Fisiologia del Sistema Nervoso PDF

FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO SNC: è cos3tuito da cervello e midollo spinale. Rappresenta il nostro centro di comando. Il SNC controlla i movimen3 muscolari, assembla e interpreta tuIe le informazioni sensoriali che arrivano...

FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO SNC: è cos3tuito da cervello e midollo spinale. Rappresenta il nostro centro di comando. Il SNC controlla i movimen3 muscolari, assembla e interpreta tuIe le informazioni sensoriali che arrivano dal Sistema Nervoso Periferico (SNP), cos3tuito da da nervi motori e sensi3vi SNP: è cos3tuto dalle fibre nervose che dal SNC si diramano nell’organismo (nervi periferici). È formato da 31 paia di nervi spinali e 12 paia di nervi cranici. Grazie alla trasmissione nervosa, i nervi periferici consentono alle diverse par3 del corpo di comunicare tra loro in modo rapido ed efficace. I nervi spinali trasportano messaggi sia sensoriali che di movimento e sono chiama3 nervi mis.. Tra i nervi cranici ci sono cinque coppie di nervi motori, tre paia di nervi sensoriali e quaIro paia di nervi mis3. La comunicazione tra SNC e SNP avviene tramite le corna ventrali e dorsali del midollo spinale: Vie efferen3 —> partono dalle corna ventrali Vie afferen3 —> partono dalle corna dorsali ORGANIZZAZIONE Il neurone si dis3ngue in dendri3, corpo cellulare e assoni; il nervo racchiude numerosi fasci di assoni, che sono incapsula3 in fasci e fascicoli. I neuroni possono essere di 3pologie diverse (richiamo ad anatomia). Gli assoni dei nervi sono rives33 da una sostanza chiamata mielina, ovvero una guaina che avvolge gli assoni con una funzione isolante. È intervallata da nodi di Ranvier, che sono delle sorte di “stazioni di ricarica” per il ripris3no della differenza di potenziale tramite la pompa sodio-potassio —> potenziale d’azione saltatorio. Il Sistema Nervoso è sostenuto dalla glia, ovvero il sistema di sostentamento del SNC: Oligodendroci3: producono mielina nel SNC Cellule di Shwann: producono mielina nel SNP Atroci3: danno sostegno ai neuroni Microglia: funzione fagocitaria La sinapsi avviene quando arriva il potenziale eleIrico e può essere di due 3pi: EleOrica: tramite contaIo tra neuroni pre e post-sinap3co Chimica: rilasciano neurotrasmeNtori che sollecitano i receIori di membrana del neurone post-sinap3co.  I SEGNALI ELETTRICI DEI NEURONI POTENZIALE DI MEMBRANA Il potenziale di membrana è determinato dalla differenza di carica elettrica tra il citoplasma e il liquido extracellulare, dato dalla diversa concentrazione di ioni e la permeabilità cellulare a questi ioni. Sebbene la membrana cellulare sia permeabile sia a Na che K, ma maggiormente a K, c’è una tendenza del potassio a uscire seguendo il gradiente, generando così un potenziale di membrana di – 70 mV. Ci sono quattro principali tipi di canali ionici a cancello del neurone: Canali per l’Na+ (e.g., regolazione meccanica sensoriale) Canali per il K+ (voltaggio dipendenti) Canali per il Ca2+ (segnale di esocitosi del neurotrasmettitore) Canali per il Cl- (in seguito a legame con vari neurotrasmeNtori) Il potenziale di membrana varia in base ai tipi di potenziali: Potenziali graduati: restano a breve distanza dal punto d’origine —> perde di intensità man mano che si allontana dal punto d’origine Prima dell’assone si ha una zona trigger: se si depolarizza c’è potenziale di azione, se non si depolarizza abbastanza l’assone non invia il segnale —> affinché il segnale passi alla sinapsi, la zona trigger deve depolarizzarsi fino al valore soglia (-45mV) Esistono due tipi di potenziali graduati: Ø EPSP (potenziali post-sinaptici eccitatori): fanno entrare Na+ dentro alla cellula, depolarizzando la membrana Ø IPSP (potenziali post-sinaptici inibitori): fanno entrare Cl- dentro alla cellula, iperpolarizzando la membrana Non conta solo l’intensità del segnale in ingresso, ma anche il tipo di segnale che determinerà se la zona trigger depolarizzerà