Curs 3(1) PDF - Meningel

MENINGELE SNC format din encefal și măduva spinării, este protejat de un sistem complex de structuri conjunctive dispuse în trei straturi distincte: dura mater, arahnoidă și pia mater. La nivelul encefalului, meningele prezintă invaginații ce formează prelungirile ce împart parenchimul în emisfere...

MENINGELE SNC format din encefal și măduva spinării, este protejat de un sistem complex de structuri conjunctive dispuse în trei straturi distincte: dura mater, arahnoidă și pia mater. La nivelul encefalului, meningele prezintă invaginații ce formează prelungirile ce împart parenchimul în emisferele stângă și dreaptă, și delimitează cerebelul de lobii occipitali. Structura meningelui mai poate fi clasificată după structura și vascularizația locală în două componente distincte reprezentate de dura mater și leptomeninge (format din arahnoidă și pia mater) Foița externă a meningelui este reprezentată de dura mater și are o față externă ce aderă intim la calota carniană și este îndreptată spre vertebre în coloana vertebrală. Fața internă este dispusă către țesutul nervos. Vasele de sânge din structura durei mater sunt reprezentate de arteriole, venule și capilare fenestrate (cu structură diferită față de vasele de sânge din structura encefalului și măduvei spinării, sau din spațiul subarahnoidian). Dura mater este o foiță dură, neelastică, formată în cea mai mare parte din fibroblaste, fibre de colagen și un număr redus de fibre elastice. Conține vase de sânge nefenestrate, vase limfatice și celule imune (populație diferită față de restul structurilor din alcătuirea SNC). Spațiul epidural este localizat între structura osoasă și foița externă a durei mater. În zona encefalului acest spațiu devine observabil doar în situații patologice. La indivizii sănătoși, foița periostală (sau externă) aderă intim la pereții cavității craniene. În zona măduvei spinării, spațiul epidural este unul real și este exploatat în clinică pentru administrarea unor substanțe cu uz terapeutic (antiinflamatoare, anestezice etc.). A doua învelitoare a meningelui este reprezentată de arahnoidă. Aceasta este subțire, cu un număr redus de celule și cu proprietate de membrană semipermeabilă. Aderă strâns la foița internă a durei mater și delimitează spațiul subarahnoidian. Structura meningelui de la exterior la interior este reprezentată de dura mater, arahnoidă și pia mater. Dura mater aderă la suprafața osoasă a craniului iar pia mater urmărește conturul encefalului. În spațiul subarahnoidian se întâlnesc vase de sânge și lichidul cefalorahidian. * Spațiul subarahnoidian este localizat între arahnoidă și pia mater și reprezintă un culoar de circulație al lichidului cefalorahidian elaborat de celulele plexului coroid. Acest spațiu este neîntrerupt între encefal și măduva spinării, ceea ce va asigura o circulație continuă către porțiunea distală a SNC. Spațiul subarahnoidian poate fi împărțit în spațiu subarahnoidian intracranian și spațiu subarahnoidian spinal în funcție de localizare. Are o structură specifică cu aspect de pânză de păianjen (după cum indică și numele – arahnidele reprezintă o clasă de animale cu 8 picioare ce include păianjenii), format de trabeculele filamentoase de țesut conjunctiv. Spațiul subarahnoidian prezintă dilatații în care distanța dintre arahnoidă și pia mater este mai mare, ceea ce favorizează acumularea locală a unui volum mai mare de LCR. Aceste cisterne apar datorită faptului că pia mater urmărește conturul țesutului nervos iar arahnoida urmărește conturul durei mater. Ultima învelitoare din alcătuirea meningelui este pia mater. Aceasta este cea mai profundă structură a meningelui și este formată din două straturi ce urmăresc forma țesutului nervos. Foița externă este formată din fibre de colagen iar foița externă este bogată în fibre elastice și reticulare. Pia mater este conectată de arahnoidă prin prelungirile trabeculare și este conectată de țesutul nervos la nivelul membranei gliale, reprezentând puncte de conexiune cu celulele gliale radiale în timpul dezvoltării embrionare și astrocitele în sistemul nervos adult. La nivelul cutiei craniene, pia mater formează o barieră în jurul vaselor de sânge denumită spațiu perivascular sau spațiu Virchow-Robin. Bariera hematoencefalică Sistemul nervos central are rol în coordonarea unui număr mare de funcții vitale și participă la realizarea unor mecanisme complexe precum cogniția. Structura, localizarea și importanța SNC fac necesară prezența unui mecanism de control al comunicării cu periferia pentru a menține mediul intern în parametri optimi fără variații majore. Astfel, este necesar un sistem cu rol de barieră fizică și metabolică precum și de transport selectiv. Vascularizația SNC are un rol vital în reglarea mișcării ionilor, moleculelor și celulelor între sânge și țesutul nervos. Vasele de sânge de la nivelul SNC sunt de tip continuu, nefenestrat și sunt formate din celule conectate între ele cu ajutorul joncțiunilor strânse. Vasele de sânge sunt formate din celule endoteliale ce alcătuiesc pereții vasului și celule murale precum pericitele și celulele musculare netede. Proprietățile barierei hematoencefalice sunt date de celulele endoteliale (proprietățile acestora și joncțiunile strânse) și sunt reglate prin interacțiunea cu diverse alte populații de celule. Printre acestea amintim celule imune, celulele murale, celule nervoase și celule gliale. Structura vasului de sânge și modul de interconectare cu celulele SNC sunt ilustrate mai jos. Celulele endoteliale alcătuiesc baza structurală a lumenului vascular și sunt delimitate de membrana bazală a vasului. Celulele endoteliale vin în contact direct cu pericitele, celule cu rol de susținere, regenerare vasculară și angiogeneză. Peretele vascular vine în contact cu prelungirile astrocitelor și prelungiri neuronale. În SNC, vasul de sânge este delimitat de două membrane bazale. Prima este cea internă sau vasculară, formată din matrice extracelulară secretată de celule endoteliale și pericite. Cea de-a doua membrană bazală este localizată extern și mai poartă denumirea de membrană bazală parenchimatoasă sau limitanta perivasculară glială. Membrana bazală externă este secretată de astrocite. Aceste două membrane bazale au structuri specifice și participă la întărirea efectului de barieră al vaselor de sânge. Membranele bazale, celulele endoteliale și toate celulele cu care acestea interacționează participă la selectarea moleculelor ce pot trece din sânge în SNC. În situații patologice (ex. hemoragii locale) sau ca urmare naturală a procesului de îmbătrânire, bariera sânge-creier se modifică, devenind mai permeabilă. O componentă distinctă a sistemului de barieră creier-sânge este reprezentată de bariera sânge-lichid cefalorahidian de la nivelul meningelui. Aceste vase de sânge sunt localizate în spațiul subarahnoidian și au proprietăți asemănătoare cu vasele din parenchimul SNC, respectiv joncțiuni strânse și proteine speciale de transport ce permit trecerea selectivă a moleculelor prin peretele vascular. POTENȚIALE DE MEMBRANĂ Potențialul de repaus Majoritatea celulelor din organism utilizează ioni pentru realizarea unei sarcini electrice de-a lungul membranei (valabil pentru neuroni, mușchi și cord). Moleculele polare (care sunt hidrofile) nu pot traversa membrana celulară (centru hidrofob) fără a fi asistate. Aceste pot trece prin canale ionice specializate, sau