Appunti di fisiologia

IL SONNO

Il sonno è definito come uno stato d'incoscienza da cui il soggetto può essere risvegliato da stimoli sensoriali o di altra natura. È uno stato di inattività reversibile, caratterizzato dalla mancanza di interazione con l'esterno. Le informazioni sul sonno sono dovute all'elettroencefalografia che registra l'attività elettrica cerebrale dei neuroni corticali. Misura la differenza di potenziale elettrico tra elettrodi di metallo a contatto con il cuoio capelluto che rilevano l'attività nervosa di aree relativamente estese del cervello e danno origine a segnali elettrici. Si sono rilevati diversi ritmi di attività in condizioni fisiologiche differenti. Troviamo onde alfa (7-14 Hz → svegli, occhi chiusi; regioni parietali e occipitali), onde beta (>14Hz → condizione di allerta, attività mentale e fase REM), onde teta (4-7Hz → frequenti nei bambini, durante l'addormentamento e nelle

fasi 2 e 3 del sonno degli adulti), onde delta (0-4Hz, sonno profondo a onde lente). Si conducono studi di polisonnografia con l'EEG (attività cerebrale), l'ECG (attività cardiaca), l'EMG (tono muscolare) e l'EOG (movimenti oculari). Il sonno si divide in REM e NON REM. Nel primo caso l'attività cardiaca è variabile, si ha una paralisi tranne dei movimenti respiratori, movimenti oculari rapidi con la termoregolazione depressa. Nel non rem l'attività cardiaca, motoria e metabolica è ridotta, la pressione si abbassa, la respirazione si regolarizza e la termoregolazione è attiva. Il sonno non rem è diviso in 4 fasi. Lo stadio 1 comprende addormentamento, sogni, atonia e risveglio spontaneo. La fase 2 comprende il sonno superficiale e l'EMG registra un'attività muscolare tonica. La fase 3 comprende sonno sincronizzato o sonno profondo, coesistono ritmo teta e delta, c'è un

lieve tono muscolare e i movimenti oculari sono assenti. La fase 4 comprende sonno profondo, solo onde delta, aggiustamenti posturali non coscienti e un risveglio difficile. Nello stadio profondo i sogni hanno un carico logico maggiore e una minore componente emotiva. Nel sonno REM i muscoli posturali perdono tono mentre i muscoli che controllano faccia e occhi sono attivi. È detto anche sonno paradosso perché i ritmi sono simili a quelli di veglia. C'è un aumento dell'attività encefalica tranne che nel sistema limbico dove l'attività diminuisce. Il respiro è iperstimolato e aumenta l'attività del sistema nervoso simpatico. La frequenza cardiaca può aumentare mentre la termoregolazione diminuisce. Il non rem è l'80% mentre il REM è il 20%. L'ipnogramma dimostra che il sonno è organizzato in cicli di circa 90 minuti che si possono ripetere 5 o 6 volte in una notte. Generalmente la

La durata del sonno REM aumenta con il progredire della notte. La durata dei singoli stadi varia nei diversi cicli. Quando ci si addormenta si passa dalla fase del sonno a onde lente poi nella 2, 3 e 4. Dopo circa un'ora dall'addormentamento si ripercorrono le fasi in senso inverso e si entra nel sonno REM. La durata delle fasi varia anche con l'età. Lo stato di veglia è causato dall'attivazione del sistema reticolare ascendente attivatore, che induce l'aumento e la desincronizzazione dell'attività elettrica corticale (acetilcolina eccita i neuroni talamo-corticali). Allo stato di veglia partecipano anche il locus ceruleus (noradrenalina) e il nucleo del rafe (serotonina). Il sonno è indotto dall'aumento dell'attività ipotalamica (area preottica paraventricolare) con una secrezione di GABA e l'inibizione del sistema reticolare ascendente attivatore. Il sonno REM è indotto da neuroni colinergici del

sistema reticolare ascendente attivatore posti tra ponte e mesencefalo. I neurotrasmettitori associati alla veglia sono l'acetilcolina, la noradrenalina e la dopamina. Quelli associati all'ipotalamo sono l'istamina e l'orexina. I ritmi sonno veglia sono influenzati dall'ipotalamo in quanto il nucleo soprachiasmatico ipotalamico riceve stimoli foto-sensoriali che stimolano la liberazione di melatonina che promuove il sonno. Il sistema reticolare ascendente attivante blocca il passaggio dei segnali al SNC mantenendo il cervello sveglio quando l'attività si riduce. Il blocco delle connessioni con la corteccia porta al coma. Troviamo altri meccanismi umorali induttori del sonno. Il fattore S è un glicopeptide che si accumula nel sangue durante la veglia ed è in grado di indurre il sonno. Il peptide inducente il sonno è un nanopeptide sintetizzato durante il sonno che facilita la comparsa del sonno non rem. È presente anche un

fattore inducente il sonno REM. L'alternanza di veglia e sonno è fondamentale per la nostra attività cerebrale. Permette il risparmio energetico, i processi riparativi, il mantenimento dell'equilibrio mentale e l'elaborazione della memoria. Si ha la prevalenza della componente anabolica. La maggior parte dei sogni si verificano al risveglio dal sonno REM. Tra i disturbi del sonno troviamo le insonnie e le ipersonnie. Le insonnie si dividono in primarie (curabili con benzodiazepine) e secondarie (associate a stress e stati depressivi). Le ipersonnie si dividono in sindrome da narcolessia-cataplessia (curabili con farmaci analettici), apnea durante il sonno e ipersonnia diurna (soggetti obesi o con ridotto controllo respiratorio). Il sonnambulismo è in parte genetico.

