Acquisizione sensoriale. Integrazione. Recettore sensoriale. Stimolo motorio. Encefalo e midollo spinale. Sistema nervoso centrale (SNC) Effettore

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2 Il sistema nervoso ha tre funzioni fondamentali: L acquisizione sensoriale: è la trasmissione di impulsi dai recettori sensoriali ai centri di elaborazione cioè l encefalo e il midollo spinale L integrazione: è l interpretazione degli impulsi sensoriali la formulazione di risposte nei centri di elaborazione Lo stimolo motorio: è la conduzione degli impulsi da un centro di elaborazione alle cellule effettrici che provvedono alle risposte del corpo. L informazione è trasmessa sotto forma di impulso e passa dai recettori ai centri di elaborazione e infine agli effettori attraverso i NEURONI. Recettore sensoriale Effettore Acquisizione sensoriale Stimolo motorio Sistema nervoso periferico (SNP) Integrazione Encefalo e midollo spinale Sistema nervoso centrale (SNC)

3 La struttura del neurone

4 Che cosa da origine al potenziale di riposo? La membrana trattiene all interno della cellula molecole cariche negativamente quali le proteine. Inoltre essa possiede canali e pompe in grado di permettere il passaggio di sodio (Na+) e potassio (K+). Il vantaggio della membrana a riposo risiede in un maggiore passaggio di questi elementi. Per mantenere il potenziale di riposo occorre una proteina che funge da pompa sodio potassio (Na+ - K+). L azione combinata delle molecole cariche negativamente all interno della cellula e della diffusione degli ioni K+ da origine a gran parte del potenziale di riposo Membrana plasmatica Microelettrodo posto dentro la cellula Esterno della cellula Na + Na + Canale del sodio Membrana plasmatica Na + Proteina Na + Voltmet ro 70 mv Neurone Microelettrodo posto fuori dalla cellula Assone K + Na + Na + Na+ Na + K + Na+ Canale del K potassio + K + K + Interno della cellula Na + K+ K + Na + Na + Na + Na + Pompa Na + - K + K + K + K + K + K + Na +

5 Variazione del potenziale di membrana durante un impulso nervoso

6 Uno stimolo è un qualsiasi fattore che da origine ad un impulso nervoso. Un impulso nervoso è generato da un cambiamento del potenziale di membrana. 1 stato di riposo:nessun flusso netto di ioni attraverso la membrana 2 I canali del sodio cominciano ad aprirsi e alcuni ioni Na+ entrano nel neurone rendendo leggermente meno negativa la membrana 3Molti canali del sodio si aprono e gli ioni Na+ entrano (i canali del potassio sono chiusi) 4 aumenta la carica positiva all interno della membrana e la concentrazione di ioni Na+ e il potenziale raggiunge il suo massimo valore dunque i canali Na+ diventano inattivi. I canali del potassio si aprono e gli ioni K+ diffondono all esterno della membrana.

7 1 2 Assone Primo potenziale d azione Secondo potenziale d azione Terzo potenziale d azione Segmento di assone 1 Quando la regione azzurra dell assone apre i suoi canali del sodio, gli ioni Na+ entrano velocemente e si genera il potenziale d azione. 2 Quando nello stesso tratto si aprono i canali del potassio Gli ioni K+ diffondono fuori dall assone nello stesso tempo i canali del sodio si chiudono e si disattivano e il potenziale d azione scompare. 3 Nel momento in cui la membrana assonica torna al suo stato di riposo non avremo più alcuna traccia del potenziale d azione 3

8 Il sistema nervoso è diviso in: Sistema nervoso centrale che è costituito dall encefalo e dal midollo spinale. Sistema nervoso periferico che è formato dai nervi che trasmettono i messaggi verso l interno e l esterno del sistema nervoso centrale.

9 Il sistema nervoso dei vertebrati Il sistema nervoso dei vertebrati mostra un alto livello di centralizzazione e cefalizzazione. Il sistema nervoso centrale dei vertebrati è costituito da un encefalo e da un midollo spinale.