transportate cu ajutorul unor proteine de transport (ex: pompe ionice). Un rol major în realizarea potențialului de membrană este atribuit pompei de sodiu/potasiu (pompă ionică electrogenă). Concentrația de Na din afara celulei este mai mare decât cea din interiorul celulei, iar concentrația de K este mai mare în interiorul celulei decât în exteriorul său. Voltajul celulei este măsurată în mV. Valoarea obținută va fi diferența electrică dintre mediul intern al celulei și mediul extern (care este considerat a fi 0). În exemplele date în curs, voltajul măsurat în starea de repaus a unui neuron este de aproximativ -70mV. Această valoare se obține prin diferența dispunerii ionilor pozitivi în apropierea membranei celulare, cu un număr mai mare în exterior. Suprafața membranei celulare va avea sarcină pozitivă, iar interiorul său va avea sarcină negativă. Potențialul de acțiune Fără intervenția unui stimul extern, potențialul de repaus rămâne în echilibru, deoarece concentrațiile ionilor rămân constante prin mecanisme de reglare internă. Pentru generarea și propagarea unui semnal electric, sarcina electrică a membranei trebuie să se modifice. Acest eveniment începe prin deschiderea canalelor de Na. Deoarece concentrația ionilor de Na este de aproximativ 10 ori mai mare în exteriorul celulei, aceștia vor intra rapid în celulă (diferențe mari ale gradientului de concentrație). Această migrare a ionilor de sodiu va schimba foarte rapid voltajul. Dacă voltajul măsurat în stare de repaus este de -70mV, după pătrunderea ionilor de Na, acesta va deveni mai puțin negativ – fenomen denumit depolarizare. Odată ce voltajul ajunge în jurul valorii de +30mV, se vor deschide canale suplimentare pentru K. Acesta va fi deplasat în funcție de gradientul de concentrație (în afara celulei), ceea ce va modifica din nou voltajul, cu tendința de a-l aduce la valoare inițială de repaus. Acest fenomen este denumit repolarizare. Închiderea canalelor de potasiu se realizează mai lent decât cea pentru ionii de Na, astfel, există o perioadă în care voltajul este mai mic decât cel de repaus – perioadă de hiperpolarizare. După închiderea canalelor de K, mediul intern al celulei se echilibrează, iar voltajul ajunge din nou la valorile potențialului de repaus. În imaginea de mai sus se poate observa schema unui potențial de acțiune ca urmare a aplicării unui stimul. Potențialul de repaus are o valoare de -70mV. Acțiunea unui stimul va determina deschiderea inițială a canalelor de sodiu. Dacă stimulul este suficient de puternic, el va permite deschiderea unui număr suficient de mare de canale de sodiu pentru a genera o depolarizare (depășirea valorii de prag, respectiv -55mV). În imagine, perioada refractară este echivalentă cu perioada de hiperpolarizare. Perioada refractară poate fi absolută, atunci când canalele de Na sunt deschise iar celula nu mai poate fi supuse unei noi depolarizări sub acțiunea unui nou stimul. Perioada refractară poate fi relativă, în perioada de hiperpolarizare, când este posibilă generarea unei noi depolarizări. Aceasta este posibilă însă doar sub acțiunea unui stimul mult mai puternic (necesar pentru atingerea valorii de prag). Moduri de propagare a potențialului de acțiune Sinapsele permit transmiterea potențialului de acțiune (potențialului electric, impulsului electric etc.) de la un neuron la altul sau de la un neuron la alt tip de celulă (musculară sau glandulară). În structura neuronului, potențialul de acțiune este transportat de la dendrite la somă și de la somă la axon, însă modul de propagare al impulsului electric este diferit în funcție de caracteristicile neuronului. Neuronii nemielinizați se vor depolariza din aproape în aproape. Generarea potențialului de acțiune în sinapsă va determina schimbarea potențialului de membrană. Starea inițială, de repaus a neuronului este caracterizată prin dispunerea ionilor cu sarcini pozitive în apropierea membranei celulare în exteriorul celulei și dispunerea ionilor cu sarcini negative în apropierea membranei celulare în spațiul intracelular. Depolarizarea are loc prin inversarea locală a sarcinii electrice. Având în vedere faptul că sarcinile opuse se atrag, zona depolarizată va produce inversarea sarcinii (depolarizarea zonei alăturate), deci, propagarea potențialului de acțiune către următorul segment. Creșterea concentrației intracelulare de ioni de Na va atrage după sine deschiderea canalelor de K, ceea ce va determina repolarizarea segmentelor stimulate. Teaca de mielină sintetizată de oligodendrocite (în SNC) și celulele Schwann (în SNP) are rol protector și izolator electric, dar favorizează și transmiterea mai rapidă a potențialului de acțiune. În neuronii mielinizați, transmiterea potențialului de acțiune este saltatorie (din loc în loc), astfel încât, schimbarea potențialului de membrană are loc numai la nivelul nodurilor Ranvier, unde sunt prezente canalele voltaj-dependente de Na+ și K+. Ionii pozitivi pătrunși în spațiul intracelular difuzează în interiorul axonului până la următorul nod Ranvier. Viteza de propagare a potențialului de acțiune Diferențele dintre cele două tipuri de fibre nervoase (mielinizate și nemielinizate) se reflectă și în viteza de transmitere a potențialului de acțiune. În fibrele nemielinizate, viteza de propagare a potențialului de acțiune este de 0,5 – 10 m/s, pe când fibrele mielinizate transmit potențialul de acțiune cu o viteză de până la 150 m/s. Alți factori care influențează viteza de propagare a potențialului de acțiune sunt reprezentați de diametrul fibrei nervoase și de grosimea tecii de mielină și într-o măsură mai mică, lungimea nodurilor Ranvier și a regiunilor internodale (acoperite de mielină). Viteza de propagare a potențialului de acțiune este proporțională cu diametrul axonului deoarece scade rezistența la transportul intern al ionilor. Dacă diametrul axonului este mai mare, componentele interne (precum proteinele) sunt mai distanțate, ceea ce este echivalentul îndepărtării unor obstacole din calea ionilor. Ionii negativi și pozitivi au tendința să se atragă, scopul fiind de a atinge un echilibru (neutralitate electrică). Prezența ionilor negativi în apropierea membranei celulare va atrage dispunerea ionilor pozitivi la suprafața celulei (caracteristic pentru potențialul de repaus). Prezența tecii de mielină va acționa ca un strat izolator între ionii pozitivi externi și cei negativi interni, ceea ce va perturba această dispunere ordonată. Creșterea grosimii tecii de mielină va crește și efectul izolator. În momentul generării potențialului de acțiune, depolarizarea va fi realizată mai ușor datorită scăderii cantității de ioni negativi din apropierea membranei celulare. SINAPSELE Sinapsele reprezintă formațiuni specializate ce formează legături între neuroni pentru a permite transmiterea informațiilor între celule (mesaje chimice și electrice). După natura modului mesajului transmis, sinapsele pot fi electrice sau chimice. Majoritatea sinapselor întâlnite la mamifere sunt de tip chimic. Sinapsa chimică este formată dintr-un buton sinaptic ce conectează un neuron (presinaptic) de un alt neuron (postsinaptic). Spațiul dintre membrana presinaptică și cea postsinaptică se numește fantă sinaptică. O trăsătură caracteristică pentru toate sinapsele chimice este prezența unor organite denumite vezicule sinaptice, localizate în terminalul presinaptic. Aceste vezicule conțin molecule