Appunti di Fisiologia generale

BRANCA ESTRINSECA: SISTEMA NERVOSO SIMPATICO E PARASIMPATICO

Il sistema nervoso autonomo è costituito da un neurone pregangliare e uno postgangliare. L'acetilcolina è il neurotrasmettitore pregangliare e nel corpo del neurone post-gangliare si ha un recettore per l'acetilcolina per il canale al sodio. I muscarinici dell'acetilcolina modulano la regolazione del terminale parasimpatico. Il terminale assonico del simpatico presenta recettori adrenergici per la noradrenalina (proteine G trimeriche, 2 alfa e due beta). Possono essere inibitori o eccitatori. Ci sono gangli prevertebrali e paravertebrali. I neuroni postgangliari hanno assoni corti e pregangliari lunghi nel parasimpatico, mentre nel simpatico hanno pregangliari corti e assoni lunghi. Il parasimpatico è innervato dal nervo vago. I gangli sopra l'aorta sono fisicamente tessuto.

SISTEMA NERVOSO ENTERICO-INTRINSECO

Si è scoperto che il sistema enterico funziona indipendentemente dagli altri.

Il sistema nervoso è composto da diversi organi. Ci sono il sistema nervoso centrale, il sistema nervoso periferico e il sistema nervoso enterico. Quest'ultimo è anche chiamato "piccolo cervello". Nel cervello ci sono da 100 a 200 miliardi di neuroni, mentre nel midollo spinale ce ne sono 100 milioni. Nel sistema nervoso enterico ci sono circa 100 milioni di neuroni che lavorano in modo completamente autonomo. Questo sistema è localizzato nelle pareti dell'esofago, dello stomaco, dell'intestino tenue e crasso e della cistifellea. È composto da gangli piatti e fibre amieliniche che si proiettano ai sistemi effettori. Il sistema nervoso enterico è organizzato in due principali plessi interconnessi: il plesso mioenterico o plesso di Auerbach (dalla parte superiore alla fine sotto lo strato circolare) e il plesso sottomucoso o plesso di Meissner (dall'inizio alla fine sotto alla sottomucosa). Questi plessi si estendono in modo continuo lungo tutto il tratto gastrointestinale, circondandolo sia in senso circolare che longitudinale.

del tratto gastrointestinale). Il sistema nervoso enterico riceve stimoli, integra informazioni sensoriali e regola la secrezione e la motilità. È costituito da motoneuroni e altri neuroni afferenti, interneuroni e neuroni (o recettori) sensoriali:

• Neuroni sensoriali estrinseci: portano l'informazione al sistema nervoso centrale. I corpi cellulari sono presenti nei gangli delle radici dorsali nei segmenti inferiori, nei segmenti superiori sono nei gangli nodosi dei nervi vaghi e nei gangli del sistema nervoso enterico. Dietro al tronco encefalico, in prossimità del quarto ventricolo ci sono i nuclei. Si ha in verde il nucleo solitario che riceve l'informazione dal nervo vago. Poi l'informazione passa ai nuclei motori.
• Interneuroni: formano una rete complessa che svolge attività integrative.
• Motoneuroni sia eccitatori che inibitori deputati al controllo degli effettori (ghiandole e muscoli).

RIFLESSO

Ci sono riflessi:

• Intrinseci: generati in loco,
senza influenze esterne152
• Estrinseci: corti o lunghi quando vengono effettuati tramite connessioni esterne al SNEC
• Costituisce inoltre i circuiti coinvolti in programmi motori che inducono nei motoneuroni comportamenti ciclici e ripetitivi.
• È costituito da una parte sensitiva (i riflessi semplici sono monosinaptici, es. riflesso patellare). Il riflesso intrinseco si chiude tra i due plessi. I riflessi estrinseci sono dovuti a delle fibre sensoriali che vanno insieme ai nervi simpatici e parasimpatici (ci sono fibre afferenti ed efferenti). Ci sono riflessi estrinseci lunghi o vago-vagale (la fibra sensoriale va verso il nucleo solitario in cui finisce l'innervazione del nervo vago, passa al nucleo motore del nervo vago che porta l'informazione di digestione; è vago-vagale perché sale e scende col nervo vago) e riflessi estrinseci brevi o riflesso entero-enterico (il neurone afferente è composto dal neurone postgangliare del nervo simpatico e torna

come efferente dal ganglio prevertebrale). Le fibre corrono insieme a nervi.

