Sistema nervoso

Lezione 13 maggio 2020 – Introduzione al sistema nervoso

Sistema nervoso

Il sistema nervoso è un insieme di organi costituiti dal tessuto nervoso e ha il compito di raccogliere informazioni provenienti dall'esterno o dall'interno del corpo, di elaborarle, memorizzarle e di trasmettere risposte adeguate. Dal punto di vista organizzativo il sistema nervoso è costituito dal sistema nervoso centrale (SNC o nevrasse), ovvero le strutture del sistema nervoso che si sviluppano intorno all'asse centrale del corpo umano e che sono accolte all'interno di scatole ossee, e dal sistema nervoso periferico (SNP), che è collegato al SNC in una stretta continuità anatomica e funzionale.

Sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale o nevrasse è costituito da due porzioni: encefalo e midollo spinale.

Encefalo

L'encefalo è la parte di sistema nervoso centrale che è contenuta nel neurocranio e da cui si dipartono i nervi cranici del sistema nervoso periferico. È costituito da quattro porzioni: tronco encefalico (TE), cervelletto (cerebellum dal latino e applicato dorsalmente al tronco encefalico), diencefalo e telencefalo (costituito dai due emisferi telencefalici o emisferi cerebrali). Insieme il diencefalo e il telencefalo vanno a costituire il cervello (cerebrum dal latino).

A sua volta il tronco encefalico (TE) è suddiviso in tre porzioni: il bulbo o midollo allungato (in continuità con il midollo spinale grazie al passaggio di quest'ultimo attraverso il forame magno dell'osso occipitale), il ponte di Varolio e il mesencefalo. Il cervelletto, il telencefalo e la porzione dorsale del mesencefalo (ovvero la lamina quadrigemina) vanno a costituire quei centri nervosi che prendono il nome di centri soprassiali.

Midollo spinale

Il midollo spinale è la parte di sistema nervoso centrale che è contenuta all'interno del canale vertebrale e dal midollo spinale si dipartono i nervi spinali del sistema nervoso periferico.

Sistema nervoso periferico

Il sistema nervoso periferico è costituito da strutture che collegano il nevrasse alla periferia. Per mezzo delle strutture del SNP, ovvero i nervi, il nevrasse riceve stimoli dalla periferia e controlla l'attività di tutti gli organi a cui invia i suoi impulsi nervosi.

Le strutture che costituiscono l'SNP sono i nervi cranici o encefalici (12 paia), i nervi spinali (31-33 paia) e i gangli nervosi (strutture che contengono i corpi cellulari dei neuroni).

Da un punto di vista funzionale si può parlare di sistema nervoso somatico, ovvero quel sistema nervoso che dal punto di vista funzionale sovraintende a tutte le funzioni che riguardano la vita di relazione, e di sistema nervoso autonomo o visceroeffettore (SNA), ovvero quella parte che regola le funzioni vegetative ed è costituito dalla branca dell'ortosimpatico o simpatico e dalla branca del parasimpatico.

L'impulso nervoso, rispetto al SNC, può essere afferente o efferente. A livello del sistema nervoso periferico si ha la ricezione di sensazioni sia dall'esterno che dall'interno del corpo (sensibilità). Le informazioni della sensibilità sono trasmesse attraverso le vie nervose afferenti per portarle al SNC che integra le informazioni ricevute ed elaborano gli impulsi che sono diretti all'organo effettore attraverso le vie nervose efferenti. Se l'organo effettore è un muscolo la risposta sarà movimento, mentre se si tratta di ghiandole la risposta sarà la secrezione ghiandolare.

Grazie al piano organizzativo che mette in correlazione i due sistemi nervosi tramite vie afferenti ed efferenti il sistema nervoso sovrintende a una serie di funzioni, quali:

• Mantenimento delle condizioni ottimali di funzionamento dell'organismo;
• Controllo e coordinazione delle diverse attività dell'organismo;
• Funzioni psichiche e intellettive, quali memoria, coscienza e conoscenza.

Lezione 18 maggio 2020 – Tessuto nervoso

Tessuto nervoso

Il tessuto nervoso costituisce le differenti strutture del sistema nervoso ed è costituito da neuroni o cellule nervose, le quali sono le unità anatomo-funzionali del sistema nervoso e hanno la caratteristica di essere cellule irritabili (in grado di raccogliere stimoli, di elaborarli, condurre e trasmettere un impulso nervoso ad altre cellule con le quali il neurone entra in contatto), e dalle cellule della neuroglia o cellule gliali, ovvero cellule di vario tipo con funzione di sostegno nei confronti dei neuroni.