specifice denumite neurotransmițători ce sunt eliberați în fanta sinaptică și captați de receptori localizați pe suprafața membranei postsinaptice. Modul de funcționare al sinapsei chimice este unul complex și este inițiat odată cu ajungerea potențialului de acțiune la nivelul terminalului presinaptic. Schimbarea potențialului de membrană va determina deschiderea canalelor voltaj- dependente de Ca2+, ceea ce va duce la transportul rapid al Ca2+ în direcția gradientului de concentrație (concentrația este mult mai mare în exteriorul celulei, astfel încât Ca 2+ pătrunde rapid din mediul extracelular în mediul intracelular). Creșterea concentrației de Ca2+ în terminalul presinaptic va determina fuzionarea veziculelor sinaptice cu membrana presinaptică, ceea ce va duce la eliberarea compoziției (neurotransmițător) în fanta sinaptică printr-un proces de exocitoză. Neurotransmițătorii eliberați în fanta sinaptică sunt preluați de receptori specific localizați la suprafața terminalului postsinaptic, ceea ce va duce la deschiderea (uneori închiderea – în funcție de tipul de neuroni implicați și de neurotransmițătorii eliberați) canalelor ionice ce vor produce modificarea potențialului de membrană. Acest mecanism este ilustrat în figura 21. Dacă stimulul este suficient de puternic (se deschid suficiente canale ionice), se atinge valoarea de prag iar neuronul receptor (postsinaptic) se depolarizează. Sinapsele electrice sunt mai rar întâlnite în sistemul nervos al vertebratelor, fiind localizate în retină, bulbii olfactivi și diferite zone ale SNC.22 Sunt caracterizate printr-o dispunere apropiată membranelor presinaptică și postsinaptică, cu realizarea unor legături strânse între cele două celule nervoase. Aceste legături sunt reprezentate de joncțiuni gap și permit trecerea liberă și bidirecțională a ionilor. Astfel, depolarizarea unui neuron va determina depolarizarea următorului neuron. Acest tip de transmitere a potențialului de acțiune este mult mai rapid decât cel întâlnit în sinapsa chimică. Spre deosebire de sinapsele chimice, sinapsele electrice permit realizarea unei depolarizări bidirecționale. Astfel dacă într-o situație, potențialul de acțiune este generat de neuronul 1 și este transmis neuronului 2, în altă situație, neuronul 2 poate transmite potențialul de acțiune către neuronul 1. Sinapsele chimice și cele electrice interacționează unele cu celelalte pentru a asigura dezvoltarea normală a sistemului nervos dar și pentru a menține funcționalitatea sistemului nervos în organismul adult. Intensitatea stimulului transmis prin sinapsele electrice este reglat de către sinapse chimice (sub acțiunea unor neuromodulatori precum dopamina). În funcție de structurile celulare implicate, sinapsele pot fi: - Axo-dendritice – conexiune între axonul unui neuron și dendritele altui neuron; obișnuit sinapse cu rol excitator - Axo-axonice – conexiune între porțiunea terminală a axonului unui neuron cu axonul altui neuron; obișnuit sinapse cu rol reglator (modulează eliberarea de neurotransmițători de către neuronul eferent - Axo-somatice – conexiune între axonul unui neuron și corpul celular al altui neuron; obișnuit cu rol inhibitor NEUROTRANSMIȚĂTORII Neurotransmițătorii sunt molecule sintetizate de neuron (în terminalul presinaptic), împachetate în organite speciale (vezicule secretorii) în butonul presinaptic și eliberate în fanta sinaptică pentru a fi captați de receptorii membranei postsinaptice. Sunt descriși peste 100 de neurotransmițători diferiți. Printre cei mai cunoscuți sunt acetilcolina (ACh) și norepinefrina (NE – cunoscută și sub denumirea de noradrenalină). Alte molecule, precum unii aminoacizi esențiali au rol de neurotransmițători în SNC. Printre aceștia amintim glutamatul care are rol excitator în creier și glicina care are rol inhibitor în măduva spinării. Totodată, diferiți hormoni precum oxitocina și vasopresina au rol de neurotransmițători în SNC dar au cu totul alte efecte în restul organismului. Principalele categorii de neurotransmițători sunt ilustrate în tabelul de mai sus. În funcție de natura lor, neurotransmițătorii pot fi împărțiți în molecule mari reprezentate de peptide și molecule mici reprezentate de: acetilcolină, aminoacizi (glutamat, aspartat, GABA, glicină), purine (ATP) și amine biogene precum catecolaminele (dopamină, norepinefrină, epinefrină), indolamine (serotonină) și imidazolamine (histamină). Acetilcolina acționează ca neurotransmițător în diferite sinapse ale SNC și SNP (inclusiv în sistemul nervos somatic). Datorită efectului reglator al aminelor biogene asupra unui număr atât de mare de funcții vitale (de menținerea a homeostaziei) și fenomene cognitive, această categorie de neurotransmițători este una dintre cele mai studiate și exploatate din punct de vedere farmacologic. Dopamina acționează la nivelul SNC (la om fiind implicată în funcționarea unor tracturi nervoase responsabile de funcții precum recompensă și motivație) și interacționează cu neuronii ganglionilor simpatici (sistemul nervos periferic vegetativ) unde este captată de receptorii β-adrenergici. Norepinefrina este sintetizată predominant în neuronii ganglionari ai sistemului nervos vegetativ simpatic, dar este întâlnită și în unele regiuni ale SNC precum o zonă trunchiului cerebral cu rol în realizarea unor funcții precum somnul și stările de veghe și atenție. Histamina are rol de neurotransmițător în SNC la nivelul hipotalamusului în neuroni cu arii mari de proiecție în restul SNC și cu rol în funcții precum menținerea stării alerte. Serotonina (sau 5-HT) este sintetizată în neuroni localizați în punte și porțiunile superioare ale trunchiului cerebral cu proiecții în cortexul cerebral și implicări în modularea activității neurale și a unui număr mare de procese neuropsihologice. În afară de acțiunea asupra SNC, serotonina acționează și în restul organismului unde participă la reglarea unor funcții precum cea a sistemului cardiovascular, motilitatea intestinală, golirea vezicii urinare, agregarea plachetară etc. ATP-ul acționează ca un neurotransmițător (și uneori un co-transmițător) în SNC, SNP și sistemul nervos enteric, fiind implicat totodată în neuroprotecție, medierea interacțiunii între neuroni și celulele gliale, și în transmiterea senzației dureroase. Glutamatul, un aminoacid neesențial, este poate cel mai important neurotransmițător al SNC, fiind implicat în transmiterea nervoasă în aproape toți neuronii excitatori ai SNC. Glutamatul nu poate traversa bariera hematoencefalică, astfel încât, această moleculă este sintetizată în neuron din precursori eliberați de celulele gliale. Un rol la fel de important în transmiterea nervoasă în SNC este atribuit acidului gama-aminobutiric, care este sintetizat în aproximativ 1/3 din sinapsele de la nivelul creierului. Acest neurotransmițător are importanță majoră în inhibarea selectivă a unor semnale nervoase, menținerea funcției respiratorii, funcționarea interneuronilor din măduva spinării (cu rol în integrarea senzațiilor de propriocepție) etc. Glicina are tot un rol inhibitor dar are o localizare mai puțin extinsă decât GABA, fiind utilizată cu precădere în sinapsele inhibitoare din măduva spinării. Aproximativ jumătate dintre sinapsele inhibitoare ale măduvei spinării utilizează glicina ca neurotransmițător. După eliberarea în fanta sinaptică și legarea de receptorii membranei postsinaptice, neurotransmițătorii sunt