INNERVAZIONE

Il SNC controlla i processi digestivi attraverso fibre efferenti che si originano nel nucleo motore dorsale del midollo allungato e dai gangli prevertebrali. Il sistema nervoso parasimpatico invia in genere segnali stimolatori dei processi digestivi (motilità, ovvero mette in atto programmi motori, e la secrezione), mentre il sistema simpatico invia in genere segnali inibitori dei processi digestivi e agisce sui vasi sanguigni, sulle ghiandole o sulla tonaca muscolare per inibire il processo di digestione a seconda dei tipi di recettori (il tratto si rilassa e i vasi che lo vascolarizzano si contraggonoattacco o fugainibitori dei processi digestivile ghiandole non secernono il secreto, il tratto si rilassa e viene prodotta adrenalina). Ci sono riflessi vago-vagali (estrinseci lunghi) e riflessi entero-enterici (estrinseci brevi). La noradrenalina inibisce la liberazione di neurotrasmettitori

eccitatori. INNERVAZIONE PARASIMPATICA

Il midollo allungato riceve direttamente informazioni sensitive dalle fibre afferenti vagali che raggiungono il nucleo del tratto solitario. Sono informazioni che riguardano l'omeostasi: pH, concentrazione di glucosio nel lume, tensione contrattile, etc.

I neuroni del tratto solitario formano sinapsi con neuroni del nucleo motore dorsale del vago: possono evocare risposte contrattili e secretorie definite: riflessi vago-vagali (riflessi estrinseci lunghi).

INNERVAZIONE SIMPATICAI

I corpi cellulari dei neuroni simpatici si trovano nei gangli prevertebrali. Le fibre innervano neuroni enterici, vasi sanguigni, ghiandole delle cripte e muscoli lisci degli sfinteri. La liberazione di noradrenalina inibisce la motilità e la secrezione, diminuisce il flusso ematico e provoca la contrazione degli sfinteri. I nervi simpatici formano sinapsi inibitorie con i neuroni enterici che possiedono recettori adrenergici di tipo α2. La noradrenalina

inibisce la liberazione dineurotrasmettitori eccitatori a livello della maggior parte delle sinapsi enteriche e delle giunzioni conle cellule effettrici. I gangli prevertebrali mediano riflessi inibitori enteroenterici (riflessi estrinsecibrevi) la cui componente sensoriale è rappresentata da meccanocettori enterici. L'attivazione di viedi comunicazione extra-intestinali, che cortocircuitano la rete nervosa enterica, permette una via disegnalazione rapida su lunghe distanze.

MOTILITA'

Vi sono due funzionalità:

• Spostare gli alimenti lungo il tubo digerente
• Mescolare meccanicamente il cibo per massimizzarne l'esposizione agli enzimi digestivi e all'epitelio di assorbimento

Dipende da contrazioni e rilasciamenti coordinati della muscolatura liscia. Il rilasciamento del tono muscolare permette agli sfinteri di aprirsi e raccogliere il materiale ingerito in serbatoi quali ad esempio lo stomaco. Il SNE con le informazioni che provengono dal SNC

organizza il comportamento adatto alle diverse situazioni (digiuno, post-prandium) o a modelli di motilità alterata (vomito). Lo strato muscolare circolare costituisce la maggior parte della muscolatura liscia ed è il principale generatore delle forze propulsive. Le contrazioni sono generate da potenziali d'azione. Lo strato muscolare longitudinale ha una massa inferiore e non sempre la contrazione è innescata da potenziali d'azione; la contrazione si genera anche in risposta al rilascio di neurotrasmettitori con un meccanismo di accoppiamento farmaco-meccanico. La maggior parte delle cellule lisce di tipo unitario sono elettricamente collegate da giunzioni comunicanti: sincizio.

