Fisiologia umana: gli apparati (per tutte le università)

IL LINGUAGGIO

 Il linguaggio è la capacità dei membri di una specie di scambiare informazioni

complesse con gli altri membri

 Negli esseri umani il linguaggio può essere parlato o scritto

 Le capacità linguistiche richiedono:

l’acquisizione di informazioni sensoriali (soprattutto attraverso vista e udito)

la loro interpretazione in più centri della corteccia celebrale

la coordinazione dell’attività motoria per la scrittura e la vocalizzazione

 La capacità comunicativa prevede due processi:

1. La combinazione di suoni per pronunciare le parole (fonazione)

2. La combinazione di parole e frasi corrette grammaticalmente e sintatticamente

 Nonostante questa funzione sia molto complessa e coinvolge più aree della corteccia

celebrale, si considera che l’integrazione del linguaggio parlato e scritto risieda in aree

specifiche:

1. l’area di Wernicke, che si trova sulla giunzione fra i lobi parietale, temporale e

occipitale, deputata alla comprensione della comunicazione parlata o scritta

L’informazione letta giunge all’area di Wernicke dalla corteccia visiva, mentre quella

udita dalla corteccia uditiva 18

2. l’area di Broca, nella parte posteriore del lobo frontale, vicino alla corteccia frontale e

alla corteccia motoria, deputata al linguaggio o alla scrittura

3. L’informazione passa alla corteccia motoria, che origina la risposta parlata o scritta

 Un danno o malfunzionamento all’area di Wernicke causa una difficoltà nella

comprensione di ciò che è stato letto o udito

Ciò prevede un mancato collegamento fra le due aree

 Un danno o malfunzionamento all’area di Broca causa una difficoltà nell’espressione di

ciò che si vuole dire, nonostante ciò che è stato letto o udito sia stato compreso

Ciò prevede un mancato collegamento fra quest’area e la corteccia motoria 19

I NEURONI e la TRASMISSIONE SINAPTICA

 Il neurone, o cellula nervosa: unità funzionale del sistema nervoso

 è formato dal corpo cellulare (soma), contenente il nucleo della cellula e i suoi

organelli, da cui si diramano i dendriti, ricevitori dei segnali d’arrivo, e l’assone, che

trasporta il segnale in uscita

(talvolta anche il corpo centrale l’assone possono essere ricevitori di segnale)

 Spesso l’assone si ramifico e questi rami sono chiamati rami o assoni collaterali

 La parte finale dell’assone e degli assoni collaterali è detta terminale assonico

 Le sinapsi sono le regioni di comunicazione fra l’assone del primo neurone e i dendriti

del secondo (sotto)

 La grandezza, la forma ed il numero di dendriti e di assoni varia da un tipo di neurone

all’altro

 Il segnale, o impulso cellulare, inizia nel corpo centrale del primo neurone

(presinaptico), passa lungo l’assone, passa le sinapsi, e giunge nei dendriti del secondo

neurone (postsinaptico), quindi nel suo corpo centrale, e il ciclo ricomincia 1

1 Nel corpo cellulare, i peptidi neurotrasmettitori (ovvero i segnali che contengono un

messaggio) vengono sintetizzati dal reticolo endoplasmatico ruvido, impacchettati in

vescicole dall’apparato del Golgi e secrete

6 Nell’apparato del Golgi vengono anche prodotte e secrete vescicole con prodotti di

scarto che attraverso i lisosomi vengono rimosse

2 trasporto assonico: le vescicole contenenti i neurotrasmettitori vengono trasportate

attraverso proteine motrici e microtubuli lungo tutto l’assone, legate ai mitocondri che

aiutano nel trasporto

3 Nella zona presinaptica le vescicole si fondono con la membrana plasmatica e, per

esocitosi, i neurotrasmettitori contenuti nelle vescicole vengono rilasciati

4 5 Le vescicole vuote vengono riciclate e ritornano al corpo centrale tramite un

trasporto retrogrado, per essere nuovamente riempite

I NEUROTRASMETTITORI

 La risposta cellulare indotta dai neurotrasmettitori, a livello della membrana

postsinaptica, può essere eccitatoria o inibitoria

 I neurotrasmettitori più importanti (già visti nelle lezioni precedenti) sono:

- dopamina: eccitatoria

- serotonina: inibitorio

- acetilcolina: eccitatoria per i muscoli, mentre per il SNA può essere sia inibitoria sia

eccitatoria

- noradrenalina: eccitatoria

- GABA: inibitoria

Esempi più noti di Neurotrasmettitori (my-personaltrainer.it)

LE SINAPSI

 Le sinapsi sono le regioni di comunicazione fra l’assone del neurone presinaptico e i

dendriti del neurone postsinaptico

 Lo ‘spazio’ fra le due cellule è detto fessura sinaptica ed è costituito da matrice

extracellulare

 Le sinapsi possono essere:

- Sinapsi chimiche (la maggior parte): la cellula presinaptica rilascia un segnale chimico

che diffonde attraverso la fessura sinaptica e si lega a un recettore posto sulla

membrana postsinaptica

- Sinapsi elettriche: le cellule presinaptica e postsinaptica sono collegate da canali di

giunzione comunicante, che permettono il passaggio di corrente elettrica da una cellula

e l’altra 2

 Le sinapsi possono essere

inoltre:

- Asso-somatiche: l’assone

presinaptico rilascia il

segnale al corpo centrale

- Asso-dendritiche: l’assone

presinaptico rilascia il

segnale a una spina

dendritica

- Asso-assonica: l’assone

presinaptico rilascia il

segnale a all’assone o ai

suoi rami collaterali

 Durante lo sviluppo dell’embrione esistono segnali differenziativi che regolano la

crescita del neurone e permettono agli assoni di individuare la propria cellula bersaglio

giusta: gli assoni delle cellule nervose embrionali emettono prolungamenti chiamati

coni di crescita che si estendono fino a che trovano la cellula bersaglio

 I coni di crescita sono gestiti da fattori di crescita, incontrati durante il percorso, che si

legano ai suoi recettori. Esempi:

- Le interagine dei coni si legano alle lamine¸ proteine della matrice extracellulare

- Le molecole di adesione delle cellule nervose interagiscono con proteine di membrana di

altre cellule

 Lo sviluppo del cono di crescita è essenziale per un corretto sviluppo celebrale, per lo

sviluppo cognitivo e l’apprendimento

Nei bambini cresciuti senza stimoli (in situazioni disagianti, isolamento, orfanatrofio…)

lo sviluppo del cono assonale viene ritardato

Ne segue la perdita da disuso, ovvero la perdita di sinapsi e un ritardo nella crescita

(importanza dell’ambiente esterno e dei contatti sociali per la crescita cognitiva)

LE CELLULE GLIALI

 La glia, o cellule gliali, è costituita da cellule che fungono da supporto fisico ai neuroni,

avvolgendosi attorno ad essi, e da supporto biochimico per i neuroni (nonostante non

abbiano un ruolo attivo nella trasmissione dei segnali elettrici), producendo, ad

esempio, fattori di necrosi tumorale, radicali liberi, prostaglandine, monossido di azoto,

interleuchine, fattori di trascrizione nucleari 3

 Il sistema nervoso periferico ha due tipi di cellule gliali:

1) Le cellule di Schwann:

fra una cellula di Schwann e l’altra, che Guaina mielinica / cellula di Schwann

circondano l’assone, si trova un piccolo

tratto di assone libero, non circondato,

detto nodo di Ranvier

Sono caratterizzate dalla formazione di

mielina

La mielina è una sostanza composta da più strati di membrana fosfolipidica che va a

circondare gli assoni del neurone, fornendogli:

- Supporto

- Isolamento

- Accelerazione della trasmissione dei segnali

2) Le cellule satelliti: cellule di Schwann che non formano mielina

 Il sistema nervoso centrale ha quattro tipi di cellule gliali:

1) Oligodendrociti: caratterizzati anch’essi dalla formazione di mielina

2) Microglia: cellule immunitarie che eliminano le cellule danneggiate e gli invasori

3) Astrociti: cellule gliali molto ramificate con diverse funzioni: aiutano i neuroni nella

produzione di ATP, aiutano a mantenere l’omeostasi, formano presso i vasi

sanguigni la barriera emato-encefalica

4) Cellule ependimali: formano uno stato epiteliale a permeabilità selettiva

 Le cellule di Schwann del SNP e gli Oligodendrociti del SNC hanno in comune la

formazione di mielina.

DEGENERAZIONE DEL NEURONE

Durante le fasi della vita i neuroni possono subire danneggiamento, detto degenerazione,

in un punto specifico, che può causarne la morte:

 Quando la degenerazione avviene a livello del corpo centrale, la cellula è morta

 Quando avviene una degenerazione assonale, ovvero la rottura di un assone, la parte

di assone legata al corpo cellulare (detto assone prossimale) continua a vivere,

mentre la parte finale (assone distale) inizia a degenerare (poiché il nucleo e tutti gli

organelli deputati alla sopravvivenza della cellula si trovano nel corpo centrale)

 Esistono in alcuni casi, rari, meccanismi riparativi, come la rigenerazione dell’assone

con creazione di un nuovo cono di crescita sulla parte di assone ancora viva.

Nel frattempo avviene il riassorbimento dell’assone distale per fagocitosi

Questi meccanismi non avvengono nel caso di sclerosi multipla 4

I NEURONI DEL SISTEMA STRIATO

 Il sistema striato contiene diversi tipi neuronali fra i quali possiamo nominare:

- neuroni spinosi di proiezione (MSN): ha un corpo cellulare, molti assoni disposti ad

albero e molte spine dendritiche

- Interneuroni: neuroni che si trovano interamente all’interno del SNC e che permettono

la comunicazione fra neuroni sensitivi e neuroni motori, e coordinano gli impulsi

motori. Possono avere azione eccitatoria o inibitoria a seconda della risposta che

susciteranno nella membrana Post-Sinaptica.

- interneurone ChAT positivo: neurone che rilascia acetil-colina

- proiezioni corticostriatali: proiezioni che provengono dalla corteccia

- neuroni dopaminergici, importanti per il controllo motorio tramite il controllo

dell’attivazione dello striato. Agisce grazie ai recettori dopaminergici (D1 e D2)

TRASMISSIONE SINPATICA

 La comunicazione fra un neurone e l’altro avviene principalmente per trasmissione di

un segnale elettrico attraverso la membrana cellulare dei neuroni

COS’È IL POTENZIALE DI MEMBRANA

 I diversi segnali impiegati dalle cellule eccitabili (neuroni, ma anche cellule contrattili,

muscolari o cardiache) sono in gran parte determinati dalle proprietà elettriche della

membrana cellulare (o membrana plasmatica)

 A riposo tutte le cellule mantengono una differenza di potenziale elettrico tra i lati

della loro membrana plasmatica, detta potenziale di membrana di riposo

 In un neurone (o cellula contrattile) a riposo questa differenza di potenziale si aggira

intorno a -65 mV (varia tra -40 e -80 mV, dipende dal tipo cellulare)

 La differenza del potenziale elettrico in una cellula a