Neurone

Cellula irritabile caratterizzata da eccitabilità e conducibilità. L'impulso nervoso si propaga dai dendriti fino alle terminazioni assoniche in maniera unidirezionale. Il neurone prototipo è costituito da differenti porzioni cellulari:

• Dendriti: prolungamenti ramificati che rappresentano la parte del neurone adeguata a recepire i segnali provenienti dall'ambiente o dall'attività di altre cellule;
• Corpo o soma cellulare o pirenoforo: porzione nucleata della cellula che contiene anche gli organuli cellulari e si occupa di trasdurre, valutare, elaborare e integrare i segnali;
• Assone o neurite: origina dal cono che fa da tramite tra l'assone e il corpo cellulare. L'assone termina con terminazioni assoniche o sinaptiche a livello del quale il neurone entra a contatto con altre cellule. Trasmette l'impulso nervoso e interagisce con altri neuroni o organi effettori per generare una risposta adeguata.

Esiste una notevole variabilità nella morfologia dei neuroni e a una determinata morfologia corrisponde una funzione precisa.

• Neurone multipolare: presenta un soma da cui si originano vari prolungamenti dendritici ramificati e dal corpo cellulare, tramite un cono di origine, si origina l'assone che può essere più o meno lungo e termina con le terminazioni assoniche. Dal punto di vista funzionale sono o dei neuroni effettori, che vanno a innervare organi effettori, o degli interneuroni o neuroni associativi, che si trovano all'interno dei circuiti nervosi.
• Neurone pseudo-unipolare o neurone a "T": dal soma origina un unico processo cellulare, il quale subito si ramifica a T a dare una fibra a carattere dendritico e un assone che termina con le terminazioni assoniche. Dal punto di vista funzionale sono dei neuroni sensitivi gangliari, e quindi adibiti a recepire informazioni sensitive a livello dei loro dendriti e il loro corpo cellulare è accolto all'interno dei gangli, in particolare nei gangli spinali e nei gangli sensitivi dei nervi cranici.
• Neurone bipolare: a partire dai due poli opposti del soma cellulare originano due prolungamenti: uno di natura dendritica e uno di natura assonica. Si trovano a livello della retina dell'occhio, a livello della mucosa olfattiva della volta del tetto delle cavità nasali e all'interno del ganglio cocleare del Corti nell'orecchio interno.
• Neuroni anassonici: si tratta di neuroni privi di assoni e presentano prolungamenti dendritici. Si trovano esclusivamente nella sostanza grigia del sistema nervoso centrale e sono cellule con funzioni associative all'interno dei circuiti nervosi e prendono il nome di interneuroni.

Le diverse morfologie dipendono dal fatto che con l'evoluzione queste cellule si sono specializzate per svolgere differenti funzioni.

Neuroni sensitivi

I neuroni sensitivi (pseudo-unipolari a T) raccolgono i segnali di sensibilità e trasportano le informazioni in maniera afferente nel SNC, in cui si trovano interneuroni che formano reti o circuiti o catene di neuroni che trasmettono il segnale ai neuroni effettori (multipolari). Questi ultimi fuoriescono dal SNC con i loro assoni, con i quali sono diretti a portare lo stimolo nervoso a un organo effettore.

Reti e catene di neuroni

Le reti o catene di neuroni sono formate da interneuroni o neuroni associativi, così chiamati perché sono confinati all'interno del SNC e al suo interno formano catene nervose interposte tra i neuroni sensitivi e i neuroni effettori. Da un punto di vista morfologico possono essere neuroni multipolari oppure neuroni anassonici.

Circuiti neuronali

I circuiti neuronali, di cui uno precedentemente descritto, possono essere di vario tipo e avere varia complessità. Casi di circuiti semplici sono i seguenti:

• Trasmissione semplice diretta: nella quale non ci sono interneuroni a formare circuiti complessi.
• Trasmissione semplice indiretta: caso in cui si trovi l'assone del neurone sensitivo a sinaptare un interneurone, il quale poi con il suo assone va a prendere contatto con il neurone effettore.
• Trasmissione divergente: caso dove un neurone sensitivo va a sinaptare con un interneurone, il quale possiede diversi terminali assonici con i quali contatta differenti neuroni effettori.
• Ridistribuzione temporale: caso che prevede che il neurone sensitivo, tramite le sue terminazioni assoniche può andare a sinaptare direttamente con il neurone effettore, ma anche con un'altra terminazione può andare a sinaptare un interneurone.
• Trasmissione a convergenza: caso in cui ci sono più neuroni sensitivi che con il loro assone sinaptano con un interneurone, il quale trasmette l'impulso nervoso a una cellula effettrice.

