gangli autonomici neuroni post-gangliari neuroni pre-gangliari

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1 Appunti di fisiopatologia del sistema nervoso autonomico Corso di fisiologia clinica V DU tecnici di neurofisiopatologia Barbara Beltramo, Roberto Cavallo Richiami di anatomia Il sistema nervoso autonomico è soprattutto un sistema effettore, che controlla la muscolatura liscia, il muscolo cardiaco e le ghiandole esocrine. Tutte le cellule neuronali effettrici del sistema nervoso autonomico si trovano in periferia, localizzate all interno dei gangli autonomici. Tali cellule vengono chiamati neuroni post-gangliari, che a loro volta vengono attivati da neuroni pre-gangliari situati nel tronco cerebrale o nel midollo spinale. Dal punto di vista anatomico il sistema nervoso autonomico e divisibile in tre sezioni: a) toracolombare (sistema ortosimpatico), b) craniosacrale (sistema parasimpatico) e c) sistema enterico. Il ruolo principale del sistema vegetativo è quello di regolare l ambiente interno. Il sistema ortosimpatico presiede alle reazioni di lotta e di fuga, mentre il sistema parasimpatico governa il riposo e la digestione. L ortosimpatico risponde a sollecitazioni dall ambiente esterno, mentre il parasimpatico mantiene la situazione basale in condizioni normali.

2 Sistema ortosimpatico I neuroni pre-gangliari sono situati nelle colonne intermedio-laterali della sostanza grigia del midollo spinale nella porzione compresa tra l 8 segmento cervicale ed il 2 segmento lombare. Gli assoni che si dipartono dai neuroni pregangliari escono dal midollo insieme alle fibre motrici somatiche attraverso le radici ventrali e da queste si distaccano attraverso i sottili rami comunicanti bianchi, che si collegano ai gangli. Tali filuzzi nervosi sono definiti bianchi perché tale è il loro colore, essendo costituiti da fibre mielinizzate. I rami comunicanti bianchi raggiungono i gangli paravertebrali raccolti in due catene parallele ai lati della colonna vertebrale. Normalmente si trovano tre gangli cervicali (superiore, medio ed inferiore o ganglio stellato), undici gangli toracici e quattro o sei gangli lombari. Le fibre pre-gangliari escono dal midollo allo stesso livello in cui si trovano le cellule di origine, mentre possono formare una sinapsi con la cellula gangliare del ganglio situato alla stessa altezza, oppure attraversano il ganglio e vanno a contrarre sinapsi con cellule gangliari ad altro livello. In questo modo si consente ad una fibra pregangliare di entrare in contatto con più neuroni gangliari (anche 20) ed una singola cellula gangliare a sua volta può contrarre sinapsi con più fibre gangliari contemporaneamente. Questo sistema di convergenza e divergenza consente una attivazione coordinata e contemporanea dei neuroni simpatici a più livelli. Una parte delle fibre pre-gangliari non si ferma nei gangli paravertebrali, ma fuoriuscendo da questi costituisce i nervi splancnici che raggiungono i gangli prevertebrali. Si tratta di tre gangli impari (celiaco, mesenterico superiore, mesenterico inferiore), in cui si trovano i neuroni postgangliari che innervano l apparato gastrointestinale, il fegato, il pancreas, i reni, la vescica e gli organi genitali (ghiandole, muscolatura liscia e vasi sanguigni). Un terzo gruppo di fibre pre-gangliari decorre nel nervo splancnico toracico e raggiunge la midollare del surrene, che può essere considerata un ganglio ortosimpatico. Gli assoni dei neuroni post-gangliari escono dai gangli attraverso i rami comunicanti grigi (anche in questo caso il nome deriva dal colore, essendo le fibre amieliniche). I rami comunicanti grigi si uniscono ai nervi spinali e tramite questi arrivano agli organi bersaglio. Innervazione ortosimpatica segmentaria Testa Le cellule dell ortosimpatico che sono destinate alla innervazione della testa si trovano a livello dell ottavo mielomero cervicale e del primo e secondo mielomero toracico. Le fibre pre-gangliari raggiungono le cellule del ganglio cervicale superiore dopo essere passate attraverso il ganglio cervicale inferiore e medio. Le fibre post-gangliari decorrono all interno del plesso carotideo intorno alle arterie carotide interna ed esterna e seguendone il