Principali funzioni del sistema nervoso

Transcript

1 Principali funzioni del sistema nervoso

2 Il Sistema nervoso è suddiviso in due sezioni: - Sistema Nervoso Centrale (SNC), che comprende cervello e midollo spinale. - Sistema Nervoso Periferico, costituito da neuroni afferenti (sensoriali) e da neuroni efferenti (motori). I recettori sensoriali sono distribuiti in tutto il corpo e controllano costantemente le condizioni dell ambiente interno e di quello esterno. Questi recettori inviano informazioni al SNC tramite neuroni afferenti. Il SNC è il centro di integrazione delle informazioni provenienti dalla periferia I neuroni del SNC integrano le informazioni in arrivo e, se necessario, innescano una risposta adeguata che viene inviata mediante neuroni efferenti. I neuroni efferenti comprendono due sezioni: -Sezione motoria somatica, che controlla i muscoli scheletrici. -Sezione autonomica, che controlla, tra l altro, la funzione cardiaca, la muscolatura liscia, le ghiandole esocrine e parte di quelle endocrine.

3 Schema dell organizzazione del sistema nervoso centrale

4 I diversi tipi di neuroni

5 I diversi tipi di cellule gliali Le cellule della microglia eliminano per fagocitosi le cellule cerebrali morte e secernono molecole che regolano lo sviluppo di nuovi neuroni. Le cellule ependimali rivestono le cavità dei ventricoli ed il canale del midollo spinale. Producono il liquido cerebrospinale, che fanno circolare col battito delle ciglia.

6 Astrociti e barriera emato-encefalica

7 Cellule di Schwann

8 I neuroni generano potenziali d azione Il comparto somato-dendritico non solo costituisce il centro di controllo metabolico del neurone ma, in seguito all induzione dell apertura (o chiusura) di canali ionici ivi presenti, e generalmente operati da ligandi, è anche soggetto a variazioni locali del potenziale di membrana. Le singole variazioni del potenziale di membrana originatesi nel comparto somato-dendritico (potenziali locali) raggiungono il monticolo assonico ove vengono integrate (sommate). A questo punto, se la depolarizzazione risultante avrà raggiunto (o superato) un valore critico, detto sopra-soglia, verrà innescato un potenziale d azione, ovvero un onda di depolarizzazione massimale che si propaga inalterata lungo l assone fino al terminale sinaptico, ove indurrà il rilascio di neurotrasmettitore.

9

10 Potenziali graduati (locali)

11 Potenziali graduati sottosoglia e soprasoglia

12 Potenziale d azione

13 Ciclo dei canali del Na + voltaggio-dipendenti

14 Periodi di refrattarietà assoluta e relativa

15 Sommazione spaziale dei potenziali graduati PSP: Post-Synaptic Potential EPSP: Excitatory Post-Synaptic Potential

16 Sommazione temporale dei potenziali graduati

17 Conduzione del potenziale d azione

18 Conduzione saltatoria

19 Dimensioni reali delle regioni mielinizzate e dei nodi di Ranvier

20 Assoni non mielinizzati e mielinizzati Due fattori influenzano la velocità di conduzione del potenziale d azione nei neuroni: 1) Resistenza della membrana assonica alla dispersione di cariche (mielinizzazione) 2) Diametro dell assone nelle fibre non mielinizzate 1) 2) Un assone mielinizzato del diametro di 5 µm ha una velocità di conduzione di circa 50 m/sec Un assone non mielinizzato del diametro di 500 µm ha una velocità di conduzione di circa 20 m/sec

21 Codificazione dell intensità dello stimolo Più ampia sarà la depolarizzazione persistente soprasoglia e maggiore sarà la frequenza di scarica dei potenziali d azione ed il rilascio di neurotrasmettitore. La massima frequenza di scarica dipenderà esclusivamente dalla velocità di apertura e riposizionamento dei canali del Na+, il cui ciclo è nell ordine del millisecondo.

22 SNARES Le proteine SNARE sono coinvolte nei processi di fusione vescicolare. Sono divise in due categorie: 1) v-snare, incorporate nelle membrane delle vescicole di trasporto durante il processo di gemmazione, e 2) t-snare, situate nella membrana del compartimento bersaglio. Riciclo della vescicola Ca2+ (si lega alla sinaptotagmina)

23 Destino dei neurotrasmettitori rilasciati

24 Segnalazione nel comparto somato-dendridico dei neuroni Un neurotrasmettitore può segnalare a livello post-sinaptico mediante due tipi di proteine recettoriali: ( i) canali ionici attivati da ligandi e (ii) recettori metabotropi. I canali ionici attivati da ligando combinano in un unico complesso proteico sia la funzione recettoriale che quella canale. I recettori metabotropi attivano generalmente proteine G, che possono modulare i canali ionici sia direttamente (per interazione con le subunità alfa o beta/gamma) che indirettamente (tramite la produzione di secondi messaggeri, ad esempio il camp).

25 Principali neurotrasmettitori e loro recettori (I)

26 Principali neurotrasmettitori e loro recettori (II) GABAB receptors are metabotropic transmembrane receptors for g-aminobutyric acid (GABA) that are linked via G-proteins to opening potassium channels.

27 Connessioni funzionali tra neuroni: Divergenza e Convergenza

28 Interazioni funzionali tra neuroni: Inibizione postsinaptica

29 Connessioni funzionali tra neuroni: Inibizione presinaptica

30

31 Il sistema nervoso autonomo si divide in simpatico e parasimpatico I due sistemi sono antagonisti. L attività parasimpatica predomina nello stato di tranquillità e nello svolgimento di funzioni quali il riposo, l assunzione di cibo e la digestione. Al contrario la branca simpatica è dominante in situazioni di stress (risposta di attacco o fuga).

32 Vie motorie somatiche ed autonome La corteccia surrenale è una ghiandola endocrina che secerne ormoni steroidei. La midollare è un ganglio simpatico modificato che secerne adrenalina. I prodotti delle due strutture sono veicolati dal sangue.

33 Vie efferenti simpatiche e parasimpatiche

34 Sinapsi somatomotorie

35 Sinapsi autonome (I)

36 Sinapsi autonome (II)

37 Sinapsi elettriche