Localizzazione dei vari neuroni

A livello del SNP si ha recezione di sensazioni e stimoli della sensibilità ad opera dei neuroni sensitivi afferenti, i quali possono essere somatici (se raccolgono informazioni da muscoli scheletrici, articolazioni, cute…) o viscerali (se raccolgono informazioni da visceri). Il loro dendrite è localizzato a livello del sistema nervoso periferico all'interno di nervi e con il loro prolungamento dendritico recepiscono questi stimoli. Il corpo cellulare si trova in un ganglio sensitivo, mentre il prolungamento assonico decorre all'interno dei nervi del SNP e poi l'assone si fa afferente ed entra all'interno del SNP per portare l'informazione.

A livello del SNC si ha un'integrazione ed elaborazione delle informazioni, le quali vengono raccolte dagli interneuroni del SNC che sono interamente contenuti nel SNC. Si hanno poi i neuroni effettori efferenti che ricevono gli impulsi nervosi dagli interneuroni o dall'assone afferente dei neuroni sensitivi.

I neuroni effettori efferenti possono essere somatici o motoneuroni, se con il loro assone che fuoriesce dal SNC sono diretti ai muscoli striati scheletrici e sono detti motoneuroni perché la risposta del muscolo sarà il movimento; mentre sono detti viscerali, se sono destinati a trasmettere impulsi nervosi con il loro assone diretto a innervare i visceri, e fanno parte del sistema nervoso autonomo (SNA) o vegetativo. Il loro assone entra nella costituzione di un nervo del SNP e si porta a contattare un secondo neurone viscero effettore, ovvero il neurone visceroeffettore gangliare accolto all'interno di un ganglio vegetativo, con sinapsi assone-dendrite tra i due neuroni. Una volta ricevuta l'informazione il secondo neurone con il suo assone innerva l'organo effettore che può essere muscolatura liscia o cardiaca (determinando in risposta la modulazione della contrazione) o può essere una ghiandola (determinando in risposta la secrezione dell'ormone).

Strutture che costituiscono il sistema nervoso centrale

Quando si parla delle strutture che costituiscono il sistema nervoso centrale si dice che le strutture del SNC sono costituite dall'insieme di due diversi tipi di sostanza che prendono il nome di sostanza grigia e sostanza bianca per il colore con cui appaiono all'analisi macroscopica.

Sostanza grigia

La sostanza grigia del SNC è costituita dai corpi cellulari e dai dendriti degli interneuroni e dei neuroni effettori e il suo colore grigio è dovuto al fatto che si trovano delle masse di RER, che prendono il nome di corpi di Nissl. La sostanza grigia può essere disposta a formare della corteccia, nuclei o colonne.

Sostanza bianca

La sostanza bianca è costituita dagli assoni degli interneuroni e il colore bianco è dovuto al fatto che gli assoni sono mielinizzati (possiedono una guaina mielinica). La sostanza bianca può essere disposta a formare tratti nervosi, fasci nervosi e cordoni nervosi.

Strutture del sistema nervoso periferico

Quando si parla delle strutture del sistema nervoso periferico si trovano i corpi dei neuroni sensitivi gangliari accolti all'interno dei gangli sensitivi lungo il decorso dei nervi spinali e dei nervi encefalici con componente sensitiva. Inoltre si trovano il prolungamento dendritico e il prolungamento assonico dei neuroni sensitivi gangliari e gli assoni dei neuroni effettori somatici e viscerali a costituire le fibre nervose dei nervi effettori puri (con solo assoni di neuroni effettori), dei nervi sensitivi puri (con solo dendriti e assoni di neuroni sensitivi gangliari) e dei nervi misti (ovvero i nervi spinali).

Neuroni associativi o interneuroni

I neuroni associativi o interneuroni sono interamente contenuti nel SNC e il loro assoni costituiscono la sostanza bianca. Possono essere intersegmentari o soprasegmentari: i primi sono confinati a livello del midollo spinale e con il loro assone vanno a connettere un segmento del midollo spinale con un altro segmento del midollo spinale; i secondi connettono il midollo spinale con i centri nervosi superiori del SNC, cioè con l'encefalo. Gli assoni dei neuroni associativi soprasegmentari vanno a costituire le vie nervose ascendenti (funzionalmente sensitive) e le vie nervose discendenti (funzionalmente effettrici).