o no, e di conseguenza se quel neurone scaricherà l’impulso al neurone successivo oppure no. Potenziali d’azione: viaggiano rapidamente sulla lunga distanza LA SOMMAZIONE Spaziale: due volte vicine nello spazio —> se input 1 e 2 scaricano l’impulso insieme, le due scariche si sommano e quindi aumenterà l’intensità che scorrerà in direzione della zona trigger  Temporale: due volte vicine nel tempo —> se input 1 scarica una volta sola avrà una sua depolarizzazione, ma se input 1 scarica due volte vicine nel tempo, non dando il tempo al primo di tornare al valore di base, si sommano e il potenziale che correrà verso la zona trigger sarà maggiore Sommando sommazione spaziale + temporale + segnali eccitatori e inibitori si cambia il modo in cui un neurone viene regolato. Es. A —> 3 sinapsi che vanno a s3molare un neurone, e sono tuIe e 3 eccitatorie (= s3molano l’ingresso del sodio); se noi le facciamo s3molare una alla volta non servono a nulla (potenziale insufficiente), ma se si sommano si ha un enorme potenziale di membrana Es. B —> due boIoni sinap3ci eccitatori e uno inibitorio; se si hanno solo A e B si avrà una breve depolarizzazione, se si va ha solo C si avrà ugualmente una breve depolarizzazione, e in base che io s3a dando A+C, A+B, B+C o A+B+C avrò una variazione di un determinato 3po del mio potenziale. POTENZIALE D’AZIONE I potenziali d’azione differiscono dai potenziali graduati perché: I potenziali di azione sono identici tra loro Non perdono intensità viaggiando lungo la cellula Il potenziale d’azione misurato all’estremità assonale distale è identico a quello partito dalla zona trigger (in condizioni fisiologiche). L’intensità del potenziale graduato non influisce sul potenziale d’azione, purché soprasoglia: «fenomeni tutto o nulla» —> l’importante è superare la zona trigger da cui parte il potenziale di azione, che avrà sempre la stessa intensità (non cambia se si supera il valore soglia di tanto o di poco, non influenza il potenziale di azione) IL PERIODO REFRATTARIO Il periodo refraIario può essere: Assoluto: tuIo quello che riguarda il potenziale di azione fino al valore soglia Rela.vo: va dal raggiungimento del valore soglia, l’iperpolarizzazione e il normale ritorno al potenziale di membrana Serve per evitare che i potenziali di azione si sommino tra loro. Se si s3mola poco si hanno meno potenziali di azione e meno rilascio di neurotrasmeNtori, più alta è la frequenza di scarica (nº di potenziali di azione), più intenso sarà lo s3molo al tessuto ricevente (nº di neurotrasmeNtori). Da sapere: dopamina, norepinefrina (= neurotrasmeNtore ortosimpa3co), ace3lcolina (= rilasciata sulla placca muscolare per la contrazione del muscolo, appar3ene al sistema parasimpa3co), endorfine, sostanza P, glutammato e gaba IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC) Telencefalo Ø Processi cogni3vi, funzioni intelleNve Ø Immagazzinamento ed elaborazione dei ricordi Ø Regolazione conscia ed inconscia delle contrazioni dei muscoli scheletrici Diencefalo Ø Talamo: centri di trasmissione ed elaborazione delle informazioni sensi3ve Ø Ipotalamo: centri di controllo delle emozioni, delle funzioni autonome e della produzione di ormoni Ø Ipofisi Tronco encefalico Ø Mesencefalo —> elaborazione delle informazioni visive e udi3ve, generazione dei riflessi motori soma3ci e mantenimento dello stato di coscienza Ø Ponte —> trasmissione delle informazioni sensi3ve al cervelleIo e al talamo, centri motori soma3ci e viscerali Ø Bulbo —> trasmissione delle informazioni sensi3ve al talamo e ad altre porzioni del tronco encefalico, centri autonomi per la regolazione delle funzioni viscerali (aNvità degli appara3 cardiovascolare, respiratorio e digerente) CervelleOo —> funzione: equilibrio, controllo postura, coordinazione fine dei movimen3 grazie a integrazione di sistemi di feedforward e feedfeedback —> in coordinazione con diverse struIure ha diversi feedback dalla periferia, li integra e li legge. Se ques3 input