DIVISIONE AFFERENTE DEL SISTEMA NERVOSO

Troviamo una divisione in sensoriale somatica, viscerale e speciale. La sensibilità può essere generale (termica, olfattiva, pressoria, vibratoria,...

tattile…), specifica (organi di senso), cosciente (nocicezione) o incosciente (propriocezione, sensibilità viscerale). I diversi tipi di sensibilità generale sono raggruppati in base alla provenienza delle informazioni in sensibilità esterocettiva (dall’esterno del corpo), introcettiva o viscerale (dall’interno del corpo) e propriocettiva (velocità, forza e direzione di un movimento, cambiamenti nei muscoli, articolazioni e tendini causati dal movimento). I recettori sensoriali sono cellule specializzate che monitorano ciò che accade all’interno del corpo e nell’ambiente che lo circonda, trasducendo al SNC. Ci sono fotorecettori (vista), chemocettori (gusto, olfatto, dolore), termocettori (caldo, freddo) e meccanocettori (vibrazione, suono, equilibrio). Gli stimoli fanno insorgere potenziali graduati nel recettore detto potenziale di recettore e la conversione dell’energia dello stimolo in questo potenziale è

chiamata trasduzione sensoriale. Alcuni stimoli attivano più di un tipo di recettore. I recettori di senso possono essere primari (neuroni terminali) o secondari (cellule epiteliali associate a neuroni). La stimolazione di un recettore modifica la sua permeabilità di membrana, di solito provocando l'apertura dei canali cationici non specifici. Si ha generalmente un influsso di sodio che depolarizza le membrane del recettore. È un potenziale graduato che non ha periodo refrattario. Le terminazioni nervose possono essere libere, incapsulate o possono formare una sinapsi con un recettore specifico. Ogni neurone può controllare una data area di sensibilità. Spesso i campi recettivi si sovrappongono. In ogni caso si parla di unità sensoriale intendendo il neurone con il suo campo recettivo. Il sito di origine del potenziale d'azione in un neurone è diverso, in quanto non si trova nel cono di emergenza come negli interneuroni o nei neuroni motori.effetto sul neurone postsinaptico. Questo può causare l'innesco di un potenziale d'azione nel neurone postsinaptico, che a sua volta trasmette l'informazione al sistema nervoso centrale. I recettori sensoriali possono essere classificati in base al tipo di stimolo che rilevano. Ad esempio, ci sono recettori per la luce, il suono, il tatto, il calore, il freddo, il dolore, ecc. Ogni tipo di recettore è specializzato nel rilevare un determinato tipo di stimolo. Inoltre, i recettori sensoriali possono differire anche nella loro modalità di risposta allo stimolo. Ad esempio, alcuni recettori sono tonici, il che significa che mantengono una risposta costante durante la stimolazione continua. Altri recettori sono fasici, il che significa che si adattano rapidamente alla stimolazione continua e smettono di rispondere. La codifica delle informazioni sensoriali avviene attraverso la frequenza e il pattern di scariche dei potenziali d'azione generati dai recettori. L'intensità dello stimolo può essere codificata dalla frequenza delle scariche dei potenziali d'azione. Un'alta frequenza di scariche indica un'intensità elevata dello stimolo, mentre una bassa frequenza indica un'intensità più bassa. Inoltre, la popolazione di recettori stimolati può influenzare la codifica delle informazioni sensoriali. Quando un numero maggiore di recettori viene stimolato contemporaneamente, l'intensità dello stimolo può essere codificata in modo più preciso. In conclusione, i recettori sensoriali sono specializzati nel rilevare diversi tipi di stimoli e trasmettere le informazioni al sistema nervoso centrale. La loro risposta allo stimolo può variare in base al tipo di recettore e alla modalità di risposta. La codifica delle informazioni sensoriali avviene attraverso la frequenza e il pattern di scariche dei potenziali d'azione generati dai recettori.del potenziale di membrana è un processo che riduce l'attività elettrica di un neurone. Può essere causata da diversi fattori, come l'inattivazione dei canali ionici, l'azione di neurotrasmettitori inibitori o l'inibizione sinaptica da parte di altri neuroni. L'inibizione del potenziale di membrana è importante per regolare l'attività neuronale e per evitare l'iperattività o l'eccitazione eccessiva.

Il laterale permette una conduzione dello stimolo facilitata. Questo aumenta notevolmente la precisione della conduzione. Ne aumenta inoltre la definizione spaziale in quanto si inibiscono i neuroni primari adiacenti. La percezione è l'interpretazione cosciente del mondo esterno creata dall'encefalo da uno schema di impulsi nervosi che gli giunge dai recettori. Le informazioni sensoriali sono classificate in sensazioni somatiche e sensi speciali. L'elaborazione sensoriale comprende l'integrazione spinale, la risposta motoria rapida, le aree associative corticali e la percezione-interpretazione dello stimolo. Il sistema somatosensoriale o somestesico è costituito da strutture che trasducono ed elaborano stimoli che interessano la superficie del corpo e le porzioni più profonde. I recettori tattili portano alla sensibilità tattile che comprende il tatto superficiale, la pressione, il prurito/solletico, la flessione dei peli, le vibrazioni e lo stiramento.

meccanocettori tonici superficiali rispondono a stimolazioni superficiali. Le labbra, l’indice e il pollice hanno il massimo grado di soglia di discriminazione. Sono presenti vari corpuscoli all’interno dell’epidermide che mediano i vari gradi di percezione. La termocezione è la