decorso entrano all interno della scatola cranica. Dal plesso si distaccano successivamente i rami anastomotici per i diversi nervi cranici (VII, V, IV, III) che innervano gli organi bersaglio (vasi, ghiandole salivari, lacrimali, sudoripare e pupilla). Arto superiore Le cellule pre-gangliari destinate all arto superiore si trovano nei primi mielomeri toracici, le fibre post-gangliari si dipartono dal ganglio cervicale inferiore o stellato. Torace Dai prime cinque metameri midollari toracici si originano le fibre pregangliari destinate agli organi toracici (cuore e polmoni). Dai gangli cervicali e dai primi cinque gangli toracici partono le fibre post-gangliari che si raccolgono in plessi (cardiaco, polmonare, aortico toracico). Addome Le cellule pre-gangliari deputate all innervazione degli organi addominali sono situate dal quinto al nono o decimo mielomero toracico. Le fibre pre-gangliari attraversano il gangli toracici dal sesto al dodicesimo e lasciano i gangli attraverso i nervi grande splancnico e piccolo splancnico per raggiungere i gangli celiaco, mesenterico superiore ed inferiore e renali. Arto inferiore Le cellule pre-gangliari si trovano negli ultimi mielomeri toracici, mentre le cellule post-

3 gangliari si trovano negli ultimi tre gangli lombari e nel primo ganglio sacrale. Sistema parasimpatico I corpi cellulari dei neuroni pre-gangliari sono situati all interno del tronco encefalico e dei mielomeri sacrali S2-S4. Caratteristico del sistema parasimpatico è il fatto che le fibre pre-gangliari sono nettamente più lunghe delle fibre post-gangliari, contrariamente al sistema ortosimpatico. Infatti nel sistema ortosimpatico i gangli si trovano vicino alla colonna vertebrale e lontano dagli organi bersaglio, mentre nel sistema parasimpatico i gangli si trovano a ridosso od all interno degli organi bersaglio. Sistema parasimpatico craniale Le cellule pregangliari si trovano nel nucleo di Edinger-Westphal o dorsale viscerale, nel nucleo anteromediano dell oculomotore comune (mesencefalo), nei nuclei salivatorio superiore ed inferiore (ponte-bulbo), nel nucleo dorsale motore del vago e nel nucleo ambiguo (bulbo). III nervo cranico Le fibre pre-gangliari che si dipartono dai nuclei di Edinger-Westphal ed anteromediano dell oculomotore comune fanno parte del III nervo cranico (oculomotore comune) e tramite questo raggiungono il ganglio ciliare, che si trova nell orbita, e qui contraggono sinapsi con le cellule post-gangliari. Le fibre post-gangliari raggiungono i muscoli ciliare e sfintere della pupilla. VII nervo cranico Nel nervo faciale decorrono le fibre pregangliari che originano dal nucleo salivatorio superiore. Un contingente di fibre arrivate a livello del ganglio genicolato si distacca e forma il nervo grande petroso superficiale, che raggiunge il ganglio sfenopalatino. Le fibre post-gangliari da questo ganglio raggiungono le ghiandole lacrimali. Le rimanenti fibre si distaccano più sotto dal nervo faciale ed attraverso la corda del timpano raggiungono un ramo del V nervo cranico, il nervo linguale. Tramite questo nervo arrivano al ganglio sottomandibolare. Le fibre post-gangliari si portano ad innervare le ghiandole sottomandibolare e sottolinguale. IX nervo cranico Il nucleo salivatorio inferiore è l origine delle fibre pre-gangliari, che attraverso il nervo glossofaringeo arrivano al ganglio otico avendo attraversato il plesso timpanico ed il nervo piccolo petroso superficiale. Le fibre post-gangliari sono destinate alla ghiandola parotide. X nervo cranico Le fibre pre-gangliari provenienti dal nucleo dorsale motore del vago attraverso il nervo vago raggiungono i gangli situati nelle pareti degli organi bersaglio (polmoni, esofago, stomaco, fegato, colecisti, pancreas e primo tratto intestinale). Dal nucleo ambiguo le fibre pre-gangliari tramite il nervo vago arrivano ai gangli intramurali del cuore. Sistema parasimpatico sacrale Nella zona intermediolaterale della sostanza grigia midollare sacrale dei mielomeri S2, S3 ed S4 si trovano le cellule pregangliari del parasimpatico sacrale. Le fibre lasciano il midollo tramite le radici ventrali ed attraverso i nervi pelvici e sacrali arrivano al plesso gangliare pelvico. Le fibre