îndepărtați rapid pentru a permite realizarea unui nou ciclu de eliberare presinaptică. Mecanismele de îndepărtare depind și de natura neurotransmițătorului și sunt reprezentate de: difuziune în afara fantei sinaptice, reabsorbție în butonul presinaptic (cu ajutorul unor proteine transportatoare), preluarea de către celule gliale învecinate, sau degradarea de către enzime specifice (ex. acetilcolinesteraza pentru acetilcolină care inactivează circa 5000 de molecule de ACh per moleculă de enzimă/s). De cele mai multe ori, îndepărtarea neurotransmițătorilor implică participarea concomitentă a mai multor mecanisme. Neurotransmițătorii de natură peptidică sau neuropeptidele au rol de hormoni și sunt eliberați concomitent cu alți neurotransmițători. Această clasă de neurotransmițători este cea mai extinsă și este împărțită în familii în funcție de genele ce le codifică sinteza: - Opioide: encefaline (met-encefaline, amidorfine, adrenorfine), hormoni de stimulare melanocitară, hormonul adrenocorticotrop, endorfine - Gastrine: gastrină, colecistokinină - Somatostatine: somatostatin, cortistatin - Vasopresină și oxitocină - Amide F și Y: neuropeptide FF, AF și SF; neuropeptide Y, polipeptide pancreatice, polipeptide YY - Calcitonine: calcitonină, amilină, adrenomodulină - Factor natriuretic – factor natriuretic atrial și cerebral, peptidul natriuric tip-C - Bombesine: peptidul eliberator de gastrină, neuromedina B - Endoteline - Glucagon/secretină: glucagon, peptide glucagon-like, glicentin, secretină, peptidul intestinal vasoactiv, hormonul elibeartor al hormonului de creștere, peptidul inhibitor gastric - CRH – hormonul eliberator de corticotropină, urocortină - Kinine și tensine: substanța P, neurokinina A și B, neuropeptide K și Y, neuromedina K și N, bradikinina, kalikina, angiotensina I și II, neurotensină - Motiline: motilină, grelină, obestatină - Insuline: insulină, relaxine, factor de creștere insulin-like - Neuropeptide asociate țesutului adipos: leptină, adiponectină, visfatin-1, resistin - Neuropeptide fără familie asociată: hormonul eliberator de tirotropină, osteostatin, prolactină, apeline, metasin, kisspeptine.  Neurotransmițător Receptori Efect Contracția m. scheletic, excitarea Nicotinici neuronului postganglionar Acetilcolină (ACh) M3 – contracția m. striat Muscarinici M1, M3, M5, M2, M4 M2 – creșterea frecvenței cardiace α1 ,β1 Excitator Epinefrină, Norepinefrină α2 ,β2 Inhibitor 5-HT1 Inhibitor Serotonină (5-HT) 5-HT3 Excitator Dopamină D1, D2, D3, D4, D5 Inhibitor SISTEMUL NERVOS CENTRAL Sistemul nervos central are 7 componente reprezentate de telencefal (emisferele cerebrale), diencefal, mezencefal, cerebel, punte, bulb rahidian și măduva spinării. La nivelul cutiei craniene sunt localizate emisferele cerebrale stângă și dreaptă ce alcătuiesc telencefalul. Aceste două emisfere sunt separate prin fisura longitudinală și sunt unite în profunzime prin corpus callosum. Porțiunea superficială a telencefalului este reprezentată de cortexul cerebral (substanța cenușie sau scoarța cerebrală), iar porțiune profundă este reprezentată de substanța albă ce conține și aglomerări de substanță cenușie. La suprafața encefalului se observă prezența a numeroase șanțuri, denumite circumvoluțiuni cerebrale. Se întâlnesc șanțuri mai mari ce împart emisferele în zonele specifice denumite lobi (temporal, parietal, occipital și frontal) și șanțuri cu dimensiuni mai mici cu dispunere și număr caracteristic speciei. În domeniul neurologiei, scoarța cerebrală este împărțită în arii distincte responsabile de realizarea unor funcții specifice. De exemplu, între lobul parietal și lobul frontal sunt localizate cortexul motor și centrul somato-senzitiv, iar porțiunea distală a lobului occipital este implicată în realizarea vederii, interpretarea și recunoașterea vizuală. (ariile cerebrale sunt ilustrate mai jos). Cu toate acestea, studiile recente centrate neuroimagistică (utilizează tehnologia de rezonanță magnetică funcțională) și cele bazate pe realizarea unor „hărți funcționale” ale creierului au evidențiat faptul că diverse arii cerebrale sunt implicate în realizarea mai multor funcții, iar delimitarea clasică a encefalului este prea rigidă pentru a explica modul în care neuronii comunică pentru a genera un răspuns la stimulii primiți sau pentru a realiza funcții complexe precum formarea amintirilor. Lobul frontal este considerat în mod tradițional ca fiind o zonă de asociere și rolurile sale complexe au fost studiate la om. Astfel, lobul frontal este activat odată cu stimularea altor zone corticale și pare a fi implicat în realizarea unor funcții complexe precum vorbire și limbaj (în asociere cu zona Broca), formarea personalității, luarea deciziilor și memoria prospectivă, ceea ce indică și rolul acestei zone în dezvoltarea creativității, învățare și adaptare. În imediata vecinătate se întâlnesc zonele corticale motorii, respectiv zona motorie primară și zona motorie de asociere. Iar lângă cortexul motor se află cortexul somato-senzitiv, responsabil de integrarea sensibilității musculare și cutanate, cu rol important în menținerea posturii. Lobul parietal include cortexul senzitiv primar ce integrează și generează răspunsuri pentru stimulii primiți de la organele sistemului senzitivo-senzorial. Este implicat și în funcții complexe precum învățarea, recunoașterea spațială și stereognozie. Lobul temporal include arii precum cortexul auditiv responsabil de interpretarea sunetelor și zona Wernicke ce acționează complementar ajutând la interpretarea tonalității sunetelor și asocierea cu cunoștințele anterioare (rol important în formarea și recunoașterea limbajului vorbit). Alte zone ale lobului temporal sunt implicate în realizarea memoriei semantice (cunoștințele generale utilizate în mod frecvent ce nu implică o asociere afectivă – de exemplu „cercul este albastru”), precum și a memoriei în majoritatea formelor sale, în asociere unor zone subcorticale. În afară de cele două emisfere cerebrale, telencefalul include și numeroase structuri cu localizare profundă. Printre aceste sunt incluse: - Sistemul limbic cu rol în reglarea comportamentului, a amintirilor, și a răspunsurilor instinctive și format din cortexul limbic, hipocamp, amigdala, zona sepală, și include hipotalamusul. - Ganglionii bazali ce reprezintă o grupare de formațiuni cu rol în coordonarea funcțiilor motorii corticale - Bulbii olfactivi ce reprezintă prima pereche de nervi cranieni (rol în realizarea simțului mirosului). Următoarea componentă a sistemului nervos central este reprezentată de diencefal. Structurile ce alcătuiesc diencefalul sunt reprezentate de talamus, hipotalamus, epitalamus și subtalamus. Epitalamusul are localizare dorsală și cuprinde glanda pineală, nucleul habenular și comisura caudală. Este implicat în realizarea funcțiilor sistemului limbic și are roluri în procese de automatism, endocrine și de reproducție (ex. reglarea unor funcții ale sistemului respirator, secreția de melatonină, comportamentul matern etc.). Subtalamusul are localizare ventrală și participă împreună cu ganglionii bazali, la reglarea activității cortexului motor. Talamusul este cea mai mare formațiune a dienecefalului și cuprinde formațiuni nervoase implicate în direcționarea stimulilor primiți de la analizatori (ex. corpii geniculați cu rol în văz și auz), cu excepția simțului olfactiv. Hipotalamusul este localizat ventral și este