10 I mammiferi hanno una corteccia cerebrale più estesa e complessa di qualsiasi altro vertebrato, infatti, quella umana ha così tante circonvoluzioni da rappresentare più dell 80% della massa encefalica globale;l uomo ha,in base alle dimensioni del corpo,l area superficiale encefalica più estesa di tutti gli altri animali.

11 Un nervo è fascio di fibre neuronali (assoni e dendriti) avvolte nel tessuto connettivo. Il sistema nervoso periferico possiede oltre ai nervi anche i GANGLI che raggruppano i corpi cellulari dei neuroni presenti nei nervi. Vi sono tre tipi di neuroni adibiti alle tre funzioni del sistema nervoso: i neuroni sensoriali contribuiscono all acquisizione sensoriale trasportando le informazioni provenienti dai recettori verso il sistema nervoso centrale. Gli interneuroni si trovano all interno del sistema centrale e integrano i dati forniti dai neuroni sensoriali e trasmettono i segnali corrispondenti ai neuroni motori. I neuroni motori trasmettono i segnali dal sistema centrale alle cellule effettrici che formulano una risposta.

12 Sistema nervoso centrale (SNC) Sistema nervoso periferico (SNP) Encefalo Midollo spinale Nervi cranici Gangli Nervi spinali

13 La struttura del midollo spinale Il midollo spinaleè collocato all interno della cavità vertebrale della colonna vertebrale. Le meningisono tre strati di rivestimento di tessuto connettivo che si estendono intorno al midollo e lo proteggono. Il midollo è protetto anche da un cuscinetto di grasso e di tessuto connettivo posto nello spazio epidurale.

14 La struttura del midollo spinale Lo strato più esterno delle meningi è la dura madre. Lo strato intermedio è l aracnoide. Lo strato più interno è la pia madre.

15 Ilmidollo spinale riceve le informazioni sensoriali dalla pelle o dai muscoli e invia comandi motori. L encefalo è il principale sistema di controllo del sistema nervoso e include i centri per l omeostasi che consentono il corretto funzionamento degli organi, i centri sensoriali che comprendono le informazioni provenienti dagli occhi,dalle orecchie,dal naso e dagli altri organi di senso. L encefalo influisce sul funzionamento sul midollo spinale,inviando i propri comandi motori ai muscoli volontari. Sia l encefalo che il midollo spinale comprendono alcuni compartimenti cavi, queste cavità piene di liquido chiamate ventricoli nell encefalo sono contigue con il canale ependimale del midollo spinale. I ventricoli e il canale ependimale contengono il liquido cerebrospinale che funziona da ammortizzatore del sistema nervoso centrale che lo rifornisce di sostanze nutritive, di ormoni e di globuli bianchi. Il sistema nervoso centrale ha due parti distinte: la sostanza biancache è costituita da assoni e da dendriti e la sostanza grigiache è composta principalmente da corpi cellulari.

16 La struttura del midollo spinale Il midollo spinale conduce gli impulsi nervosi lungo i fasci e funziona da centro di integrazione dei riflessi spinali.

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18 Le funzioni del midollo spinale La sostanza bianca e la sostanza grigia hanno due funzioni omeostatiche fondamentali. La sostanza bianca consiste di vie che funzionano da autostrade per la propagazione degli impulsi nervosi. La sostanza grigia riceve e integra l informazione in entrata ed in uscita ed è il sito di integrazione ed elaborazione dei riflessi.

19 Le funzioni del midollo spinale Il riflessoè una sequenza involontaria automatica e rapida di azioni che si verifica in risposta a uno stimolo preciso.

20 Riflesso di ritrazione ARCO RIFLESSO

21 Encefalo Ganglio Muscolo quadricipite Midollo spinale SNC Muscoli flessori Nervo SNP

22 Le trentuno coppie di nervi spinali I nervi spinali sono la via di comunicazione tra il midollo spinale e i nervi che afferiscono a specifiche regioni corporee. Vi sono 31 coppie: 8 coppie di nervi cervicali; 12 coppie di nervi toracici; 5 coppie di nervi lombari; 5 coppie di nervi sacrali; 1 coppia di nervi coccigei.

