Appunti biologia animale

SISTEMA NERVOSO E RECETTORI

Il sistema nervoso regola, coordina e integra le funzioni di cellule, organi e apparati in modo da farli funzionare in maniera cooperativa. Tutte le cellule hanno bisogno di conoscere le caratteristiche principali dell'ambiente nel quale si trovano e per poter reagire in modo adeguato agli stimoli che arrivano da questo. Tutte le cellule sono infatti in grado di percepire diversi stimoli e quindi possono modulare le proprie risposte. Tuttavia, ciò che può essere sufficiente in una cellula isolata è sicuramente inadeguato a garantire un'opportuna regolazione di tutte le funzioni in un organismo pluricellulare. Per questo motivo, l'avvento della pluricellularità ha portato allo sviluppo di un sistema di cellule particolari che sono organizzate in modo preciso all'interno del gruppo a formare il sistema nervoso. Questo sistema, integrato da un sistema endocrino, raccoglie le informazioni indispensabili provenienti dall'ambiente.esterno e da quello interno, regola e coordina le diverse funzioni in modo da fornire risposte adeguate ai diversi stimoli, aiuta anche a organizzare le informazioni di uso immediato e memorizzarle per un utilizzo futuro e svolge un ruolo fondamentale nel permettere agli individui di interagire con l'ambiente, di adattarsi all'ambiente di sfruttare l'ambiente. La complessità animale è correlata alla complessità del suo sistema nervoso. Il sistema nervoso può essere suddiviso in una parte sensitiva o afferente che dalle strutture periferiche, sia interne che esterne, trasmette delle informazioni ai centri nervosi; i centri nervosi analizzano le diverse informazioni, le elaborano e inviano delle risposte motorie e agli organi effettori cioè i muscoli e ghiandole. Il trasferimento delle informazioni è reso possibile dalla particolare morfologia delle cellule nervose, chiamate neuroni e da questa la loro proprietà singolare di saper

Trasmettere le informazioni ricevute anche a lunga distanza in tempi molto brevi. Un neurone è costituito da una parte contenente il nucleo e gli organuli citoplasmatici che il pirenoforo e da prolungamenti citoplasmatici che sono l'assone e i dendriti che generalmente sono numerosi brevi e ramificati. Il prolungamento principale è l'assone che può anche superare il metro di lunghezza nei grandi vertebrati. Questo termina con uno sfioccamento. Nei vertebrati e alcuni invertebrati complessi l'assone di solito è ricoperto da una guaina isolante di mielina, che è formata dalle cellule di Schwann. Alla formazione della guaina mielinica dell'assone intero partecipano, diverse cellule di Schwann che poi si dispongono una dopo l'altra, lasciando fra loro degli spazi non mielinizzati che sono i nodi di Ranvier. Il pirenoforo contiene il nucleo e gli organuli cellulari e una grande quantità di microtubuli che occupano il corpo cellulare.

