Fisiologia 1 - Fisiologia nervoso

Sistema nervoso

Neurone→ unità funzionale del sistema nervoso (prime

cellule che si sviluppano nell’embrione)ha circa 10.000

→

dendriti. grande variabilità morfologica,

Cellule gliali→ supporto ai neuroni Abbiamo un sistema afferente,

quindi tutti i recettori, un sistema

recettoriale che porta l’informazione

circa gli stimoli esterni, all’encefalo.

Un sistema efferente, sistema di

effettori, risposta allo stimolo

Sistema di elaborazione

→funzione

dell’informazione

integrativa, integrazione di tutte le

info che arrivano per selezione ed

elaborazione di esse per poi indurre

una risposta.

Assone 20 volte più spesso del dendrite, quest’ultimo non può generare un potenziale d’azione perché è

inconsistente dal punto di vista citoplasmatico. In teoria nasciamo con un numero

ben definito di neuroni, ma ci sono

studi che confermano la presenza

in alcune aree, di neuroni che

sostituiscono i vecchi o danneggiati

→plasticità neuronale.

Organizzazione neurone→ corpo

cellulare (soma) molto grande

dove ci sono il nucleo e tutti gli

organuli. Dendriti, molto sottili, (1

micron di diametro)sono molti ed

hanno variabilità numerica in base agli stimoli che l’organismo riceve. Tra loro vengono in contatto tramite le sinapsi,

+

questo porta all’apertura dei canali ionici ma non generano potenziali d’azione! Il Na entra ma non genera il

2+, +

potenziale nei dendriti perché non c’è consistenza, sono troppo piccoli! Ioni Ca Na , ecc entrano e cambiano

l’elettronegatività del neurone. La sommatoria di tutte le afferenze se un neurone, se si avvicinano al valore soglia,

(?????????)Hillock (segmento terminale, emergenza dell’assone). Abbiamo canali voltaggio dipendenti, solo in

questo tratto. Assone: molto più spesso, arriva anche a 2-5 mm, soprattutto gli assoni che danno segnali motori. Più

è spesso l’assone, maggiore è la velocità di trasporto. Assone mielinico, rivestito da mielina prodotta da cellule di

→

Schwan, a formare i nodi di Ranvier, potenziale d’azione avviene a livello di essi D.E. perché è straordinaria

questa cosa? Velocità di conduzione aumentata (saltatoria), non passa attraverso i segmenti mielinizzati, perché la

mielina è costituita da lipidi, che fanno da isolante. Sarebbe più difficile dover produrre un'unica onda che

depolarizza tutto l’assone. Risparmio energetico: la ripolarizzazione di un assone lungo è molto più dispendiosa in

termini di pompe sodio-potassio. Così ne servono meno. Il soma neuronale produce neurotrasmettitori, li

confeziona in vescicole lipidiche che dal Golgi, tramite

i microtubuli contenuti nell’assone, raggiungono

destinazione. Ma anche le vescicole con le proteine

+

canale per il Na , non sono eterne, bisogna cambiarle

ogni tot. C’è un vero e proprio SISTEMA DI

TRASPORTO, detto FLUSSO ASSOPLASMATICO. Sui

microtubuli si legano e camminano le proteine,

consumando ATP. Chinesine (famiglia di proteine

facenti parte, insieme alla miosina e alla dineina, della famiglia dei motori proteici) portano le vescicole da corpo

→le

cellulare all’estremità assonica, per la sinapsi; altre sostanze, per esempio i canali, bisogna riciclarli Dineine

trasportano dalla periferia al centro. Sezione di un bottone sinaptico

(quindi elemento presinaptico)

che prende contatto con

elemento post-sinaptico.

→

Sinapsi

Neurone-neurone

Neurone- organo bersaglio

(muscolo/ghiandola)

D.E.

Arriva lo stimolo (che viaggia

nell’assone molto velocemente

grazie alla conduzione

saltatoria), al bottone sinaptico

(dove non c’è più la guaina

mielinica), il potenziale d’azione

quindi raggiunge il bottone.