implicat în realizarea a numeroase funcții ce țin de automatism, sistem endocrin și sistem limbic. Funcțiile hipotalamusului vor fi discutate în detaliu în cadrul altor capitole precum Endocrinologie sau Metabolism. O ultimă componentă a diencefalului este glanda hipofiză, ce are o legătură directă cu hipotalamusul și a căror roluri vor fi explicate în detaliu în alte capitole. Mezencefalul conectează puntea și cerebelul de emisferele cerebrale, este parte a trunchiului cerebral și conține 3 părți distincte reprezentate de coliculi, tegmentul mezencefalic și tectumul mezencefalic. De asemenea, doi dintre cei 12 nervi cranieni sunt localizați în această porțiune a sistemului nervos central, respectiv nervii oculomotor și trochlear. Are un rol important în realizarea mișcărilor ochilor și controlul irisului. Este implicat în procese precum modularea durerii, coordonare motorie și reglarea actului respirator. Următorul segment este reprezentat de punte (cunoscută și sub denumirea de „puntea lui Varolio”). Are în componență originea a 4 nervi cranieni reprezentați de perechea V (trigemen), perechea VI (abducens), perechea VII (facial) și perechea VIII (vestibulocohlear). Puntea face legătura între cerebel și telencefal, și este implicată în procesele de reglare a somnului, a frecvenței respiratorii, deglutiția, controlul vezicii urinare, echilibru, postură și alte simțuri (precum gust și auz). Bulbul rahidian face legătura dintre punte și măduva spinării și reprezintă un important centru de control pentru numeroase funcții vitale. Printre cele mai importante funcții sunt cele de reglare a sistemului cardio-respirator. Este totodată locul de origine pentru 4 perechi de nervi cranieni reprezentate de perechea IX (glosofaringian), perechea X (vag), perechea XI (nervul spinal accesoriu) și perechea XII (hipoglos). Alte formațiuni din alcătuirea bulbului: - Tractul nucleului solitar – primește informații viscerale aferente și are rol în reglarea procesului respirator - Zona postrema – sau centrul vomei în care lipsesc structurile caracteristice barierei hematoencefalice, astfel încât, moleculele de dimensiuni mari din compoziția LCR sau sânge pot avea efect stimulator ceea ce va duce la declanșarea reflexului de vomă (efect emetic) - Nucleul trigeminal spinal – culege senzațiile de durere, temperatură și senzație tactilă (superficial sau profundă) de la nivelul feței - Nucleul olivar inferior – comunică cu cerebelul pentru a controla activități precum propriocepția și tensiunea musculară - Decusația piramidală a căii motorii – locul de confluare a majorității fibrelor motorii ce pornesc din cortexul cerebral și sunt orientate către măduva spinării - Nucleul gracil și nucleul cuneat – cu rol în formarea căilor de transmitere a senzațiilor de propriocepție, precum și senzația tactilă fină și cea de vibrație la nivelul membrelor - Tractul spinotalamic – cu rol în transmiterea senzațiilor termice, dureroase și tactile. Bulbul conține numeroși centri nervoși ce reglează diverse reflexe precum cel de vomă, tuse, strănut și deglutiție, fiind totodată implicat în controlul musculaturii capului. Este un centru vasomotor (ce ajută la reglarea presiunii sângelui și a frecvenței cardiace) și un centru respirator (cu rol în reglarea frecvenței cardiace). Mezencefalul, puntea și bulbul rahidian alcătuiesc împreună o formațiune anatomică cu funcții nervoase complexe, denumită trunchi cerebral. Cerebelul sau „creierul mic” este o formațiune nervoasă localizată în spatele ventriculului 4, în apropierea punții și bulbului rahidian. Are rol în coordonarea mișcărilor membrelor, menținerea posturii, cu reglarea tonusului muscular. Totodată, coordonează echilibrul și mișcările ochilor, și participă la realizarea corecțiilor constante pentru efectuarea mișcărilor de precizie. Porțiunea superficială a cerebelului se numește cortex cerebelar a cărui substanță cenușie conține 3 straturi distincte de celule (molecular, Purkinje și granular) și este dispusă în jurul substanței albe. Substanța albă are o dispunere caracteristică cu aspect de arbore („arborele vieții”) iar printre ramificații sunt răspândite 3 perechi de nuclei cerebelari. Cerebelul este conectat de trunchiul cerebral prin pedunculii cerebelari superiori, inferiori și mijlocii. Măduva spinării este o componentă importantă a SNC, este acoperită de meninge și protejată de coloana vertebrală. Este divizată în segmente cu aspect diferit în funcție de localizare: cervical, toracic, lombar sacral. Axonii neuronilor periferici pătrund în profunzimea măduvei prin rădăcinile nervoase dorsale (responsabile în cea mai mare parte de transmiterea senzitivă în sens centripet – de la periferie la centru nervos) și părăsesc măduva spinării prin rădăcinile nervoase ventrale (responsabile în cea mai mare parte de transmiterea motorie în sens centrifug – de la centrul nervos la periferie). Substanța cenușie a măduvei spinării (corpi celulari neuronali) este dispusă în profunzime și are un aspect caracteristic de litera „H”, fiind împărțită în arii denumite „coarne”. Cornul posterior (sau dorsal) este responsabil de preluarea informațiilor de pe traiectele nervoase senzitive. Cornul anterior (sau ventral) este responsabil de transmiterea informațiilor motorii către musculatura scheletică. Cornul lateral (din segmentele toracice, lombar superior și sacral) are rol în realizarea funcțiilor sistemului nervos vegetativ (funcții autonome). Canalul central mai este denumit și canal ependimar și conține LCR. Substanța albă este formată din fibre nervoase mielinizate și celule gliale, și este organizată în cordoane. Se deosebesc cordonul posterior (sau dorsal), cordonul lateral și cordonul anterior (sau ventral) ce conțin fascicule de asociație (care fac legătura între segmentele medulare), fascicule ascendente, fascicule descendente (printre care cele piramidale ce controlează motilitatea voluntară și extrapiramidale ce controlează motilitatea involuntară – ex. mușchii posturali). Modul de dispunere a substanței nervoase în măduva spinării a fost ilustrat în figura 16. Rolurile principale ale măduvei spinării sunt de a transmite comenzi motorii de la creier către restul corpului și de a transmite informațiile senzitive din corp, către creier. Totodată, măduva spinării poate genera un răspuns fără a necesita intervenția structurilor superioare (creier). Astfel, măduva spinării are rol în coordonarea unor reflexe, prin realizarea unor arcuri reflexe ce permit realizarea unui răspuns rapid l acțiunea unor stimuli extern. De exemplu, răspunsul de retragere al membrului după acțiunea unui stimul dureros. Arcul reflex începe odată cu generarea unui semnal (potențial de acțiune/ semnal electric/ impuls electric) la nivelul receptorilor senzitivi (ex. la nivelul pielii). Acest mesaj electric este transmis pe cale aferentă (cale senzitivă) către centrul nervos (coloană vertebrală) după realizarea unei sinapse cu un interneuron. Apoi, mesajul electric stimulează neuronul motor corespunzător zonei stimulate, ceea ce va determina transmiterea mesajului electric către periferie pe cale eferentă, pentru a determina un răspuns al efectorilor (ex. mușchi). Controlul central al posturii și locomoției Menținerea poziției corpului și deplasarea în mediu, sunt realizate prin contracția mușchilor striați scheletici. Aceste contracții pot fi voluntare și implică obișnuit contracția mușchilor flexori, sau