post-gangliari sono destinate al colon discendente, alla vescica ed agli organi genitali esterni. Sistema enterico Il sistema enterico innerva il tratto gastrointestinale, il pancreas e la colecisti. E costituito sia da neuroni sensitivi viscerali sia da neuroni motori viscerali e controlla la muscolatura della parete intestinale, i vasi e l attività secretrice della mucosa stessa. E sostanzialmente autonomo rispetto al restante sistema vegetativo. E costituito da due plessi interconnessi tra di loro: il plesso mioenterico di Auerbach ed il plesso sottomucoso di Meissner. Il sistema enterico è comunque regolato e controllato sia dal sistema ortosimpatico sia dal sistema parasimpatico.

4 Richiami di fisiologia La trasmissione dal neurone pre-gangliare al neurone post-gangliare e da questo all effettore è chimica. I due principali neurotrasmettitori del sistema nervoso vegetativo sono l acetilcolina e la noradrenalina. L acetilcolina viene liberata da tutte le terminazioni nervose pre-gangliari e da tutti i neuroni post-gangliari parasimpatici. Esiste una eccezione a tale regola: nelle ghiandole sudoripare i neuroni post-gangliari ortosimpatici liberano aceticolina. Sono stati individuati due tipi di recettori macromolecolari per l acetilcolna in base agli effetti di due distinte sostanze agoniste. La nicotina è in grado di attivare i recettori dei neuroni post-gangliari a livello dei gangli, mentre la muscarina (un veleno estratto da un fungo) ha un azione agonista sui recettori colinergici della cellule effettrici. Si individuano così recettori nicotinici e recettori muscarinici. Esistono dei farmaci in grado di bloccare selettivamente uno o l altro tipo di recettore (ad esempio le basi di ammonio quaternarie bloccano i recettori nicotinici, mentre l atropina blocca i recettori muscarinici). I farmaci che hanno effetto colinergico sulle cellule effettrici sono detti parasimpaticomimetici, mentre quelli che annullano l azione dell acetilcolina sulle cellule effettrici vengono denominati parasimpaticolitici. Struttura recettoriale I recettori per l acetilcolina sono dei canali ionici di membrana in grado di aprirsi quando il neurotrasmettitore si lega ad essi. Mentre il recettore nicotinico della placca neuromuscolare è costituito da 5 subunità (2 alfa, 1 beta, 1 gamma (nella forma fetale) oppure epsilon (nella forma adulta) ed 1 delta), i recettori colinergici del sistema autonomico sono costituiti solo da subunità di tipo alfa e beta. La diversa combinazione delle due componenti consente che vi siano recettori per l acetilcolina con diversa conduttanza, cinetica e farmacologia. In tutti i tipi di recettore sono solo le subunità alfa in grado di legare l acetilcolina ed è necessario che due subunità alfa vengano attivate contemporaneamente perché il canale si apra. A livello della membrana del neurone postgangliare, quando l acetilcolina viene rilasciata nella fessura sinaptica, il recettore nicotinico è attivato. Questo evento genera un potenziale sinaptico eccitatorio rapido che spesso è di ampiezza tale da indurre un potenziale d'azione nel neurone postgangliare. In tutti i gangli ortosimpatici oltre al potenziale sinaptico eccitatorio rapido sono registrabili potenziali sinaptici lenti sia eccitatori che inibitori con funzione di modulazione della scarica del neurone. Vengono mediati da recettori muscarinici. Il potenziale sinaptico lento eccitatorio è prodotto dalla apertura dei canali per il Na + e per il Ca ++ contemporaneamente alla chiusura di quelli per il K +. In situazione di riposo per la membrana il canale per il K + è attivo (aperto), mentre in caso di membrana depolarizzata il canale è chiuso. In alcuni neuroni post-gangliari si registra anche un potenziale sinaptico inibitorio lento. Il recettore muscarinico attivato fa aprire i canali per il K + causando così l iperpolarizzazione della membrana. Il potenziale sinaptico inibitorio lento non è in grado di inibire il potenziale sinaptico eccitatorio rapido, ma può ridurre la scarica ripetitiva iniziata da un potenziale sinaptico eccitatorio lento peptidergico. Infatti nelle fibre pre-gangliari sono presenti diversi peptidi a funzione neurotrasmettitoriale ad azione modulatoria.