Qui abbiamo PROTEINE CANALE

2+

VOLTAGGIO-DIP PER IL Ca , che quando arriva il potenziale, si aprono e questo entra! Promuove esocitosi vescicole

→ →

neurotrasmettitore. SE NON C’E’ CALCIO NO LIBERAZIONE VESCICOLE LA SINAPSI NON FUNZIONA! Infatti una

modalità di disattivazione del “circuito”, detta inibizione presinaptica, consiste nel bloccare apertura dei canali per il

2+

Ca ! Il neurotrasmettitore, per esempio acetilcolina, noradrenalina, adrenalina (puntini verdi) si riversa nella doccia

→ →

sinaptica, raggiungono i recettori dell’elemento post-sinaptico legame neurotr-recettore apertura canali

→ + +

collegati ai recettori flusso ionico di Na (se l’impulso è eccitatorio, altrimenti inibitorio K ) si porta all’interno e

quindi l’elemento post-sinaptico risponde.

La velocità di scarica della sinapsi è molto alta, anche 100-150 p.a. (→ rilasci di neurotrasmettitore) al minuto. Le

→

vescicole che riversano il nt tramite esocitosi, hanno una composizione lipidica come la membrana andandosi a

→

fondere col terminale ogni 10 secondi in teoria dovremmo avere un aumento spropositato del piede sinaptico

questo non avviene perché le vescicole all’esterno sono rivestite da proteine (CLATRINE), dotate di resilienza quasi

elastiche che una volta avvenuta l’esocitosi (quindi l’apertura della vescicola), riacquistano (le proteine) la

conformazione originale e si riportano dentro la porzione di membrana (la vescicola) verso l’interno del processo

→

sinaptico, viene ricaricata con il neurotrasmettitore e si prepara ad essere di nuovo rilasciata. le sinapsi riciclano

sia il neurotrasmettitore sia le membrane lipidiche! Questo riciclo è molto funzionale perché altrimenti avremo un

aumento spropositato del piede sinaptico!

Il neurotrasmettitore che viene riversato nella doccia deve essere subito INATTIVATO! Se non fosse così avremmo:

una iperattività dell’elemento post-sinaptico (molto pericoloso se l’organo di bersaglio è un muscolo!); se il recettore

rimane legato troppo a lungo con il nt, non può avvenire un secondo evento funzionale e la frequenza di scarica

sarebbe troppo bassa! È un problema perché la f. di scarica è un segnale importante di comunicazione

→

intraneuronale! per impedire un sovraccarico della sinapsi e per consentire un nuovo potenziale d’azione.

Inattivazione:

• → →

Aspecifica con i movimenti Browniani che sono attivi anche a questo livello lo portano via dal piede

sinaptico e quindi non è più a contatto coi recettori; si diluisce progressivamente;

• →

Enzimatica nella doccia c’è già un enzima che disattiva, degrada il nt!

AcetilColina–aceticolinesterasi–inibita da esteri fosforici

Catecolamine -MonoAmminoOssidasi (MAO) o da COMT –catechol-O-methyl-transferasi

TIPOLOGIA DI SINAPSI (quanti tipi di sinapsi conosci?)

• → →

Elettriche (numero esiguo rispetto alle chimiche) funzionamento primordiale p.a. passa da un elemento

→

pre-sinaptico ad uno post-sinaptico direttamente; il problema è che lo stimolo può andare solo da dx sx e

→

viceversa non ha DIREZIONALITA’. Sinapsi molto semplice, non ha polarità

• →

Chimiche elemento pre-gangliare, vescicole con neurotrasmettitore che vengono rilasciate, elemento

post-gangliare sul quale abbiamo i recettori. Ci sono dei casi in cui elemento post-gangliare può richiedere al

pre-g di rilasciare il neurot. per depotenziare a lungo. (solo i centri della memoria). Generalmente ha

POLARITA’.

NEUROTRASMETTITORI:

un recettore si lega ad un solo neurotrasmettitore

un neurotrasmettitore può legarsi a recettori diversi.

Inibizione/attivazione tramite neurotrasmettirori

→

Esempio acetilcolina si lega a recettori nicotinici che attivano, a recettori muscarinici che inibiscono.