corrispondono, allora esegue l’azione; se l’input sensoriale non corrisponde allora va a correggerlo —> reclutamento neuroni/motoneuroni/muscoli Ø Coordinamento degli schemi motori soma3ci complessi Ø Correzione dei comandi di altri centri motori soma3ci dell’encefalo e del midollo spinale I LOBI IL SISTEMA VENTRICOLARE Il cranio presenta un volume interno di 4L: 1L cellulare 100 – 150ML plasma 250 – 300mL liquido cerebrospinale + liquido inters3ziale Il liquido cerebrospinale, o liquor, è una soluzione di Sali con3nuamente secreta nelle cavità cerebrali deIe ventricoli: 2 ventricoli laterali (I e II) e due ventricoli discenden3 (III e IV). La maggior parte del liquor è secreto dal plesso coroideo (formato dai capillari e un epitelio di trasporto, deIo ependima), che pompa Na e altri solu3 nei ventricoli a cui segue acqua per gradiente osmo3co. Il sistema ventricolare: Circonda e bagna le superfici esposte del SNC Sos3ene l’encefalo (che vi galleggia) Trasporto di sostanze nutri3zie di scarto I plessi producono circa 500mL di LCS al giorno e il suo volume totale è di 150mL (1/4 nelle cavità encefaliche, ¾ nello spazio subaracnoideo) —> viene sos3tuito ogni 8h. Passa dalle cavità ventricolari allo spazio subaracnoideo aIraverso i fori situa3 nel IV ventricolo L’HOMUNCULUS Le funzioni cogni3ve si trovano preIamente a livello del lobo frontale (paziente “frontalizzato” —> demenza/deficit cogni3vi. Nella corteccia motoria e sensoriale si dis3ngue una struIura anatomica topografica che prende il nome di homunculus —> ci da due informazioni: La distribuzione delle aree che vengono innervate dipende dalla posizione che hanno i neuroni di riferimento. Ø TuN gli assoni dei motoneuroni convergono nella capsula interna In aree in cui c’è un bisogno estremo di controllo e di una grande precisone (viso/mani) avrò bisogno di più neuroni in quelle aree corporee —> diversa dimensione delle par3 del copro nell’homunculus SOSTANZA BIANCA E SOSTANZA GRIGIA Il SNC è formato da sostanza bianca e grigia: Grigia: corpi cellulari dei neuroni Bianca: assoni dei nueroni A livello dell’encefalo i corpi cellulari vanno verso la periferia, mentre nel midollo spinale i corpi cellulari vanno verso il SNC. I fasci di assoni, che della periferia si raggruppano a livello centrale, danno origine alle vie motorie ascenden3 e discenden3. Vie motorie discenden.: a livello del bulbo c’è la decussazione dei fasci piramidali —> non tuIe le fibre motorie decussano a livello bulbare: Ø Il traIo cor3cospinale laterale decussa a livello del bulbo Ø Il traIo cor3cospinale anteriore arriva fino al midollo spinale lombare e qui farà sinapsi e andrà sulla porzione laterale opposta  Questo spiega il meccanismo delle vie piramidali, ovvero perché quando c’è una lesione cor3cale destra la sintomatologia sarà invece a sinistra Vie motorie ascenden.: percezione neurone periferico —> sinapsi —> partono i neuroni centrali di primo ordine, risalgono a livello di bulbo e decussano —> partono i neuroni di secondo ordine, risalgono ulteriormente a livello talamico e decussano nuovamente —> partono i neuroni di terzo ordine I NERVI CRANICI IL SISTEMA LIMBICO Il sistema limbico è importante perché prende in considerazione tuIa una serie di struIure, tra cui talamo, ipotalamo, ippocampo, amigdala, corteccia cingolata. Regola emozioni, memoria, personalità, umore. IL SISTEMA NEUROVEGETATIVO Il sistema neurovegeta3vo è autonomo e si dis3nguono due vie: Ortosimpa.ca: la fibra pregangliare rilascia ace3lcolina al ganglio —> s3mola la fibra postgangliare —> rilascia noradrenalina. Parasimpa.ca: la fibra pregangliare rilascia ace3lcolina al ganglio —> s3mola la fibra postgangliare —> rilascia ace3lcolina L’eccezione la fanno le ghiandole sudoripare: s3molo ortosimpa3co ma s3molato da un rilascio di ace3lcolina; quindi, è simpa3co ma colinergico. L’AUTOREGOLAZIONE CEREBRALE Questa autoregolazione ci dice che il flusso di sangue dipende da due faIori: La pressione del liquido La