e si spingono nei dendriti e nell'assone e sono fondamentali nel trasporto delle molecole. Morfologicamente si distinguono diversi tipi di neuroni, ma la proprietà fondamentale di un neurone è quella di essere una cellula eccitabile, quindi capace di eccitarsi a seguito di uno stimolo e di trasferire l'eccitamento da un'estremità all'altra e poi anche ad altre cellule. I neuroni e anche le fibre muscolari differiscono dalle altre cellule perché presentano una grande differenza di potenziale elettrico dell'ordine di circa 70 millivolt a cavallo della membrana cellulare, causato da una diversa distribuzione di ioni. Il lato interno è caricato negativamente e quello esterno positivamente, per cui si dice che la membrana è polarizzata. Uno stimolo di natura e intensità adeguata causa delle modificazioni transitorie dei canali proteici che controllano il passaggio degli ioni, per cui si crea il cosiddetto potenziale diazione cioè l'impulso nervoso, si crea con un'inversione locale della polarità elettrica si ha quindi una depolarizzazione della membrana. Un impulso nervoso è un segnale elettrico che si origina in un punto specifico della cellula nervosa e si trasmette lungo il prolungamento nervoso; la depolarizzazione induce l'attivazione di un fenomeno analogo nel tratto immediatamente adiacente e così via. Per tutta l'estensione della membrana si realizza un auto propagazione del segnale solo in un'unica direzione perché la membrana, una volta depolarizzata si trova in un periodo di refrattarietà ed è necessario un millisecondo perché le specie Ioniche ritornino nella loro posizione iniziale. Questo tempo è sufficiente per evitare che la propagazione del segnale avvenga in tutte le direzioni. Sono sostanzialmente delle vie a senso unico, la velocità con cui potenziali di azione si propagano lungo l'assone.cioè la velocità di conduzione dipende dal calibro dell'assone e dalla presenza attorno a questi di guaine mieliniche, che sono degli isolanti. L'assone può essere protetto o meno dalla guaina e questo dipende dal diverso rapporto cellula di Schwann e assone. Se una cellula di Schwann ricopre più assoni e gli assoni sono alloggiati nelle invaginazioni della sua superficie, si hanno fibre nervose amieliniche. La guaina si forma per avvolgimento delle cellule di Schwann attorno all'assone, nell'avvolgimento il citoplasma della cellula viene ad ogni rotazione schiacciato verso la periferia e dove poi si troveranno localizzati nucleo e organuli e le membrane della cellula si accollano e vanno a formare attorno all'assone una guaina che si evidenzia molto bene nelle immagini microscopia elettronica a trasmissione. Gli assoni risultano protetti e isolati dagli strati di mielina che si interrompono a intervalli regolari nei nodi di Ranvier.corrispondono alle zone fra due cellule di Schwann. Quando questi assoni sono milelinizzati il potenziale d'azione non si propaga come nelle fibre amieliniche, ovvero come un'onda continua lungo tutta la lunghezza dell'assone, ma salta di nodo in nodo dove la membrana dell'assone è esposta ai fluidi intercellulari, e questo perché le pompe e i canali degli ioni, che trasportano ioni attraverso la membrana, sono concentrati in ciascun nodo. Si parla di condizione saltatoria se c'è un danno alle guaine mieliniche, questo danno si traduce con una propagazione dell'impulso non perfetto, a volte addirittura interrotto. Nel trasferimento delle informazioni entrano in gioco le parti terminali degli assoni dove si trovano i bottoni sinaptici. Per trasferire un'informazione da una cellula all'altra si formano appunto le sinapsi, che sono un particolare tipo di giunzione. Nelle sinapsi si riconoscono: una membrana presinaptica del neurone.

presinaptico e una membrana post-sinaptica della cellulaneurone o effettore. Fra le due membrane affacciate rimane uno spazio definito come intersinaptico. La trasmissione dell'impulso cioè l'informazione da una cellula all'altra, neurone e neurone a neurone effettore divario tipo, avviene attraverso queste funzioni che possono essere sia di tipo elettrico che di tipo chimico. Le elettriche sono delle junction che consentono il trasferimento diretto di ioni da una cellula all'altra e sono in pratica dei flussi di corrente Ionica fra i neuroni. Molto più comuni sono le sinapsi chimiche in cui il trasferimento dell'informazione è dovuta a dei mediatori chimici che si riversano nello spazio intersinaptico. Nei bottoni sinaptici vengono trasportati via microtubuli, gli enzimi coinvolti nella sintesi del neurotrasmettitore, ovvero gli enzimi che sono stati prodotti nel pirenoforo. Qui il neurotrasmettitore viene sintetizzato e immagazzinato nelle