Acetilcolina legandosi ai r. nicotinici per il (stesso neurotr. diverso recettore, diversa azione)

→

muscolo scheletrico eccitano il muscolo

→

muscolo cardiaco inibiscono il muscolo →

Inibizione/attivazione tramite canali ionici a seconda del canale ionico che viene aperto

→ →hinhibitory

+

Sinapsi inibitoria legame con canale ionico per il K (IPSP pre-sinaptyc potential)

→ →

+

Sinapsi eccitatoria legame con canale ionico per il Na ( EPSP Excitatory post- sinaptyc potential)

D.E. →

Aminoacidi e amine nt semplici

(struttura chimica molto semplice)

modalità azione estremamente rapida e

raccolta nel tempo. Sono riciclati

localmente (x es acetilcolina abbiamo

acetil-colinesterasi, enzima che la degrada)

→

Peptidi o neuropeptidi nella tabella

manca l’ormone antidiuretico (ADH)

modalità azione, interazione col recettore

molto più lenta, inducono delle risposte molto più prolungate nel tempo (quindi l’intermedio funzionale è un

recettore catalitico), non può essere MAI RICICLATO dal terminale sinaptico.

→

Ossido nitrico (NO) gas prodotto da enzimi usato perché ha una attività globale cioè il suo rilascio coinvolge un

gruppo enorme di neuroni simultaneamente (non come gli altri neurot. che coinvolgono solo il terminale pre-sin e il

post-sin); →

Sinapsi colinergica: potenziale d’azione che arriva apertura

→ →

2+

canali v-d per il Ca esocitosi vescicole con acetilcolina

→

rilascio in spazio presinaptico legame con i recettori

→

colinergici per acetilcolina messaggio ad elemento post-

gangliare.

Nella doccia sinaptica c’è già l’Acetilcolinesterasi che inattiva

l’acetilcolina a Colina e Acetil-Coa. Colina rientra nel piede

→

+

sinaptico grazie a sistema di co-trasporto Na dipendente

→

viene risintetizzata l’acetilcolina ricaricata nelle vescicole.

→diossifenilalanina)

(dopa →

Sinapsi adrenergica: potenziale d’azione che arriva apertura

→ →

2+

canali v-d per il Ca rilascio norepinefrina legame con i

recettori adrenergici

Nella doccia sinaptica c’è già COMT (Catechol-O-methyl-

transferasi) che inattiva noreprinefrina.

Tipi di sinapsi (intanto va detto che il punto del

neurone in cui avviene la sinapsi [se nel collo

terminale dell’assone, punto strategico perché ci

sono i canali che inducono il p.a.; nell’albero

dendritico; sul soma neuronale], influenza

profondamente l’attività del neurone):

• →

Eccitatorie mitocondri, tante vescicole di

neurotrasmettitori pronte ad essere esocitate

appena arriva il p.az. Nell’elemento post-sinaptico

→ ispessimenti di actina molto marcati

• →

Inibitorie presenta le stesse caratteristiche ma molto meno marcate.

→

Circuiti neuronali modalità coi quali i neuroni o gruppi di essi

si rapportano tra loro. →

a) Circuito convergente ad un neurone convergono le

afferenze da diverse porzioni della corteccia

→da

b) Circuito divergente un neurone partono diverse

efferenze →

c) Circuito riverberante governano funzioni complesse come

ad esempio la memoria, atto respiratorio. Lo stimolo torna al

punto di partenza; una volta attivato il circuito, questo si

autosostiene. Esempio prima atto respiratorio: il neurone fa il primo potenziale d’azione, si porta ad un altro

neurone successivo e prima di prendere contatto con l’organo effettore, un assone torna indietro al primo

neurone e porta il potenziale d’azione sia all’organo bersaglio sia al neurone originale, rieccitandolo.

Cellule della glia (DE. Fai elenco e poi lui decide quale approfondire)

→

Astrociti sono i + numerosi (ogni neurone, 9 astrociti) supporto

trofico (fanno parte della barriera ematoencefalica, struttura del s.

circolatorio fondamentale che importa ATTIVAMENTE solo le sostanze

necessarie ai neuroni [glucosio ed amminoacidi] e gas per diffusione) e

strutturale dei neuroni. Formano “tessuto cicatriziale”, asporta per

fagocitosi i neuroni morti e lo sostituisce con altri astrociti. Rimozione

neurotrasmettitore, oltre agli enzimi anche lui si fa carico della

+

rimozione. Captazione ioni K (bassa concentrazione extracellulare di

+

norma) perché se aumenta la concentrazione degli ioni K ci sono problemi con potenziale transmembranale di

→cessazione

riposo, perché avviene una ipereccitazione neuronale. Aumento repentino K+ di tutta l’attività

eccitatoria cellulare. “Dialogo coi neuroni”, interagisce anche con essi?