23 Le trentuno coppie di nervi spinali Ogni nervo spinale è avvolto da strati di rivestimento protettivo di tessuto connettivo. I singoli assono sono circondati dall endonevrio. Gruppidiassoni sono disposti in fasci, ognuno dei quali è avvolto nel perinevrio. Il rivestimento superficiale di tutto il nervo è costituito dall epinevrio.

24 Le trentuno coppie di nervi spinali

25 Le trentuno coppie di nervi spinali Poco dopo l uscita dal foro vertebrale il nervo spinale si suddivide in numerosi rami che, se diretti nella stessa regione, si intrecciano a formare dei plessi.

26 Le trentuno coppie di nervi spinali Plesso cervicale: raggiunge pelle e muscoli della nuca, la parte superiore delle spalle e il diaframma. Plesso brachiale: innerva gli arti superiori e molti muscoli di collo e spalle. Plesso lombare: innerva la parete addominale, i genitali esterni e parte degli arti inferiori. Plesso sacrale: innerva i glutei, il perineo e gli arti inferiori.

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28 L encefalo L encefaloè uno degli organi più grandi del corpo. Le quattro parti principali dell encefalo sono tronco cerebrale; diencefalo; il cervello; cervelletto.

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31 Regioni dell encefalo embionale Prosencefalo Regioni presenti nell adulto Cervello (emisferi cerebrali; comprende la corteccia, la sostanza bianca e i nuclei basali) Diencefalo (talamo, ipotalamo, ipofisi, epifisi) Mesencefalo Mesencefalo (parte del tronco encefalico) Rombencefalo Ponte (parte del tronco) Cervelletto Midollo allungato (parte del tronco encefalico) Mesencefalo Rombencefalo Emisfero cerebrale Diencefalo Mesencefalo Ponte Cervelletto Midollo allungato Prosencefalo (Embrione un mese) Midollo spinale Feto (tre mesi)

32 Corteccia cerebrale Cervello Prosencefalo Talamo Ipotalamo Ipofisi Mesencefalo Rombencefalo Ponte Midollo allungato Midollo spinale Cervelletto

33 L encefalo

34 Encefalo umano e le sue parti

35 L encefalo Il midollo spinale e l encefalo sono protetti dal liquidocerebrospinale, un liquido trasparente che trasporta ossigeno e glucosio. Il liquido cerebrospinale circola nello spazio subaracnoideo, intorno al cervello e al midollo spinale in cavità chiamate ventricoli. I siti di produzione del liquido cerebrospinale sono i plessi corioidei.

36 L encefalo Il liquido cerebrospinaleviene riassorbito nel sangue tramite i villi aracnoidali, prolungamenti digitiformi dell aracnoide e drena in una vena chiamata seno sagittale superiore.

37 L encefalo

38 L encefalo Il troncoencefalicoè la parte dell encefalo compresa tra il midollo spinale e il diencefalo. Consiste di tre regioni: il midollo alllungato; il ponte; il mesencefalo.

39 L encefalo Il midolloallungatoè la continuazione del midollo spinale e forma la parte inferiore del tronco encefalico. Nella sostanza bianca del midollo allungato si trovano tutte le vie sensitive e motorie che si estendono tra il midollo spinale e le altre parti encefaliche. I due nuclei qui contenuti sono il centro cardiovascolare; il centro respiratorio.

40 L encefalo Il ponte è collocato al di sopra del midollo allungato e anteriormente al cervelletto. Comprende sia nuclei sia fasci. Connette tra loro le parti dell encefalo.

41 Il mesencefalo collega il ponte al diencefalo. La parte anteriore del mesencefalo è composta da una coppia di grossi fasci di fibre detti peduncoli cerebrali.

42 L encefalo Le principali regioni del diencefalo sono: il talamo, l ipotalamo e la ghiandola pineale o epifisi.

43 L encefalo Il talamoconsiste di masse ovali di sostanza grigia accoppiate, organizzate in nuclei, con tratti intercalati si sostanza bianca. Il talamo contribuisce alle funzioni motorie trasmettendo l informazione. L ipotalamoè la piccola parte del diencefalo che si trova inferiormente al talamo e superiormente alla ghiandola pituitaria.