vescicole con l'arrivo del potenziale d'azione, le membrane delle vescicole si fondono con le membrane presinaptiche e i contenuti finiscono nello spazio intersinaptico e i neurotrasmettitori si legano a specifici recettori della membrana postsinaptica eccitandola e generando un nuovo potenziale d'azione oppure generando la risposta di una cellula effettore. Normalmente le sinapsi consentono una trasmissione unidirezionale dello stimolo, anche se in rari casi come gli cnidari la trasmissione può essere bidirezionale per la presenza delle vescicole di neurotrasmettitore su entrambe i versanti della sinapsi. L'informazione neurone e neurone si definisce a seconda di dove si posizionano le sinapsi, per cui possiamo avere delle sinapsi asso-somatiche, asso-dendritiche o asso-assoniche. Le informazioni neurone-effettore hanno invece un bottone sinaptico che prende contatto ad esempio con una ghiandola o con un muscolo, in questo caso vediamo il contatto delle sinapsi fra il

Il neurone e il muscolo e questo contatto forma la placca motrice. Le sinapsi sono costruite e funzionano tutte quante nel medesimo modo, ma ci sono diversi tipi di neuroni che sono classificati in base alle loro caratteristiche funzionali: abbiamo i neuroni sensitivi o afferenti che portano gli impulsi dai recettori al sistema nervoso centrale; sono chiamati somatici, quelli invece negli organi interni sono detti i neuroni sensitivi viscerali; ci sono i neuroni motori afferenti che portano gli impulsi dal sistema nervoso centrale agli organi effettore quindi alle ghiandole e ai muscoli e sono dei neuroni somatici e viscerali; e poi ci sono degli interneuroni che si trovano interamente nel sistema nervoso centrale che trasmettono impulsi motori oppure integra tutte le varie funzioni. Ci sono anche molti altri tipi cellulari associati a formare il tessuto nervoso e queste cellule hanno curve di funzioni differenti e formano una vera e propria rete complessa che ha diverse funzioni: serve come

Sostegno, nutrimento e difesa. Gli assoni dei diversi tipi di neuroni possono essere associati in fasci e formare le fibre nervose, che sono circondate da rivestimenti connettivali per formare i nervi. Le fibre nervose possono essere sensitive afferenti, provenienti dalle aree del corpo e dai visceri verso il sistema nervoso centrale, oppure possono essere motorie afferenti, che si originano dal sistema nervoso centrale e trasportano impulsi motori agli organi effettori. Inoltre, ci sono i gangli, che sono un'aggregazione di neuroni. Quindi, nella formazione di un sistema nervoso, possiamo avere una parte gangliare con l'aggregazione dei neuroni e una parte di fibre, cioè associazioni di assoni.

In un organismo animale complesso, le fibre sensitive provenienti dalle aree cutanee e viscerali trasmettono impulsi ai modulatori, cioè al cervello e ai gangli. I modulatori interpretano gli impulsi sensoriali e stabiliscono una risposta, inviando impulsi motori attraverso le vie motorie che trasmettono gli impulsi motori agli effettori.

nno recettori sensoriali che permettono loro di percepire e rispondere agli stimoli dell'ambiente circostante. Questi recettori possono essere di diversi tipi, come ad esempio recettori visivi per la percezione della luce, recettori uditivi per la percezione del suono, recettori tattili per la percezione del tatto, e così via. Quando uno stimolo viene rilevato dai recettori, le informazioni vengono trasmesse al sistema nervoso centrale per essere elaborate. Il sistema nervoso centrale elabora le informazioni ricevute e invia segnali agli effettori, che sono organi o tessuti responsabili di produrre una risposta allo stimolo. Gli effettori possono essere muscoli, che producono movimento in risposta allo stimolo, o ghiandole, che producono sostanze chimiche come ormoni o enzimi in risposta allo stimolo. La risposta degli effettori può essere di diversi tipi, come ad esempio contrazione muscolare, secrezione di sostanze chimiche, o altre azioni che permettono all'organismo di adattarsi all'ambiente circostante. In conclusione, gli effettori sono responsabili di produrre una risposta agli stimoli rilevati dai recettori sensoriali. Questo meccanismo di percezione e risposta è fondamentale per la sopravvivenza e l'adattamento degli organismi all'ambiente che li circonda.