5 A livello degli organi bersaglio il sistema parasimpatico utilizza come trasmettitore l acetilcolina, mentre il sistema ortosimpatico si serve della noradrenalina. La noradrenalina è una catecolamina ed i neuroni che la producono ed utilizzano sono detti adrenergici. I farmaci che simulano l azione dei neuroni adrenergici sono detti simpaticomimetici, mentre i farmaci che hanno un effetto opposto sono detti simpaticolitici. La noradrenalina rilasciata nello spazio sinaptico reagisce con strutture recettoriali -ipotetiche (al momento non se ne conosce l ultrastruttura)- sulla membrana postsinaptica dell organo bersaglio (recettori adrenergici). In base a criteri farmacologici vengono classificati in recettori alfa e recettori beta. Dal punto di vista farmacologico si parla di effetto alfa adrenergico 1) quando in dosi equimolari si osserva la noradrenalina indurre effetti uguali o maggiori dell adrenalina e quest ultima effetti maggiori dell isoproterenolo (una sostanza simpaticomimetica) (NA>/=A>>I) e 2) quando basse concentrazioni di alfa bloccanti sono in grado di bloccare tale effetto. Si parla invece di effetto beta adrenergico 1) quando in dosi equimolari l'isoproterenolo è più efficace dell adrenalina e della noradrenalina nell indurre gli effetti sugli organi bersaglio (I>A>/=NA) e 2) quando gli effetti dei beta recettori sono bloccati selettivamente da minime concentrazioni di beta bloccanti. In base alla relativa selettività degli effetti di farmaci agonisti ed antagonisti i recettori beta vengono suddivisi in beta 1 e beta 2. I recettori beta 1 si trovano esclusivamente a livello cardiaco e la loro attivazione induce un aumento della frequenza e della contrattilità cardiaca. I recettori beta 2 sono situati a livello della muscolatura liscia dei vasi, della trachea e dei bronchi. La loro attivazione induce il rilassamento di tale muscolatura liscia. In generale gli effetti delle catecolamine sui recettori alfa è di tipo eccitatorio, mentre gli effetti sui recettori beta è di tipo inibitorio, anche se esistono eccezioni, nel cuore per esempio i recettori beta sono di tipo eccitatorio e nell intestino hanno una funzione inibitoria sia i recettori alfa che i recettori beta. L acetilcolina e la noradrenalina agiscono anche a livello pre-sinaptico con una funzione regolatoria. Infatti sulla membrana presinaptica esistono sia recettori colinergici che recettori adrenergici. Quando nella fessura sinaptica si trovano grandi quantità di noradrenalina, questa interagisce con i recettori alfa pre-sinaptici inducendo una riduzione della liberazione di neurotrasmettitore. Quando invece la quantità di noradrenalina è bassa, vengono attivati i recettori beta pre-sinaptici con un conseguente aumentato rilascio di noradrenalina. Negli organi innervati sia dal sistema ortosimpatico che dal sistema parasimpatico le terminazioni adrenergiche e le terminazioni colinergiche interagiscono con una inibizione reciproca. Infatti sulle terminazioni presinaptiche adrenergiche si trovano recettori per l acetilcolina, la cui attivazione porta ad una diminuzione di liberazione della noradrenalina. La situazione è speculare per quanto riguarda le terminazioni pre-sinaptiche colinergiche. Controllo centrale del sistema vegetativo Il sistema di controllo centrale del sistema nervoso autonomico consiste di tre strutture: a) la corteccia del lobo frontale, b) il lobo limbico ed i nuclei dell amigdala e c) l ipotalamo. La corteccia del lobo frontale è collegata al cosiddetto lobo limbico ed all ipotalamo. La lesione della corteccia frontale provoca la perdita del controllo volontario della vescica e dell intestino. La stimolazione elettrica dei nuclei dell amigdala provoca nel gatto reazioni tipiche del sistema ortosimpatico, come la piloerezione, il ringhiare ed altre. L ipotalamo è costituito da tre gruppi principali di nuclei: 1) il gruppo anteriore (nn. sopraottico e paraventricolare); 2) il gruppo intermedio (nn. ventromediano, dorsomediano, tuberale); 3) il gruppo posteriore (corpi mammillari ed i nn. ipotalamici posteriori). La stimolazione delle regioni posteriori e laterali dell ipotalamo provoca le risposte del sistema ortosimpatico, mentre la stimolazione