involuntare și implică obișnuit contracția mușchilor extensori. Contracțiile voluntare sunt necesare pentru realizarea locomoției și sunt controlate prin intermediul sistemului piramidal. Contracțiile musculare involuntare sunt de tip tonic și sunt necesare pentru menținerea posturii. Contracțiile involuntare ale mușchilor posturali sunt controlate prin sistemul extrapiramidal. Mecanismul de control al posturii și locomoției este însă unul complex ce implică (în afară de mecanismele centrale piramidale și extrapiramidale) sistemele senzitivo-senzoriale precum sistemul vizual, kinestezic și vestibular cu scopul de a menține o aliniere corespunzătoare între componentele corpului (între membre și trunchi) și între corp și mediu pentru stabilizarea centrului de greutate. Această stare de echilibru este atinsă constant prin analizarea informațiilor somato-senzitive și realizarea unor corecții și ajustări (ex. poziționarea diferită a unui membru sau a coloanei vertebrale). Mișcările voluntare sunt generate de comenzi motorii cu originea în cortexul cerebral și sunt transmise mai departe către trunchiul cerebral și măduva spinării. O excepție este întâlnită în cazul reacțiilor de apărare (tip „fight or flight”) când reacțiile motorii sunt generate de proiecții nervoase de la nivelul sistemului limbic. Mișcările voluntare sunt acompaniate constant de procese autonome de control al posturii, menținerea echilibrului și ajustarea tonusului musculaturii. Aceste procese sunt realizate prin activarea unor neuroni specializați de la nivelul trunchiului cerebral și al măduvei spinării. Sistemul piramidal reprezintă un sistem de fibre nervoase eferente ce transmit potențiale de acțiune de la nivelul cortexului cerebral către trunchiul cerebral sau măduva spinării. Sistemul piramidal este divizat în două componente distincte reprezentate de tractul corticospinal și tractul corticobulbar. Tractul corticospinal are origine în cortexul motor primar și zone alăturate, inclusiv cortexul somatosenzitiv. Acești neuroni au sinapse la nivelul măduvei spinării și controlează mișcările membrelor și trunchiului. La nivelul trunchiului cerebral, mai exact în decusația piramidală, fibrele nervoase își schimbă traiectul, trecând pe partea opusă. Astfel, pentru flexia membrului drept, comanda motorie este generată la nivelul cortexului motor din emisfera cerebrală stângă. Tractul corticobulbar are originea în cortexul motor primar și realizează sinapse cu nervii cranieni ce controlează musculatura capului și gâtului. Sistemul extrapiramidal este necesar pentru menținerea posturii și reglarea funcțiilor motorii (prin mecanisme involuntare). Este implicat în ajustarea constantă a tonusului muscular al mușchilor posturali, controlul unor reflexe, controlul unor mișcări voluntare ce devin automate (ex. la om, mișcarea degetelor pentru controlul unui instrument muzical), și inhibarea unor mișcări involuntare. Sistemul extrapiramidal reprezintă un mecanism de reglare complex ce implică numeroși centri nervoși: diferite zone ale cortexului cerebral, cerebelul, talamusul, substanța reticulară și nuclei subcorticali. Este alcătuit din numeroase tracturi și nuclee. Printre acestea sunt: - Tractul reticulospinal – transmite comenzi motorii de la formațiunea reticulară (nuclei interconectați din structura trunchiului cerebral) - Tractul vestibulospinal – are un rol extrem de important în menținerea posturii patrupodale sau bipodale și are două componente. Tractul vestibulospinal medial are origine în nucleii vestibulari mediali din bulbul rahidian și se termină la nivelul neuronilor motori ai membrelor. Este responsabil de inervarea musculaturii jumătății anterioare a corpului (gât și membre anterioare). Tractul vestibulospinal lateral are origine în nucleii vestibulari laterali din punte și conține neuroni ce inervează mușchi extensori cu rol în menținerea posturii. Totodată, tractul vestibulospinal lateral are rol în inhibarea activității mușchilor flexori. - Tractul rubrospinal – origine în nucleul roșu din mezencefal și rol în stimularea neuronilor ce inervează mușchii flexori. Are un rol esențial în menținerea tonusului muscular. - Tractul tectospinal – origine în mezencefal, primește stimuli de la retină și zonele corticale de asociere vizuală, și are rol în reglarea orientării jumătății interioare a corpului (inclusiv cap, gât și ochi) ca răspuns la mișcări bruște sau anumiți stimuli puternici (ex. lumină puternică). Deducem astfel că menținerea posturii atât în stațiune cât și în dinamică, necesită participare unui număr foarte mare de structuri nervoase. Informațiile (transmise sub formă de mesaje electrice sau impulsuri electrice) provin de la nivelul sistemului locomotor și sunt generate de receptori locali pentru presiune, alungire, vibrație etc. din piele, mușchi și articulații. Alte informații provin de la nivelul aparatului vizual ce oferă date legate de poziția corpului în spațiu, prezența obstacolelor etc. Toate acestea sunt integrate cu stimulii primiți de la nivelul sistemului vestibular (localizat în urechea internă) responsabil de perceperea poziției și mișcării capului. Informațiilor culese de la receptorii periferici sunt transmise central în diferite zone ale cortexului cerebral pentru a fi integrate și pentru a genera un răspuns care este transmis pe cale descendentă, prin sistemul extrapiramidal. La nivelul trunchiului cerebral sunt preluate și potențialele electrice generate de cerebel. Stimulii electrici generați sunt trimiși apoi prin măduva spinării către neuronii motori ai musculaturii scheletice unde vor determina inhibarea selectivă a unor mușchi flexori și contracția mușchilor posturali. Căile de transmitere ascendentă și descendentă prin măduva spinării au fost ilustrate în imaginea de mai jos. SISTEMUL NERVOS PERIFERIC Sistemul nervos periferic – componente: În afara SNC, pot fi identificate componente nervoase ce intră în alcătuirea SNP. Nervii sunt structuri ce conțin pachete (sau fascicule) de fibre nervoase (axoni), vase de sânge, țesut adipos și țesut conjunctiv înconjurate de epinerv. Fasciculele nervoase sunt înconjurate de perinerv, iar fibrele nervoase sunt izolate între ele printr-o teacă de țesut conjunctiv denumită endonerv. Grupările de axoni de la nivelul SNC au o structură similară și sunt denumite tracturi nervoase. Nervii sunt distribuiți către toate țesuturile organismului și rămân conectați cu sistemul nervos central, fiind împărțiți în nervi cranieni și nervi spinali. Nervii cranieni sunt implicați în cea mai mare parte în realizarea unor funcții motorii și senzitive la nivelul capului și gâtului: I – nervul olfactiv – senzitiv: miros II – nervul optic – senzitiv: vedere III – oculomotor – motor: mișcările ochilor, mișcările pleoapelor, reducerea diametrului pupilei, acomodarea vederii IV – trochlear – motor: mișcările ochilor V – trigemen – mixt: senzitivitatea de la nivelul feței, masticația VI – abducens – motor: mișcările ochilor VII – facial – mixt: mișcarea musculaturii feței, gust, glande lacrimale, glande salivare, mișcările pleoapelor, reflex auditiv  VIII – vestibulocohlear - senzitiv: auz, echilibru IX – glosofaringian – mixt: gust, glande salivare, deglutiție X – vag – mixt: senzitivitatea de la nivelul organelor, deglutiție, inervează musculatura netedă și o mare parte a organelor toracice și abdominale XI – accesoriu – motor: mișcarea gâtului și umerilor XII – hipoglos – motor: mișcarea limbii Structura unui nerv de la exterior la interior: epinerv, țesut conjunctiv, vase de sânge, fascicule nervoase înconjurate de perinerv și formate din numeroase fibre nervoase (axoni).