resistenza dei vasi: determinata dal raggio del vaso (vasodilatazione e vasocostrizione) Quando aumenta la pressione aumenta il flusso e viceversa, problema —> la pressione non è sempre costante, ma cambia durante il corso della giornata, ma il SNC ha bisogno di una sua costanza pressoria del sangue, deve mantenere un flusso costante. Questo lo fa grazie a questo meccanismo per il quale, quando varia la pressione, vari anche il diametro dei vasi, che modifica le resistenze e permeIe che il flusso ema3co res3 costante. Questo funziona tra valori compresi tra 60 e 150, soIo o sopra ques3 si perde la capacità di autoregolare: SoIo 60: flusso ema3co cade Sopra i 150: flusso ema3co sale Problema grosso —> in diverse patologie l’autoregolazione salta del tuIo o restringe il suo campo di funzionamento —> soggeN a variazioni di flusso ema3co cerebrale IL SONNO Il sonno è una funzione fondamentale per l’organismo, e per i meccanismi di apprendimento e per il recupero. Ci sono vari strumen3 u3li a inves3gare la qualità del sonno, da quelli descriNvi soggeNvi, a quelli più oggeNvi e strumentali. Si possono u3lizzare dei ques3onari (ESS, PSQI), oppure diari del sonno, per monitorare su larga scala la qualità del sonno. Le indagini strumentali includono l’uso di ac3grafi e la polisonnografia —> la polisonnografia (= indagine strumentale di riferimento) richiede la valutazione EEG, i movimen3 oculari, e il tono muscolare. Parametri aggiun3vi includono l’ECG, il respiro, la saturazione, i movimen3 degli ar3, ecc. PermeIono una quan3ficazione in fasi di sonno non REM (NREM) e sonno REM. L’ipnogramma, ovvero la dis3nzione del sonno nelle sue varie fasi, si crea grazie alla polisonnografia. Le fasi del sonno sono: Veglia: frequenza «alfa» (8-12 Hz), rilassamento Stadio 1: EEG frequenza «theta» (3-7 Hz) Stadio 2: frequenza theta + complessi k e spindles del sonno Stadio 3: frequenza «delta» (0.5-4 Hz) o sonno profondo Stadio 4: frequenza «delta» Stadio 3 e 4 non hanno differenze, si può parlare solo di stadio 3  Fase REM: frequenze miste, a dente di sega. ANvità onirica, aumento metabolismo. Paralisi muscoli, ridoIo controllo neurovegeta3vo —> spiega eventuali problema3che di controllo della vescica, come anche l’erezione noIurna. Perdita della capacità di termoregolazione Come si valuta il sonno? PSQI: ques3onario che indaga seIe aree: 1. Qualità soggeNva del sonno 2. Latenza del sonno 3. Durata 4. Efficienza abituale 5. Disturbi del sonno 6. Uso di farmaci 7. Disfunzioni giornaliere —> si oNene un punteggio finale ESS: scala della sonnolenza —> chiede di valutare da una scala da 0 – 3 la probabilità di appisolarsi/addormentarsi durante varie situazioni OBSTRUCTIVE SLEEP APNOEA (OSA) è Apnee noIurne: per ragioni otorinolaringoiatriche od obesità c’è un'occlusione delle vie aree durante la noIe che provoca ipossia —> aumenta pressione polmonare, aNvità SNA —> stress ossida3vo, infiammazione, disfunzioni endoteliali, cambiamen3 circolatori —> ipertensione, malaNe neurodegenera3ve, malaNe cardiovascolari, cancro, depressione, malaNa metaboliche IL RITMO CIRCADIANO Si traIa di un orologio biologico che programma una serie di risposte ormonali, biologiche e fisiologiche per determinate azioni. Questo perché abbiamo una variabilità gene3ca che influisce sul ritmo circadiano e sulla storia omeosta3ca del ciclo sonno veglia. TuIo questo porta al rischio di avere sintomi del jet lag: se si varia rapidamente il fuso orario, l’orologio biologico entra in confliIo con l’ambiente esterno —> si dice di avere circa un giorno per ogni ora di fuso che varia (es. vado in Giappone che sta a 6/7 ore di fuso orario, per recuperare completamente avrò bisogno di 6/7 giorni). SCLEROSI MULTIPLA E FENOMENO DI UHTOFF Il fenomeno di Uhtoff riguarda la sensibilità al calore e in par3colare dice che quando la temperatura del corpo aumenta, il nervo amielinizzato perde capacità di condurre —> il paziente con sclerosi mul3pla quando fa caldo starà sempre peggio