44 L encefalo Le principali funzioni dell ipotalamo sono: controllo del SNA; controllo dell ipofisi e produzione di ormoni; produzione di emozioni e impulsi comportamentali; regolazione dell assunzione di cibi e bevande; controllo della temperatura corporea; regolazione dei ritmi circadiani e dello stato di veglia.

45 L encefalo Il cervellettoè formato da due emisferi cerebellari, ubicati posteriormente al midollo allungato e al ponte e inferiormente al cervello. La superficie, detta corteccia cerebellare, consiste di sostanza grigia. È collegato al tronco encefalico da fasci, detti peduncoli cerebellari. Il cervelletto ha il compito di valutare i movimenti intenzionali programmati dalla corteccia cerebrale con quanto accade realmente.

46 L encefalo Il cervello o (telencefalo) è composto dalla cortecciacerebrale:una regione interna di sostanza cerebrale bianca e nuclei di sostanza grigia all interna di questa.

47 L encefalo Durante lo sviluppo embrionale, la sostanza grigia si sviluppa più rapidamente della sostanza bianca e si avvolge e si ripiega su se stessa, formando delle pieghe dette circonvoluzioni. I profondi solchi tra le pieghe sono le scissure e le leggere scanalature sono i solchi.

48 L encefalo La scissura longitudinale divide il cervello in due metà, destra e sinistra, dette emisferi cerebrali. Questi sono collegati tra loro dal corpo calloso.

49 L encefalo In profondità in ogni emisfero si trovano tre nuclei, chiamati nuclei della base e sono il globo pallido, il putamen e il nucleo caudato.

50 L encefalo Il sistema limbico è costituito da un anello di strutture che avvolge la parte superiore del tronco encefalico e del corpo calloso. Elabora e controlla gli aspetti emozionali del comportamento.

51 L encefalo si ammette che il sistema limbico intervenga nella modulazione dello stato affettivo di base e dell ansia, nelle reazioni di paura e in quelle aggressive, nei comportamenti alimentare e sessuale; si ammette altresì che, agendo sui neuroni ipotalamici che secernono il releasing factor della corticotropina, attivi la liberazione dello ACTH e che, neurovegetativo, tramite influenzi il sistema lo stato funzionale di vari organi, quali il cuore, i vasi sanguiferi, la colecisti, l intestino e la vescica.

52 L encefalo In regioni specifiche della corteccia cerebrale (aree sensitive) vengono elaborati tipi specifici di segnali sensoriali, motori e integrativi. Il segnale sensitivo in arrivo alla corteccia cerebrale scorre verso la parte posteriore degli emisferi. Queste aree sono in connessione più diretta con in recettori sensitivi periferici.

53 L encefalo Nelle aree motorieil segnale motorio in uscita parte dalla parte anteriore di ogni emisfero. Le più importanti sono l area motoria primaria e l area del linguaggio di Broca. Le aree associativesono composte da alcune aree motorie e sensitive. Sono collegate tra loro da fasci.

54 L encefalo

55 L encefalo umano

56 Aree fuzionali della corteccia

57 Omunculus sensoriale Omunculus motorio

58 L encefalo I neuroni cerebrali generano milioni di impulsi nervosi che costituiscono le onde cerebrali. La registrazione di queste onde si chiama elettroencefalogramma (EEG).

59 . Le dodici coppie di nervi cranici Le dodici coppie di nervi cranici fanno parte del SNP. Sono designate con un numero romano che indica la posizione che esso occupa lungo l asse longitudinale del encefalo.

60 Le componenti del sistema nervoso periferico Il sistemanervosoperiferico (SNP)è costituito dalle due componenti somaticae autonoma. La parte autonoma è differenziata in simpatico e parasimpatico.