6 delle regioni anteriori induce risposte del sistema parasimpatico. Le vie ortosimpatiche non si incrociano. L ipotalamo regola il sistema nervoso autonomico in due modi. In primo luogo proietta direttamente ai nuclei del tronco encefalico e del midollo che agiscono sui neuroni pregangliari. In secondo luogo agisce sul sistema endocrino inducendo la secrezione di ormoni che influenzano la funzione autonomica. La sezione sperimentale del tronco cerebrale al di sopra del ponte dimostra che la regolazione della funzione cardiovascolare e respiratoria è conservata. Questo suggerisce che esistono nel tronco cerebrale nuclei in grado di coordinare la funzione autonomica. Il nucleo principale è il nucleo del tratto solitario. Il nucleo riceve afferenze sensitive ed utilizza queste informazioni per modulare la funzione autonomica sia attraverso una serie di circuiti riflessi sia trasmettendo le informazioni provenienti dagli organi bersaglio ai centri cerebrali superiori coordinando così i complicati aggiustamenti omeostatici. Ovviamente i centri cerebrali superiori rimandano poi le informazioni integrate ed elaborate al nucleo del tratto solitario.

7 Fisiologia speciale della funzione cardiovascolare I centri deputati alla regolazione autonomica dell attività cardiaca sono situati nel midollo allungato (bulbo) e nel ponte. L azione di controllo viene esercitata direttamente attraverso il sistema ortosimpatico ed il sistema parasimpatico. L azione del sistema vegetativo comprende il controllo della frequenza cardiaca (effetto cronotropo), il controllo della forza di contrazione di ogni singolo battito (effetto inotropo) ed il controllo della velocità di conduzione atrioventricolare (effetto dromotropo). I neurotrasmettitori dei sistemi ortosimpatico e parasimpatico hanno effetti opposti sulla funzione cardiaca: la noradrenalina e l adrenalina aumentano la gittata cardiaca, mentre l acetilcolina la riduce. Sia le fibre ortosimpatiche che quelle parasimpatiche che innervano il cuore sono tonicamente attive. A riposo il tono vagale prevale sul tono simpatico. Per comprendere le rispettive azioni dei due sistemi è necessario parlare del potenziale d azione della fibra cardiaca. Come nella cellula nervosa il potenziale d azione della cellula cardiaca inizia con una rapida inversione del potenziale di riposo (-90 mv circa) fino all apice del picco iniziale (+30 mv circa). A questa fase di rapida depolarizzazione, che dura solo 1-2 ms, segue una fase di plateau di lunga durata tipica della muscolatura cardiaca, che precede la fase di ripolarizzazione. Ne consegue che il potenziale d azione della fibra cardiaca ha una durata di circa ms, cioè 100 volte più lungo del potenziale d azione di una fibra muscolare scheletrica o di una fibra nervosa. A generare il potenziale d azione concorrono variazioni del potenziale di membrana, modificazioni della conduttanza ionica e delle correnti ioniche. Il potenziale di riposo del miocardio è essenzialmente un potenziale K + dipendente. La fase rapida di salita del potenziale d azione è dovuta ad un forte e rapido aumento della conduttanza al Na + che determina una intensa corrente di entrata del Na +. Perché avvenga la ripolarizzazione nel nervo l aumentato ingresso di Na + è controbilanciato da un lento aumento della conduttanza al K + e della corrente dello stesso ione fino al raggiungimento del potenziale di riposo. Perché il potenziale d azione della fibra cardiaca duri così a lungo entrano in gioco due meccanismi speciali: a) un aumento della conduttanza al Ca ++ che inizia con ritardo e decresce lentamente provocando