* Nervii spinali sunt formați din fibre nervoase și fibre senzitive care se desprind din măduva spinării în rădăcini distincte cu poziționare caracteristică, respectiv, rădăcina senzitivă dorsală și rădăcina motorie ventrală. Nervii spinali au un număr variabil în funcție de specie (ex. 36 de perechi la câine și 31 la om) și inervează țesuturile periferice de unde culeg informații pe cale senzitivă și transmit comenzi pe cale motorie. O altă componentă importantă a SNP este ganglionul. Această formațiune este alcătuită din corpuri celulare ale neuronilor periferici, și apare ca o dilatație a rădăcinii unui nerv. Cei mai numeroși ganglioni sunt de tip senzitiv și sunt localizați la nivelul rădăcinilor dorsale ale nervilor cranieni sau spinali. În acești ganglioni sunt localizate corpurile celulare ale neuronilor senzitivi ce preiau informații de la nivelul țesuturilor periferice și le trimit către SNC pe calea nervilor spinali sau cranieni. O altă categorie de ganglioni este reprezentată de ganglionii sistemului nervos autonom și sunt împărțiți în lanțul ganglionar simpatic, ganglionii paravertebrali și ganglioni terminali (localizați în apropierea sau în structura unor organe). Sistemul nervos periferic – sistemul nervos somatic SN somatic reprezintă o ramură a SNP și este asociat în cea mai mare parte cu realizarea mișcărilor corpului prin controlul voluntar al musculaturii scheletice. Nervii sistemului nervos somatic inervează mușchii striați scheletici și are atât componente senzitive cât și motorii. Este implicat și în realizarea arcurilor reflexe. Unul dintre cele mai simple reflexe este cel patelar – reflex monosinaptic ce implică o singură sinapsă între un neuron senzitiv și unul motor. SN somatic primește o informație de la nivelul SNC și o transmite prin fibre nervoase motorii către mușchii striați scheletici corespunzători. În transmiterea potențialului de acțiune prin SN somatic este implicat un singur neuron motor, a cărui somă este localizată la nivelul SNC. Axonii neuronilor motori sunt conectați de mușchi la nivelul unor structuri speciale denumite joncțiuni neuromusculare. Acestea sunt sinapse ce utilizează acetilcolina ca neurotransmițător și receptori nicotinici pe fanta postsinaptică. Potențialul de acțiune se propagă prin sinapsă în structura mușchiului și determină apariția unei contracții. Modul de realizare a contracției musculare este explicat în detaliu în capitolul Fiziologia mușchilor. Neuronii motori ai SN somatic sunt de tip multipolar, cu axonii mielinizați. Efectul potențialului de acțiune asupra mușchilor striați scheletici este întotdeauna de tip excitator. Sistemul nervos periferic – sistemul nervos autonom (vegetativ) Sistemul nervos autonom sau vegetativ este format din căi nervoase viscerale aferente, centre nervoase precum cortexul cerebral, hipotalamus sau trunchiul cerebral, și căi aferente în două tipuri de dispunere: circuite oligosinaptice cu rol în realizarea reflexelor de adaptare viscerale, și circuite complexe cu proiecții către centrii nervoși centrali. În cele ce urmează, SNV este descris ca o diviziune a SNP împărțit în două componente distincte cu roluri opuse: simpatic (sau ortosimpatic) și parasimpatic. Aceste două ramuri reprezintă porțiunile eferente ale sistemului nervos autonom. Un aspect particular al proceselor de automatism nervos este legat de Sistemul nervos enteric, care va fi discutat separat. Sistemul nervos vegetativ (SNV) este implicat în reglarea inconștientă a funcțiilor organismului (inclusiv în menținerea homeostaziei) și inervează musculatura netedă, mușchiul striat cardiac și țesutul glandular. Modificarea mediului intern este percepută de receptori, preluată pe cale senzitivă și transmisă către SNC, apoi pe cale vegetativă pentru a determina o modificare la nivelul organelor țintă. Transmiterea informației prin SNV implică doi neuroni: un neuron preganglionar cu soma în SNC și un neuron postganglionar cu soma într-un ganglion. Potențialul de acțiune trebuie să străbată două sinapse chimice, prima între neuronul preganglionar și cel postganglionar, și o a doua sinapsă între neuronul postganglionar și celulele țesutului inervat. Sistemul nervos periferic somatic implică participarea unui singur neuron cu soma localizată la nivelul sistemului nervos central și are ca efectori (țesut inervat) mușchii striați scheletici. Sistemul nervos periferic vegetativ sau autonom implică participarea a doi neuroni, primul cu soma în sistemul nervos central (roșu în imagine), denumit neuron preganglionar, și al doilea neuron (verde în imagine) cu soma localizată într-un ganglion nervos, denumit neuron postganglionar. Sistemul nervos vegetativ are ca efectori mușchii netezi, mușchiul striat cardiac și țesuturile glandulare. Neuronii vegetativi sunt în cea mai mare parte nemielinizați, deci viteza de transmitere a potențialului de acțiune este mult mai redusă decât în SN somatic. Efectul potențialului de acțiune în SNV poate fi de tip excitator sau inhibitor (ex. sinapsele parasimpatice au efect stimulator asupra contracției musculaturii netede de la nivelul intestinului iar sinapsele simpatice au efect inhibitor asupra aceluiași țesut). Sinapsele SNV au o morfologie particulară și sunt denumite varicozități. Cele două ramuri ale SNV au în mare efecte opuse dar funcționează concomitent. Parasimpaticul este asociat cu perioadele de odihnă și digestie, precum și cu procesele anabolice. În mod opus, Simpaticul este asociat cu starea de „fight or flight”, fiind predominant în perioadele stresante sau solicitante. Activarea parasimpaticului și Simpaticului are loc constant și este necesară realizarea unui echilibru între acestea pentru menținerea homeostaziei în organism. Totodată, SNV este legat de activitatea SN somatic. Această relație poate fi observată în modul de ajustare al organismului în condițiile efortului fizic crescut. Contracția musculaturii scheletice este controlată în mod voluntar cu ajutorul SN somatic, dar odată cu efortul fizic, crește și necesarul de nutrienți în grupele de mușchi folosite (ex. oxigen, energie). Pentru a face față necesarului crescut, organismul va activa o ramură a SNV pentru a produce în mod involuntar vasodilatație (creșterea diametrului vaselor de sânge) cu creșterea volumului local de sânge. SNV Simpatic Corpurile celulare ale neuronilor preganglionari simpatici sunt localizate în zona toraco-lombară a măduvei spinării. Ganglionii simpatici sunt localizați în apropierea măduvei spinării, astfel încât, axonii neuronilor preganglinari sunt mai scurți decât axonii neuronilor postganglionari. În prima sinapsă (între neuronul preganglionar și cel postganglionar), neurotransmițătorul utilizat este acetilcolina, iar receptorii sinaptici sunt nicotinici. În sinapsa de la nivelul efectorilor (dintre neuronul postganglionar și țesutul inervat), neurotransmițătorii utilizați sunt norepinefrina (noradrenalină) și epinefrina (adrenalină). Norepinefrina este sintetizată în butonul presinaptic iar epinefrina este sintetizată la nivelul glandelor suprarenale. Receptorii sinaptici de la nivelul efectorilor sunt de tip adrenergic (α1, β1, α2, β2). O excepție este observată în inervația