Neuroglia o cellule gliali

Si tratta di cellule con funzione di sostegno per i neuroni. Si trovano sia nel SNC che nel SNP: nel SNP si trovano le cellule di Schwann e le cellule satelliti; mentre nel SNC si trovano gli astrociti, gli oligodendrociti, le cellule della microglia e le cellule ependimali. Nel SNC il rapporto tra cellule gliali e neuroni è di 5 a 1.

Cellule di Schwann (SNP)

Queste cellule si trovano a livello dei nervi del SNP, contraggono rapporto con gli assoni dei neuroni del SNP e l'assone rivestito dalle cellule di Schwann prende il nome di fibra nervosa. Le cellule si possono comportare in due maniere differenti rispetto all'assone in base a come li circondano e si parla di: fibre mieliniche e fibre amieliniche o nude. Le cellule di Schwann sono coinvolte anche nel processo di riparazione dei nervi del SNP in seguito a una lesione guidando il processo.

Fibre mieliniche

Nelle fibre mieliniche ciascuna cellula di Schwann contrae il rapporto solo con un segmento dell'assone e la membrana plasmatica compie numerosi avvolgimenti a spirale intorno all'assone (mielinizzazione dell'assone). Tra una cellula di Schwann e l'altra rimane una piccola zona dell'assone priva di guaina, che prende il nome di nodo di Ranvier, la quale si intervalla tra due internodi mielinizzati. Il citoplasma compreso tra un avvolgimento e l'altro viene ad essere espulso in modo tale che la guaina mielinica sia costituita esclusivamente da avvolgimenti di membrana plasmatica e quindi sia di natura lipidica. Questa guaina isola elettricamente l'assone andando ad aumentare la velocità di conduzione dell'impulso nervoso, che non è altro che una depolarizzazione della membrana plasmatica dell'assone. La velocità di conduzione aumenta perché la membrana si può depolarizzare solo a livello del nodo di Ranvier e quindi si ottiene una conduzione saltatoria. Più è spessa la guaina mielinica degli internodi più è veloce la conduzione dell'impulso nervoso.

Fibre amieliniche o nude

Nelle fibre amieliniche o nude ciascuna cellula di Schwann con la sua membrana plasmatica forma un singolo avvolgimento intorno all'assone del neurone, che non è sufficiente a formare la guaina mielinica. Inoltre nelle fibre mieliniche il rapporto tra cellula di Schwann e assone è uno a uno, mentre nelle fibre nude una sola cellula contrae rapporto con assoni di vari neuroni compiendo un singolo avvolgimento.

Conduzione dell'impulso

I neuroni sono cellule eccitabili e conducono un potenziale di azione (PdA) che viene presentato a riposo con il valore di -70/-80 mV (millivolt). Sono presenti cariche positive sul versante esterno e cariche negative sul versante interno dell'assone quando si trova a riposo (potenziale di riposo), mentre quando arriva lo stimolo le cariche si invertono (potenziale di azione). Questa onda di depolarizzazione si propaga lungo l'assone. Nel caso delle fibre amieliniche il potenziale di azione deve propagarsi lungo tutto l'assone dal corpo cellulare punto per punto e pertanto la velocità di conduzione è più lenta (1 m/sec); mentre nel caso delle fibre mieliniche il potenziale di azione deve propagarsi saltando (conduzione saltatoria) da un nodo di Ranvier all'altro con maggiore velocità (5-120 m/sec).

I nervi del sistema nervoso periferico (SNP)

I nervi del SNP hanno una struttura fascicolata e presentano degli involucri di rivestimento di natura connettivale. Un nervo del SNP è costituito da fibre nervose (in parte fibre mieliniche e in parte fibre nude) raccolte a formare dei fasci o fascicoli nervosi. All'interno di ciascun fascicolo nervoso le fibre sono separate da tessuto connettivo, che prende il nome di endonervio o endonevrio. Ciascun fascio è rivestito esternamente da perinervio o perinevrio, ovvero un involucro connettivale, e più fasci nervosi sono impacchettati, da epinervio o epinevrio, a formare un tronco nervoso o nervo.

Cellule satelliti (SNP)

I gangli del SNP sono quelle strutture al cui interno si trovano corpi cellulare dei neuroni gangliari e gangli sensitivi al loro interno sono presenti le cellule satelliti. All'interno dei gangli sensitivi è accolto il corpo dei neuroni sensitivi, il quale è circondato dalle cellule satelliti. Questi gangli sensitivi si trovano lungo il decorso dei nervi spinali e dei nervi encefalici con componente sensitiva.