una corrente di entrata di Ca ++ depolarizzante; b) una riduzione della conduttanza al K + nella depolarizzazione, che riduce la corrente ripolarizzante in uscita del K +. Questi meccanismi fanno in modo che la ripolarizzazione nel miocardio avvenga per la diminuzione con il tempo della conduttanza al Ca ++ e concomitante aumento della conduttanza al K +. Regolazione ortosimpatica della funzione cardiovascolare Il sistema ortosimpatico si distribuisce in modo uniforme a tutte le parti del cuore. Le cellule pre-gangliari destinate al cuore si trovano nelle corna intermedio-laterali del tratto toracico superiore del midollo spinale, mentre le fibre post-gangliari partono dai gangli cervicali e toracici superiori. Un azione di tipo ortosimpatico sul cuore viene svolta sia dalle catecolamine liberate dai neuroni (noradrenalina) che dalle catecolamine circolanti liberate dalla midollare del surrene (adrenalina). Le catecolamine agiscono soprattutto sui recettori beta adrenergici modulando le correnti di membrana. L attivazione dei recettori beta produce tre effetti: 1) aumento della corrente lenta di entrata del Ca ++ con conseguente aumento della forza di contrazione cardiaca (effetto inotropo positivo); vi sarebbe anche un aumento della conduttanza al Ca ++ a livello del nodo atrio-ventricolare con accelerazione della conduzione tra atrio e ventricolo ed accorciamento della pausa tra sistole atriale e sistole ventricolare (effetto dromotropo positivo). 2) aumento della corrente del K + dei canali del K + lenti di tipo rettificante. Questo mantiene costante la durata del potenziale

8 d azione cardiaca contrastando l aumento della corrente di ingresso del Ca ++. 3) riduzione della soglia della corrente di pacemaker a livello del nodo del seno e conseguente raggiungimento del potenziale di azione in minor tempo (effetto cronotropo positivo). La noradrenalina agisce anche sui recettori alfa della muscolatura liscia vasale provocandone la contrazione. La contrazione della muscolatura liscia vasale induce una riduzione di calibro dei vasi con aumento delle resistenze periferiche, aumento del ritorno venoso ed aumento della pressione arteriosa. Peraltro l aumento della pressione arteriosa provoca lo stiramento dei barocettori del seno carotideo e dell aorta. All attivazione dei barocettori consegue da una parte l inibizione dei neuroni simpatici pre-gangliari con riduzione del tono simpatico e dall altra l attivazione del sistema parasimpatico di controllo del cuore. Regolazione parasimpatica della funzione cardiovascolare Le fibre parasimpatiche deputate alla innervazione del cuore giungono a questo attraverso i nervi cardiaci (fibre pregangliari), rami del nervo vago. L innervazione parasimpatica è sostanzialmente limitata agli atrii. La stimolazione dei neuroni del nucleo motore del vago riduce la frequenza cardiaca e la contrattilità del miocardio con una netta riduzione della gittata cardiaca. Agendo sui recettori muscarinici delle cellule cardiache del nodo del seno, del nodo atrioventricolare e della muscolatura atriale l acetilcolina produce tre effetti: 1) aumento della conduttanza a riposo del K + con iperpolarizzazione delle cellule del nodo del seno (effetto cronotropo negativo) e rallentamento della conduzione atrioventricolare (effetto dromotropo negativo). 2) aumento della soglia della corrente di pacemaker a livello del nodo del seno e maggior tempo per raggiungere il potenziale di azione (effetto cronotropo negativo). 