61 Le componenti del sistema nervoso periferico Il sistemanervososomatico (SNS) comprende neuroni sensitivi somatici e neuroni motori somatici. I primi trasmettono l informazione in arrivo dai sensi e da recettori per le sensazioni corporee. I secondi formano sinapsi con la muscolatura scheletrica e producono movimenti consci e volontari.

62 Le componenti del sistema nervoso periferico Il sistemanervosoautonomo (SNA) riceve gli stimoli dai neuroni sensitivi autonomi. Questi regolano le attività in corso nei tessuti effettori (muscolo cardiaco, muscolatura liscia e ghiandole).

63 Le componenti del sistema nervoso periferico La parte motoria del SNA ha due suddivisioni: il sistema simpaticoe il parasimpatico. Agiscono in maniera opposta sullo stesso organo, l uno eccitandolo, l altro inibendolo.

64 La struttura del sistema nervoso autonomo Il sistema simpatico del SNA è anche chiamato sistema toracolombare. I corpi cellulari dei neuroni pregangliari simpatici si trovano nella sostanza grigia dei 12 segmenti toracici e nei primi due segmenti lombari del midollo spinale. I gangliprevertebralisi trovano anteriormente alla colonna vertebrale.

65 La struttura del sistema nervoso autonomo I corpi cellulari dei neuroni pregangliari parasimpatici si trovano nei nuclei del tronco encefalico e nella sostanza grigia dei segmenti sacrali, dal secondo al quarto, del midollo spinale. Gli assoni pregangliari del parasimpatico stabiliscono connessioni sinaptiche con neuroni postgangliari nei gangliterminali, che sono vicino all organo innervato.

66 Le funzioni del sistema nervoso autonomo I neurotrasmettitori rilasciati dai neuroni autonomi nelle sinapsi sono l acetilcolinae la norepinefrina. La maggior parte dei neuroni postgangliari del simpatico libera noradrenalina.

67 . Le funzioni del sistema nervoso autonomo Il sistema simpaticofavorisce le funzioni corporee che sostengono un intensa attività fisica con produzione di ATP. Riduce le funzioni corporee volte alla conservazione di energia. Il sistema parasimpatico mantiene e reintegra l energia del corpo in periodi di riposo, riducendo le funzioni corporee che sostengono l attività fisica.

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70 Gli effetti di regolazione dei sistemi simpatico e parasimpatico Il sistema nervoso autonomo è formato da due gruppi di neuroni che hanno effetti contrapposti sulla maggior parte degli organi. Un gruppo è dato dal sistema parasimpatico che induce l organismo a digerire il cibo e a rilassarsi per acquistare e conservare l energia a vantaggio del corpo. Gli effetti più comuni sono: la stimolazione degli organi digestivi (le ghiandole salivari,lo stomaco e il pancreas), il rallentamento del battito cardiaco e la costruzione dei bronchi correlata con la diminuzione della frequenza respiratoria.

71 Il sistema nervoso simpatico Il secondo gruppo di neuroni, appartenenti al sistema simpatico prepara il corpo a intense attività che consumano energia come: combattere,correre o disputare gare impegnative. Gli organi digestivi vengono inibiti,i bronchi si rilassano per dare la possibilità del passaggio di una maggiore quantità d aria,aumenta il battito cardiaco,il fegato libera glucosio nel sangue e le ghiandole surrenali secernono gli ormoni adrenalina e noradrenalina per una reazione come <<combattere o correre>>.

72 Il nostro organismo opera in condizioni intermedie e gran parte degli organi riceve impulsi sia dal sistema simpatico sia dal sistema parasimpatico tranne il fegato e la midollare surrenale. Gli effetti contrapposti regolano in modo ottimale l attività di un organo. I neuroni del parasimpatico emergono dall encefalo e dalla regione inferiore del midollo spinale. La maggior parte di questi neuroni produce i suoi effetti liberando il neurotrasmettitore acetilcolina presso le sinapsi che li collegano con gli organi bersaglio. I neuroni del sistema simpatico emergono dalle regioni intermedie del midollo spinale e gran parte di essi libera presso gli organi bersaglio il neurotrasmettitore noradrenalina.

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