistono 5 tipologie di recettori sensoriali:

1. meccanici: rispondono a delle deformazioni meccaniche, quali la compressione e lo

Recettori

stiramento (es. un tipo di recettore meccanico è quello tattile);

2. Termocettori: vengono attivati da delle variazioni di temperatura;

3. dolorifici): rispondono a vari stimoli, tra cui un danno dei tessuti, sia di carattere

Nocicettori (recettori

fisico che chimico;

4. elettromagnetici: tipicamente legati all’apparato visivo, e sono dei recettori di onde

Recettori

elettromagnetiche che rispondono a stimoli luminosi a livello della retina, considerando la luce una

radiazione elettromagnetica;

5. Chemocettori: recettori molto importanti per il mantenimento dell’equilibrio, dell’organismo,

dell’omeostasi (recettori che percepiscono gli stimoli del gusto nella bocca, dell’olfatto nel naso, la

concentrazione dell’ossigeno nel sangue arterioso e l’osmolarità, ovvero la concentrazione dei liquidi

corporei e la concentrazione dell’anidride carbonica).

Essi si avvalgono del attivata, secondo cui l'esatta valutazione della natura dello stimolo è

principio della linea

resa possibile dall'attivazione di un particolare gruppo di fibre piuttosto che da altre, e soprattutto dalla

peculiarità dell'area corticale stimolata. Ciascuna via nervosa afferente va a terminare in un'area specifica del

cervello e il tipo di sensazione avvertita, quando una fibra nervosa viene eccitata, dipende dall'area del sistema

nervoso alla quale giunge la fibra (per esempio, se si eccita una fibra dolorifica, il soggetto avverte dolore,

indipendentemente dal tipo di stimolo che ha attivato la fibra).

Due caratteristiche comuni a tutti i recettori è che possono adattarsi parzialmente o totalmente ad uno stimolo

costante dopo un certo lasso di tempo e che, qualunque sia il tipo di stimolo che eccita il recettore, il suo

effetto sarà quello di determinare una variazione del potenziale elettrico della membrana del recettore, detta

potenziale di recettore.

I meccanismi di stimolazione dei recettori sono:

- Deformazione meccanica del recettore

- Azione di una sostanza chimica sulla membrana

- Modificazioni di temperatura della membrana che ne alterano la permeabilità

- Effetti delle radiazioni elettromagnetiche che modificano la membrana

Esiste inoltre un'ulteriore classificazione basata sull'adattamento dei recettori agli stimoli, ossia.

- (tonici), come ad esempio i i recettori della macula dell'apparato

Recettori a lento adattamento

vestibolare, i recettori dolorifici, i barocettori arteriosi, i chemocettori dei giorni carotidei e aortici.

In particolar modo, i recettori viscerali come i barocettori delle arterie carotidee si adattano poco

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e niente e quindi permettono una continua regolazione della pressione arteriosa o di altre funzioni

essenziali.

- (fasici), come ad esempio i corpuscoli di Pacini, il cui rapido

Recettori a rapido adattamento

adattamento spiega perché dopo poco non prestiamo più attenzione a un leggero stimolo

pressorio (es. come quando teniamo tra le dita una penna; all’inizio la sua presenza è tangibile,

infatti i recettori scaricano 200 impulsi al secondo, poi con il passare dei secondi perdiamo la

percezione di avere in mano la penna, proprio perchè il sistema di recettori specifici si è abituato).

CLASSIFICAZIONE FISIOLOGICA E FUNZIONALE DELLE FIBRE NERVOSE

Possiamo classificare le fibre nervose in due grandi gruppi:

A, che sono mielinate, ossia assoni rivestiti di mielina;

Fibre di tipo

§ C, che sono amieliniche, cioè senza mielina;

Fibre di tipo

§

La differenza sostanziale tra queste fibre è la velocità di conduzione e il diametro.

Le hanno una velocità di conduzione molto alta, circa 120 metri al secondo e un diametro di 20

fibre mielinate

micron. Le hanno una velocità di conduzione che va da 0,5 a 2 metri al secondo e un diametro

fibre amieliniche

di 0,5 micron.

Più la fibra è grande (di diametro) e più conduce rapidamente l’impulso, invece la fibra più è piccola e più è

lenta. All’interno delle fibre mielinate della classe A abbiamo poi un’ulteriore suddivisione: α, β, γ e δ.

L’intensità della sensazione di una fibra stimolata dipende da 2 fattori:

- La sommazione spaziale determina che più è alto il numero di fibre attivate in seguito ad uno

stimolo, più sarà alta l'intensità dello stimolo stesso.

ESEMPIO: immaginiamo un ago che punge la cute. L’ago eserciterà una pressione sulla cute.

Questa pressione sarà tanto più intensa, dal punto di vista della sensazione, quanto più strutture,

fibre andrà a stimolare. Naturalmente se è una zona, come i polpastrelli, dove ci sono tante fibre

sensitive, la sensazione sarà alta, ma se è una zona che ha poche fibre sensitive, l’attivazione delle

fibre sarà inferiore, e quindi lo stimolo assurgerà ad una sensazione meno importante.

- La sommazione temporale dipende dalla frequenza degli impulsi che dà una certa fibra quando

viene stimolata. Più impulsi al secondo si hanno, più intensa è la sensazione di quella stimolazione,

dal punto di vista della coscienza

La trasmissione dei segnali elettrici in vari gruppi di neuroni

Le fibre di un assone terminano su un gruppo di neuron