Biologia (lezioni)

CERVELLETTO E GANGLI

Il cervelletto da un punto di vista organizzativo può essere suddiviso in spinocervelletto (riceve afferenze dal midollo spinale mentre proietta al midollo tramite strutture troncoencefaliche), pontocervelletto (parte più recente, riceve informazioni dalla corteccia motoria e associativa attraverso i nuclei del ponte mentre proietta alla corteccia motoria tramite il talamo ventrolaterale) e vestibolocervelletto (la parte più antica, riceve afferenze dal vestibolo direttamente o tramite i nuclei vestibolari, proietta ai nuclei vestibolari che a loro volta proiettano al midollo spinale).

La maggior parte degli assoni efferenti del cervelletto origina dai nuclei cerebrali e decorre nel peduncolo cerebrale superiore, la principale eccezione sono le cellule del Purkinje che proiettano direttamente ai nuclei vestibolari del tronco dell'encefalo.

Da un punto di vista dell'organizzazione cellulare abbiamo le fibre muscoidi che originano dal midollo e...

muscoli prossimali e estensori degli arti. Il cervelletto svolge quindi un ruolo fondamentale nel controllo del movimento e nella coordinazione motoria. Per quanto riguarda la sua struttura, il cervelletto è diviso in tre parti principali: il verme, i due emisferi cerebellari e i nuclei cerebellari. Il verme è la parte centrale del cervelletto e si estende lungo tutta la sua lunghezza. I due emisferi cerebellari sono situati ai lati del verme e sono collegati ad esso tramite fibre cerebellari. I nuclei cerebellari sono situati nella parte più interna del cervelletto e sono responsabili della trasmissione delle informazioni all'intero sistema nervoso. Il cervelletto riceve informazioni da diverse parti del corpo, tra cui il sistema vestibolare, il sistema visivo e il sistema somatosensoriale. Queste informazioni vengono elaborate e integrate per permettere al cervelletto di regolare il movimento in modo preciso e coordinato. In conclusione, il cervelletto svolge un ruolo cruciale nel controllo del movimento e nella coordinazione motoria. Grazie alle sue connessioni con altre parti del sistema nervoso, il cervelletto è in grado di ricevere informazioni da diverse fonti e di regolare il movimento in modo accurato.motoneuroni mediali. I gangli della base comprendono 4 strutture principali: lo striato, il globus pallido, la substantia nigra e il nucleo subtalamico. Lo striato viene suddiviso dalla capsula interna nel nucleo caudato e nel putamen, è la formazione che riceve le principali afferenze che provengono dalla corteccia, dal tronco e dal talamo. Il globus pallido è formato da due nuclei distinti, ciascuno con funzioni e connessioni differenti. Quello interno è una struttura efferente, mentre quello esterno fa parte dei circuiti intrinsechi. La substantia nigra è costituita da due nuclei distinti (pars compacta e pars reticulata). In particolare, la pars compacta contiene cellule che proiettano allo striato e ad altre strutture dei nuclei. Il nucleo subtalamico è un piccolo nucleo che riceve proiezioni dal segmento esterno del globus pallido, dalla corteccia, dal tronco, dal talamo e dall'encefalo, e invia proiezioni al pallido, alla pars reticolata e alla substantia nigra.seguenti fasi: glicolisi, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa. Durante la glicolisi, il glucosio viene convertito in piruvato, producendo una piccola quantità di energia sotto forma di ATP. Il piruvato entra poi nel ciclo di Krebs, dove viene completamente ossidato e rilascia energia sotto forma di ATP, NADH e FADH2. Infine, il NADH e il FADH2 vengono utilizzati nella fosforilazione ossidativa per produrre una grande quantità di ATP. Questo processo avviene nella membrana interna dei mitocondri e richiede la presenza di ossigeno. La respirazione cellulare è essenziale per la produzione di energia nelle cellule eucariotiche.

Le seguenti fasi:

1. Glicolisi: sequenza di 10 passaggi che converte il glucosio in due molecole di piruvato, si passa quindi da un composto a 6 C a due composti a 3 C. Questi 10 passaggi possono essere raggruppati in 3 tappe:
1. Preparazione e scissione
• Glucosio + 2 ATP → 2 Gliceraldeide-3-fosfato + 2 ATP
2. Ossidazione e produzione di ATP
• Gliceraldeide-3-fosfato + NAD+ + ADP + Pi → 3-fosfoglicerato + NADH + H+ + ATP
3. Formazione piruvato e produzione di ATP
• 3-fosfoglicerato + ADP → piruvato + ATP
2. Il piruvato poi, in presenza di ossigeno e attraverso la respirazione aerobia, diventa Acetil CoA (producendo ATP), mentre in assenza di ossigeno tramite fermentazione diventa lattato, etanolo e anidride carbonica (senza produrre ATP).
3. La fermentazione può essere di due tipologie differenti: lattica o alcolica.
4. Respirazione aerobia: si tratta di un flusso di elettroni attraverso o in una membrana, i prodotti finali sono l'anidride carbonica e l'acqua.

1. La resa energetica è molto più alta di quella della fermentazione e produce fino a 38 molecole di ATP e avviene nei mitocondri.

2. Il piruvato e gli acidi grassi entrano nel mitocondrio e sono demoliti ad Acetil CoA, questo viene poi demolito nel ciclo di Krebs.