simpatică a glandelor sudoripare și a mușchilor piloerectori, unde neurotransmițătorul din sinapsa a doua (între neuronul postganglionar și țesutul inervat) este tot acetilcolina iar receptorii sinaptici sunt muscarinici (stimulați de muscarină și inhibați de atropină). O particularitatea este întâlnită și în cazul inervației simpatice a glandei suprarenale, unde este implicat un singur neuron și singură sinapsă. Neurotransmițătorul utilizat este acetilcolina iar receptorii sinaptici sunt de tip nicotinic. Efectele SNV simpatic sunt variate și pot fi de tip excitator sau inhibitor în funcție de țesutul inervat și de tipul receptorilor stimulați. Efectele principale ale SNV simpatic au fost schematizate în Figura 29. La nivelul ochilor, stimularea receptorilor α1 va duce la producerea midriazei prin contracția musculaturii radiale a irisului. Totodată, stimularea receptorilor β2 va duce la relaxarea mușchilor ciliari cu acomodarea vederii la distanță. În sistemul cardio-circulator, activarea receptorilor α1 și 2 din arteriole produce vasoconstricție (reducerea diametrului vaselor de sânge) cu rol în scăderea cantității de sânge din organe. Activarea acelorași receptori din vene produce tot vasoconstricție, cu scopul creșterii volumului de sânge trimis din spațiul venos către cord. Activarea receptorilor β1 din cord produce o stimulare a țesutului cardiac, cu creșterea frecvenței cardiace, a forței de contracție a cordului și a vitezei de conducerea a potențialului de acțiune în țesutul cardiac. Toate aceste modificări au ca efect creșterea volumului de sânge ejectat de către cord, pentru a îmbunătăți aprovizionarea cu oxigen a țesuturilor. Activarea receptorilor β2 de la nivelul arteriolelor, mai exact la nivelul vaselor coronare și a mușchilor striați scheletici, produce vasodilatație (creșterea diametrului vaselor de sânge) pentru a îmbunătăți aprovizionarea locală cu oxigen. La nivelul pulmonilor, efectele simpatice sunt de bronhodilatație prin stimularea receptorilor β2 și de scădere a cantității de secreții prin stimularea receptorilor α1 și β2. Aceste modificări ajută la creșterea volumului de aer care pătrunde în pulmoni. La nivelul sistemului digestiv, stimularea receptorilor α1 și β2 produce scăderea motilității intestinale și contracția sfincterelor locale prin stimularea receptorilor α1. Stimularea receptorilor β2 de la nivelul vezicii biliare are ca efect contracția sfincterului vezical și relaxarea pereților organului, ceea ce va inhiba golirea organului, deci eliberarea secreției biliare în lumenul intestinal. De asemenea, prin activarea receptorilor α, se produce o inhibarea a producerii și eliberării de secreții pancreatice. Glandele salivare aflate sub stimulare simpatică a receptorilor α1 și β2, vor produce o cantitate redusă de salivă. Stimularea simpatică a receptorilor β2 ai sistemului excretor (urinar) duce la inhibarea urinării prin contracția sfincterului uretral intern și relaxarea peretelui vezical (mușchiul detrusor). În rinichi, SNV simpatic acționează asupra vaselor de sânge, producând vasoconstricție cu scăderea cantității de urină produsă. Totodată, efectul local al simpaticului este de creștere a sintezei locale de renină (prin stimularea receptorilor β1, ceea ce va duce la creșterea volumului de sânge din circulație (prin sistemul renină – angiotensină – aldosteron, cu detalii suplimentare în capitolul Endocrinologie). La nivelul ficatului, SNV simpatic acționează asupra receptorilor α1 și β2, și produce glicogenoliză și gluconeogeneză. Aceste modificări au rol în mobilizarea rezervelor de glucoză pentru aprovizionarea organismului cu energie. Un alt efect al SNV simpatic este cel de facilitare a procesului de termoreglare prin stimularea activității glandelor sudoripare și stimularea contracției mușchilor piloerectori. În glandele suprarenale (medulosuprarenale), efectul simpatic este de stimulare a sintezei și eliberării de epinefrină și norepinefrină. Acești neurohormoni vor acționa asupra altor țesuturi în organism și vor produce efecte de tip simpatic. În țesutul adipos alb, efectele SNV simpatic sunt de stimulare a lipolizei și de creștere a ratei metabolice. Totodată, are un rol inhibitor asupra sintezei de leptină, iar diverse studii realizate pe animale de laborator au demonstrat existența unui sistem de feedback prin care creșterea cantității de leptină din circulație duce la intensificarea activității simpatice, probabil pentru a crește consumul de energie și a genera căldură necesară pentru termoreglare. Organele limfoide secundare au inervație simpatică, ceea ce indică o comunicare strânsă între această ramură a SNV și sistemul imun al organismului. S-a demonstrat ca efectele simpatice pot fi atât de stimulare, cât și de inhibare a răspunsului imun. La rândul lor, celulele imune pot regla activitatea sistemului nervos simpatic prin eliberarea de mediatori specifici precum citokine sau interleukine.33, 34 În SNC, sistemul noradrenergic (norepinefrina) are roluri în stimularea plasticității neuronale și a transportului potențialului de acțiune, prin activarea receptorilor α1 și β. Câteva efecte notabile ar fi cele de stimulare a memoriei de lucru, a atenției, învățării spațiale și a vigilenței. SNV Parasimpatic Este asociat cu perioadele de repaus și are tendința de a inhiba răspunsul la stres. Parasimpaticul crește activitatea digestivă, scade frecvența cardiacă, scade frecvența respiratorie și scade rata metabolică. Fibrele nervoase vegetative parasimpatice își au originea în măduva cervicală și sacrală, iar ganglionul se află aproape de țesutul efector. Astfel primul neuron va fi mai lung decât al doilea. Acetilcolina este neurotransmițătorul utilizat de ambele sinapse ale sistemului vegetativ parasimpatic. Receptorii de la nivelul sinapsei ganglionare sunt receptori nicotinici, iar receptorii de la nivelul efectorilor sunt receptori muscarinici. Receptorii muscarinici sunt stimulați de acetilcolină și inhibați de atropină. Odată cu administrarea atropinei se va bloca efectul parasimpaticului, astfel, simpaticul va avea efecte predominante. Ex: în medicina de urgență, în cazul scăderii frecvenței cardiace, se administrează atropină pentru a bloca efectul parasimpaticului, apoi se administrează adrenalină pentru stimularea efectului simpatic (creșterea frecvenței cardiace). Efectele SNV Parasimpatic Ochi – mioză (micșorarea pupilei), bombarea cristalinului pentru favorizarea focalizării  Glande – stimulează secreția (gl. Nazale, lacrimale, salivare, gastrice, pancreas) Cord – scade frecvența cardiacă și forța de contracție, produce vasoconstricție la nivelul vaselor coronare Vezică urinară și uretră – produce contracția peretelui vezicii urinare și relaxarea sfincterului uretral pentru a favoriza golirea vezicii urinare Pulmon – contracția bronhiolelor Intestin – crește peristaltismul, crește secrețiile digestive, favorizează relaxarea sfincterelor Ficat – stimulează contracția vezicii biliare, nu are efect asupra țesutului hepatic Rinichi – nu are efect asupra rinichiului Vase de sânge – vasodilatație Sânge, țesut adipos, sistem nervos – nu are efecte Neurotransmițător Receptor Agonist Antagonist ACh Nicotinic Nicotină Curare Muscarinic Muscarină Atropină Dopamină Dopaminergic Apomorfină Haloperidol α Fenilefrină Fenoxibenzamină Epinefrină și Norepinefrină β Izoprotenerol Propanolol Serotonină Serotonergic Quipazină Metisergidă