3) riduzione del flusso di ingresso del Ca ++ sia aumentando la corrente del K + dei canali lenti del K + sia riducendo la corrente di lunga durata del Ca ++ (effetto inotropo negativo). Meccanismi di regolazione della pressione arteriosa Le variazioni della pressione arteriosa vengono recepite dai barorecettori posti nel seno carotideo e nell aorta. Sono recettori di stiramento. Un aumento della pressione arteriosa induce l attivazione del sistema parasimpatico con riduzione della frequenza e della gittata cardiaca. Contemporaneamente l attività tonica del sistema ortosimpatico viene inibita cooperando così alla riduzione della frequenza cardiaca. Fisiologia speciale del controllo della minzione Anatomia ed innervazione della vescica La vescica urinaria è un muscolo cavo chiamato detrusore della vescica, la cui parete è costituita da lunghe cellule muscolari liscie disposte a forma di rete. Sul fondo della vescica si trova il cosiddetto trigono della vescica ai cui angoli supero-esterni sboccano gli ureteri. All apice del trigono si trova il passaggio dalla vescica all uretra costituito da una particolare disposizione delle fibre muscolari liscie. In questo punto si costituisce funzionalmente uno sfintere, lo sfintere vescicale interno. Lo sfintere vescicale interno non è una struttura a sé stante rispetto al detrusore, ma è parte di esso e quando si contrae il detrusore, con il raccorciamento delle fibre muscolari liscie si osserva l apertura dello sfintere. A valle si trova poi lo sfintere vescicale esterno costituito da muscolatura striata. La vescica riceve fibre eccitatorie parasimpatiche decorrenti nel nervo pelvico e provenienti dai segmenti midollari sacrali S2- S3-S4. La stimolazione del parasimpatico induce la contrazione del muscolo detrusore e provoca lo svuotamento della vescica. Nelle fasi iniziali del riempimento della vescica il parasimpatico è in stato di quiescienza.

9 Il sistema ortosimpatico agisce in modo inibitorio sul muscolo detrusore ed in modo eccitatorio sulla muscolatura liscia del trigono ottenendo così la chiusura dello sfintere interno. I centri ortosimpatici pre-gangliari si trovano nel midollo toracico e nei primi segmenti del midollo lombare.le fibre pre-gangliari arrivano al ganglio mesenterico inferiore. Da qui si dipartono le fibre post-gangliari che raggiungono il bersaglio attraverso il nervo ipogastrico. I neuroni simpatici pre-gangliari sono attivati dai bassi livelli di attività degli afferenti sensoriali provenienti dai recettori per la pressione nella parete vescicale. La stimolazione del sistema ortosimpatico provoca 1) una inibizione alfa-adrenergica dell attività parasimpatica del ganglio pelvico, 2) il rilassamento diretto della muscolatura liscia del detrusore attraverso i recettori beta-adrenergici e 3) l eccitazione dello sfintere vescicale interno tramite i recettori alfa-adrenergici. Esiste anche un controllo motore somatico della minzione. A livello sacrale nelle corna ventrali si trovano i motoneuroni che innervano lo sfintere vescicale esterno. La stimolazione di questi motoneuroni provoca la contrazione dello sfintere esterno. Quando il livello di distensioe delle pareti vescicali è elevato vengono attivati i neuroni sovraspinali che inibiscono l attività sia dei neuroni ortosimpatici che dei neuroni motori somatici. In tale modo viene a mancare l inibizione ortosimpatica sul sistema parasimpatico e quindi il detrusore può contrarsi mentre gli sfinteri si rilasciano. Il grado di riempimento della vescica è trasmesso al sistema nervoso centrale dai recettori della distensione della parete vescicale attraverso gli assoni afferenti nel nervo pelvico (o nervi pudendi). Lo svuotamento completo della vescica è possibile solo se sono integri i collegamenti con i centri di controllo della minzione a livello centrale. Il centro della minzione si trova a livello del tegmento pontomesencefalico in prossimità dell acquedotto del Silvio. Questo centro riceve fibre afferenti dal midollo sacrale e fibre discendenti dalla corteccia frontale, dalle regioni limbiche, dai nuclei dell amigdala, dal talamo, dall ipotalamo e dal cervelletto. Non sono poi da dimenticare le fibre motorie somatiche provenienti dalla corteccia frontale motoria e destinate allo sfintere vescicale esterno. Dal punto di vista farmacologico in caso di