MUSCOLO LISCIO

Può essere:

• UNITARIO: ci sono varicosità in cui il ciclo delle vescicole sinaptiche avviene mediante un assone, il quale innerva una grande area di muscolo. Il neurotrasmettitore rilasciato agisce sulle cellule muscolari adiacenti e passa da una cellula all'altra attraverso le giunzioni comunicanti.

all'altra mediante giunzioni comunicanti. Contrae grandi masse muscolari come se fossero una singola entità (es. vasi sanguigni, tratto gastrointestinale, utero...)

MULTIUNITARIO: contrae piccoli muscoli (es. iride dell'occhio, corpo ciliare, utero...); ogni cellula muscolare liscia riceve la propria innervazione in maniera indipendente dalle altre (poiché non sono accoppiate elettricamente).

Ci sono diverse contrazioni:

• FASICHE: interessano maggiormente il tratto. Sono contrazioni transitorie simili a uno spasmo evocate da un potenziale d'azione che attraversa la fibra muscolare.
• TONICHE: la tensione è mantenuta costante per lunghi periodi. Interessano gli sfinteri che devono aprirsi quando serve.

Ci sono oltre a cellule muscolari e neuroni, delle cellule pacemaker che svolgono attività elettrica, la quale non è periodicamente stabile. Talvolta passano delle onde elettriche lente. Esse sono dei cambiamenti ritmici del

Potenziale di membrana delle cellule muscolari. Depolarizzano la membrana fino al valore soglia del potenziale d'azione; non tutte però generano potenziali d'azione (l'onda raggiunge o meno un potenziale soglia). Le onde elettriche lente spontanee vengono generate da una rete di cellule specializzate dette cellule interstiziali di Cajal (pacemaker) situate tra le cellule muscolari circolari e longitudinali e nella sottomucosa. Queste cellule generano potenziale d'azione se viene superato il valore soglia. In tal caso si genera la contrazione. La frequenza delle onde lente prodotte dalle cellule pacemaker varia nei vari distretti del tratto gastrointestinale:

• Stomaco: 3 al min
• Duodeno: 11-12 al minuto
• Ileo: 9-10 al minuto
• Colon: 3-4 al minuto
• A livello del tubo: in base alle onde peristaltiche che interessano l'intestino.

MOTILITÀ GASTROINTESTINALE: RUOLO DEI MOTONEURONI INIBITORI

La muscolatura circolare non si contrae ogni volta che le

nervose che sono controllate dai neuroni inibitori. Quando i neuroni inibitori sono inattivati, i motoneuroni attivano i muscoli circolatori e causano la contrazione del segmento gastrointestinale. I neuroni inibitori iperpolarizzano la membrana e riducono la probabilità che il potenziale graduato si trasformi in un potenziale d'azione. Questo significa che i neuroni inibitori determinano quando il sistema pacemaker, sempre attivo, può avviare una contrazione e stabiliscono la distanza e la direzione della propagazione. Nei tubi del tratto gastrointestinale, i neuroni inibitori sono attivi. Il segnale inibitorio disattiva questi neuroni e i tubi si contraggono grazie alle cellule di Cajal. Negli sfinteri, i motoneuroni inibitori sono normalmente inattivi e vengono attivati solo quando gli sfinteri si aprono. Gli sfinteri sono influenzati da contrazioni nervose controllate dai neuroni inibitori. Quando i neuroni inibitori vengono attivati, i muscoli circolatori si rilassano e consentono l'apertura degli sfinteri.