→

Microglia si occupano della fagocitosi nei confronti di batteri (anche se in numero esiguo…non possono

combattere una invasione), derivano dal sangue.

→

Cellule ependimali cellule epiteliali, ce ne sono anche si secernenti e ciliate (queste ultime servono per far

circolare il liquido cefalorachidiano). Rivestono sia il midollo spinale sia il ______ cerebrale, producono in alcuni

distretti il liquido cerebrospinale →

Oligodendrociti/ Cellule di Schwan produzione guaina mielinica per assoni →

Sezione di encefalo Oligodendrociti (blu), Astrociti

(verde) che sono in contatto da una parte col

neurone, dall’altra coi vasi sanguigni a formare la

barriera ematoencefalica. Piccole cellule della

Microglia, con funzione difensiva. Cellule ependimali

(in basso a dx, in rosa), che producono il liquido

cefalorachidiano.

Liquido cefalorachidiano

(D.E.)→

Liquido con composizione simile ai

liquidi extracellulari già visti (→

- +

composizioni elevate di Cl e Na ,

+

quasi inesistente il K ), non troviamo

cellule, è STERILE,

pH fisiologico= 7.3

→

f proteggere meccanicamente

l’encefalo, che è sospeso in esso,

contenuto dalle meningi, dalla dura

madre (struttura di tessuto fibroso

quasi acellulare, rigidissima,

inestensibile), il tutto contenuto

nella scatola cranica. Prodotto

continuamente dalle cellule ependimali che sono localizzate nei PLESSI CORIOIDEI. La produzione avviene in

porzioni specializzate dell’ependima dove le cellule posano direttamente su m. basale dei capillari e con l’aracnoide

+ +

si approfondano a livello dei ventricoli. Metodo di lavoro delle c.ependimali: prima espellono con la pompa Na /K il

→ →

+ + -

Na il Na per stabilizzare il gradiente chimico richiama Cl NaCl è un potentissimo osmolita (richiama acqua)

→ estrazione acqua da torrente circolatorio e rilasciata continuamente a livello dei ventricoli laterali, 3°, 4°. Dal 3° al

4° si porta in posizione sottodurale, viene fatto circolare anche a livello del canale spinale e lo percorre tutto. Poi

viene drenato attraverso il seno venoso sagittale e viene restituito al torrente circolatorio. In media si producono (e

si riassorbono) 25mL ogni 100kg di peso vivo. Patologia: IDROCEFALO che può esser dovuto ad un blocco del

drenaggio del liquido (++) o per una iperproduzione di esso. E produce una compressione del tessuto nervoso con

una compromissione della vascolarizzazione di esso ed è molto grave. Le cause possono essere varie, eventi

traumatici, tumori, infiammazioni.

Afferenze

1. Alla base ci sono i recettori→ str. + o – specializzate e complesse che fungono da tramite, colgono il

messaggio dall’esterno e lo portano (tramite potenziali d’azione attraverso i vari neuroni), alle aree sensitive

primarie. I nervi spinali fungono da convettori. Tutti i recettori convergono in dei fasci, tronchi nervosi, in cui

poi dal midollo spinale si arriva al SNC. A tutti i livelli del midollo spinale convergono tutti i nervi spinali che

vengono dalla periferia e si portano cranialmente. →

2. Sostanza reticolare del bulbo, ponte, mesencefalo struttura che soprassiede il

cervelletto (tolto il cervelletto, nella foto vediamo tutti i nuclei che popolano questa

struttura). →

3. Cervelletto importantissimo per coordinamento movimenti

→

4. Talamo riceve le info e le smista alle varie parti della corteccia cerebrale

5. Aree somestesiche della corteccia cerebrale

→ vertice massimo, è l’ultima stazione di arrivo di

tutte le afferenze sensitive e poi da lì partono le

efferenze motorie.

Recettori somatici → ce ne sono tanti tipi

(già fatti in istologia?), di diversa complessità,

localizzati perifericamente nel derma. Foto,

frammento di cute.

Corpuscolo di Meissener (tattili), corpuscoli di Ruffini, Pacini (tattili), sono recettori profondi intradermici. Poi

abbiamo anche le terminazioni nervose libere che sono i più antichi, mediano gli stimoli di natura algica

(nocicettori). Dove troviamo i recettori tattili, per esempio in gatto? VIBRISSE!

Fibre intrafusali: recettori molto complessi, fibre immerse nella struttura dei m. scheletrici, pos