3. Ciclo di Krebs attraverso questo ciclo i due carboni dell'Acetil CoA vengono convertiti in CO2. Questo ciclo si compone di 8 passaggi dove al termine dei due giri avremo la seguente reazione:

+Acetil CoA + 3 NAD+ FAD + ADP + Pi -> 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA-SH + 2 ATP

I trasportatori sono un complesso multiproteico idrofobico localizzato nella membrana mitocondriale e organizzati in 4 (o 3) complessi respiratori:

- Complesso NADH deidrogenasi è il più grande dei complessi enzimatici respiratori, accetta elettroni da NADH e li trasferisce all'ubichinone. L'ubichinolo ridotto trasferisce gli elettroni alla citocromo C reduttasi.

proteico di membrana, ciascun monomero contiene tre gruppi eme e uno zolfo-ferro. Questo complesso accetta gli elettroni e li passa alla citocromo C che li trasporta uno alla volta alla citocromo C ossidasi.- La citocromo C ossidasi ha due gruppi eme e tre atomi di rame accetta un elettrone alla volta e lo passa all'ossigeno molecolare. (servono 4 elettroni e 4 protoni per trasformare l'ossigeno in acqua). F è il traslocatore di protoni, è composto da 1 catena a, 1 catena b e 9-12 catene c. 0 Il peduncolo ha 3 catene: gamma, epsilon e delta. F svolge la sintesi dell'ATP e si compone di 3 catene alfa e 3 beta. Il sito catalitico si trova sulla subunità beta. La proteina trasportatrice ATP/ADP è una piccola proteina di membrana che porta l'ATP nello spazio d'intermembrana e porta l'ADP nella matrice. Nel trasportatore di ADP/ATP sei alfa eliche formano una cavità che lega ADP o ATP provocando un

cambiamentoconformazionale.Controllo del movimento

I circuiti nervosi sono organizzati in 4 sottosistemi non indipendenti tra loro.

1. Motoneuroni inferiori: inviano i loro assoni all'esterno del tronco encefalico e del midollo spinale per innervare i muscoli scheletrici della testa e del corpo, rispettivamente.
2. Interneuroni: forniscono stimoli sinaptici ai motoneuroni inferiori. Tutti i comandi per il movimento (riflesso o volontario) raggiungono in ultima analisi i muscoli attraverso l'attività dei motoneuroni inferiori invece gli interneuroni ricevono input sensoriali e proiezioni discendenti dai centri assiali.
3. Motoneuroni superiori: il cui soma giace nel tronco encefalico o nella corteccia cerebrale e i cui assoni discendono e formano sinapsi con gli interneuroni o, più raramente, direttamente con i motoneuroni. Le vie neuronali che originano dalla corteccia sono essenziali per iniziare il movimento volontario e per determinare complesse sequenze

spaziotemporali del movimento.

I neuroni provenienti da:

• Corteccia Motoria Primaria e Aree Motorie non Primarie sono essenziali per pianificare, iniziare e dirigere i movimenti volontari coinvolgenti gli arti;
• Lobo frontale giocano un ruolo nel controllo dei movimenti oculari;
• Giro cingolato giocano un ruolo nel controllo delle emozioni, in relazione all'amimica facciale;
• Tronco Encefalico sono responsabili del controllo del tono muscolare e dell'orientamento degli occhi, della testa e del corpo rispetto alle informazioni sensoriali visive, uditive, somatiche e vestibolari.

Non hanno diretto accesso agli interneuroni e ai motoneuroni, controllano il movimento regolando l'attività dei neuroni motori superiori.

Il Cervelletto (3° sottosistema) invia neuroni efferenti ai neuroni motori superiori, rileva la differenza fra movimento intenzionale/previsto e movimento effettivamente realizzato. Pazienti con lesioni al cervelletto esibiscono persistenti errori.

Nell'iniziare il movimento. I Gangli della base (4° sottosistema) sopprimono movimenti atipici e preparano i neuroni motori superiori per l'inizio del movimento (morbo di Parkinson). Importante è il rapporto tra motoneuroni e muscoli, in particolare i motoneuroni alfa innervano le fibre muscolari extrafusali (unità motoria), mentre il pool di motoneuroni consiste nell'insieme di tutti i motoneuroni che innervano un singolo muscolo. Gli interneuroni mediali innervano i motoneuroni inferiori andando a coordinare i movimenti ritmici degli arti superiori e inferiori. Invece gli interneuroni laterali che sono ad azione omolaterale controllano la fine del movimento. I centri del controllo motorio sono situati nel tronco encefalico (postura, equilibrio e orientamento campo visivo), le funzioni di questi sono regolate da un collicolo superiore, formazione reticolata e da un complesso vestibolare che lavorano assieme a circuiti della corteccia che regolano i movimenti.

volontari e di sostegno. I nuclei vestibolari ricevono quindi informazioni dal tratto vestibolo spinale che si divide in:

• Mediale: che sono i neuroni del nucleo mediale vestibolare, i cui assoni terminano in entrambi i lati delle corna ventrali mediali del midollo cervicale (regolazione dellaposizione della testa).
• Distale: che sono i neuroni del nucleo laterale vestibolare, i cui assoni attraversano la sostanza bianca anteriore del midollo più laterale rispetto agli assoni precedenti (controllo dei muscoli prossimali degli arti).
• Altri neuroni proiettano ai motoneuroni inferiori (controllo del movimento degli occhi quando mantengono lo sguardo fisso su un punto mente la testa gira).

La formazione reticolare consiste in piccoli gruppi di neuroni difficilmente riconoscibili distinti. Le funzioni di questi sono il controllo cardiovascolare, respiratorio, dei riflessi sensoriali motori, controllo della coordinazione del movimento degli occhi.