paralisi flaccida della vescica (vescica distesa con ritenzione ed incontinenza da stravaso), per esempio per lesioni midollari al di sotto del XII mielomero toracico, si dovranno utilizzare farmaci in grado di favorire la contrazione della muscolatura liscia del detrusore, cioè parasimpaticomimetici in grado di attivare i recettori colinergici muscarinici. Nel caso invece di vescica spastica (vescica contratta con minzione imperiosa ed incontinenza), per esempio per lesioni toraciche o più centrali, si utilizzano i farmaci antagonisti del parasimpatico in grado di rilassare il muscolo detrusore. Controllo autonomico dell occhio: riflesso alla luce Il diametro pupillare è controllato insieme da ortosimpatico e parasimpatico. Dal ganglio ciliare si dipartono le fibre parasimpatiche destinate allo sfintere della pupilla, che restringe la pupilla. Dal ganglio cervicale superiore partono invece le fibre ortosimpatiche, che innervano il muscolo dilatatore della pupilla, che aumenta la dilatazione della pupilla. Uno stimolo luminoso intenso provoca l attivazione del parasimpatico e l inibizione dell ortosimpatico. In questo modo si ottiene una netta riduzione del diametro pupillare. Al contrario l aumento del diametro pupillare è dovuto ad un aumento dell attività tonica del sistema ortosimpatico. Controllo autonomico della secrezione delle ghiandole salivari Costituiscono una situazione particolare nel sistema di controllo autonomico in quanto i due sistemi non esplicano effetti esattamente

10 opposti. Sia il sistema ortosimpatico che il sistema parasimpatico aumentano la secrezione delle ghiandole salivari, ma differenti sono i fluidi. Infatti la stimolazione del sistema ortosimpatico induce una secrezione più vischiosa e con un maggiore contenuto di amilasi, mentre la stimolazione del sistema parasimpatico provoca una secrezione più ricca di acqua. A livello della innervazione dei vasi delle ghiandole salivari i due sistemi esplicano effetti opposti. Il sistema ortosimpatico causa vasocostrizione riducendo il flusso ematico e conseguentemente la secrezione, il sistema parasimpatico invece dilata i vasi ed aumenta così la secrezione. sintomi della lipotimia (sensazione di mancamento, sudorazione) seguita poi, se il deficit di afflusso ematico al cervello si prolunga, da una vera e propria perdita di coscienza. La perdita di coscienza ha peraltro una funzione riequilibratrice. Infatti in genere si ha anche caduta a terra. In questo modo la testa si viene a trovare sullo stesso livello del cuore che non dovra più vincere la forza di gravità per far sì che il sangue arrivi al cervello. Per migliorare ulteriormente le cose praticamente in una situazione simile è necessario sollevare da terra le gambe della persona favorendo così il ritorno venoso al cuore. TEST DI VALUTAZIONE DEL SISTEMA AUTONOMICO PATOLOGIA DEL SISTEMA AUTONOMICO Ipotensione ortostatica Quando un soggetto assume la stazione eretta per effetto della gravità una quota di sangue variabile ( ml) si raccoglie nelle vene delle gambe e del circolo splancnico. In questo modo si riduce il ritorno venoso al cuore e conseguentemente la gittata cardiaca del 10%. La lieve riduzione di pressione conseguente viene registrata dai barorecettori carotidei. Si ha conseguentemente un quasi istantaneo aumento del tono ortosimpatico con 1) vasocostrizione venosa con effetto di spremitura e maggior ritorno venoso al cuore; 2) vasocostrizione arteriolare con aumento delle resistenze periferiche ed aumento della pressione arteriosa diastolica; 3) aumento della frequenza cardiaca. Questi meccanismi riflessi fanno in modo che quando un soggetto passa dal clinostatismo (posizione distesa) all ortostatismo (posizione eretta) arrivi sempre una quantità costante di sangue al cervello. Quando questi meccanismi non funzionano sia per cause centrali che periferiche non avviene più il compenso e quindi compaiono i tipici