Retina. Fotorecettori. Bastoncelli: Visione monocromatica. Coni: Colori. Rapporto 20:1

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1 Retina Fotorecettori Bastoncelli: Visione monocromatica Coni: Colori Rapporto 20:1

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3 Rodopsina Opsina Retinale (Vitamina A) Coni: Tre Iodopsine Differiscono di pochi AA Assorbono luce a diverse λ

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5 Convergenza dei segnali visivi fotorecettori è 1 cellula bipolare Molte cellule bipolari è 1 cellula gangliare (campi recettivi) Circa 108 fotorecettori è 106 assoni del nervo ottico

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7 Campi recettivi delle cellule gangliari Lo stimolo luminoso raccolto dai fotorecettori non viene inviato al cervello come tale, ma subisce una prima rielaborazione già a livello della retina.

8 Campi visivi Chiasma ottico Nucleo genicolato (organizzazione topografica) Mesencefalo movimenti oculari, equilibrio e movimento (segnali somatosensoriali e labirintici) Corteccia visiva Fusione informazione monoculare Informazioni su colore, movimento, orientamento

9 SISTEMA NERVOSO AUTONOMO Sistema nervoso simpatico Sistema nervoso parasimpatico

10 Centri di controllo autonomici Ipotalamo Controllo temperatura Equilibrio idrico (osmorecettori) Comportamento alimentare Ponte Controllo minzione Controllo respiratorio secondario Controllo pressione arteriosa Bulbo Controllo respiratorio Informazioni sensoriali corteccia cerebrale Riflessi spinali (senza coinvolgimento encefalo) Controllo antagonista

11 Vie nervose autonomiche Divergenza Gangli Centri di integrazione (Segnali periferici, elaborazione, modulazione segnali in uscita) Riflessi autonomici

12 Vie autonomiche Parasimpatiche Simpatiche Nervo vago Informazioni sensoriali (organi interni > encefalo) Risposte parasimpatiche (encefalo > organi interni) Parasimpatico Simpatico

13 Segnali chimici del sistema nervoso autonomo Giunzione neuroeffettrice Controllo del muscolo liscio, cardiaco e ghiandole

14 SINAPSI AUTONOMICA Rilascio diffuso di neurotrasmettitori Rilascio e rimozione di noradrenalina TABELLA 11.1 Neurotrasmettitori automatici postgangliari SISTEMA SIMPATICO SISTEMA PARASIMPATICO Neurotrasmettitore Noradrenalina (NA) Acetilcolina (Ach) Tipi di recettore α- e β-adrenergici Colinergici nicotinici e muscarinici Sintetizzato a partire da Tirosina AcetilCoA + Colina Inattivo dall enzima Sostanza ricatturata nella varicosità Monoamino ossidasi (MAO) nei mitocondri delle varicosità Noradrenalina Acetilcolinesterasi (AChE) nella fessura sinaptica Colina

15 Ghiandole surrenali (ganglio simpatico) Adrenalina e noradrenalina (catecolamine) Adrenalina Neuroni parasimpatici Acetilcolina > cellule bersaglio

16 Vie efferenti del sistema nervoso

17 Vie motorie somatiche Segnali sempre eccitatori Motoneuroni Giunzione neuromuscolare Placca motrice

18 Giunzione neuromuscolare Potenziale d azione Rilascio acetilcolina Recettori (nicotinici) Apertura canali (due molecole di acetilcolina per ogni recettore) Passaggio di ioni (Na+ entra nella cellula muscolare e K+ esce) Potenziale d azione della cellula muscolare Contrazione fibra muscolare Acetilcolinesterasi (acetilcolina > acetile + colina)

19 Muscoli

20 Muscolo scheletrico Miofibrille

21 Muscolo Scheletrico Sarcomero (unità elementare delle miofibrille) Sarcolemma Reticolo sarcoplasmatico

22 Sarcomero Organizzazione

23 Sarcomero Proteine

24 Sarcomero Contrazione

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27 Contrazione muscolare Eventi elettrici Eventi meccanici

28 ATP per contrazione muscolare creatinfosfochinasi

29 Fibre muscolari Glicolitiche (glicolisi anaerobica) Ossidative (fosforilazione ossidativa, mioglobina, capillari, ossigenazione)

30 Relazione lunghezza - tensione

31 Forza della contrazione muscolare

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33 Unità motoria Motoneurone somatico Fibre muscolari Movimenti fini: 3-5 fibre per motoneurone Movimenti maggiori Fino a 200 fibre per Motoneurone > Resistenza alla fatica Stesso tipo di fibre Lente (ossidative) Rapide (glicolitiche) Rotazione delle unità motorie Reclutamento asincrono contrazione e rilassamento

34 Contrazione isotonica e isometrica

35 Contrazione muscolare Elementi in serie: contrattili (sarcomeri) elastici (connettivo, tendini)

36 Durata della contrazione muscolare

37 Contrazione muscolare

38 Contrazione muscolatura liscia - Neurotrasmettitori - Ormoni - Segnali paracrini Cellula muscolare liscia: - Segnali diversi - Centro di integrazione Muscolo liscio viscerale Controllo fine e localizzato Neurotrasmettitori: Acetylcholine, Epinephrine, Nitric oxide (NO), Prostacyclin, Endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF), Adenosine, Endothelin (ET)

39 Cellule muscolari lisce

40 Contrazione delle cellule muscolari lisce Ca 2+ Calmodulina (CaM) Chinasi della catena leggera della miosina (MLCK) Fosforilazione miosina Spostamento relativo di actina e miosina

41 Rilassamento delle cellule muscolari lisce Miosina fosfatasi Riduzione attività ATPasica Riduzione tensione

42 Potenziali di membrana del muscolo liscio

43 Controllo del movimento Recettori rete neuronale muscoli Riflessi nervosi motori somatici Somatici autonomici Spinali corticali Innati - acquisiti Monosinaptici - polisinaptici

44 Riflessi nervosi autonomici - polisinaptici > Informazioni sensoriali > corteccia cerebrale > percezioni > modulazione da segnali coscienti

45 Motoneuroni somatici Fusi muscolari Capsula di tessuto connettivo Fibre muscolari intrafusali Parte centrale senza miofilamenti (neuroni sensoriali) Motoneuroni alfa e gamma Organo del Golgi (contrazioni eccessive)

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47 Fusi muscolari Neuroni sensoriali del fuso Tonicamente attivi Tono muscolare Allungamento del muscolo Aumento della frequenza di scarica nelle fibre afferenti Contrazione riflessa del muscolo (riflesso da stiramento)

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50 Vie nervose che controllano le articolazione Muscoli sinergici e antagonisti Riflesso da stiramento - neurone sensoriale - motoneurone somatico Riflesso patellare Riflesso da stiramento monosinaptico

51 Tipi di movimento LOCALIZZAZIONE RIFLESSO VOLONTARIO RITMICO STIMOLO ESEMPIO COMPLESSITA Principalmente esterno, utilizza recettori sensoriali, minimo controllo volontario Riflesso patellare, tosse, riflessi posturali Meno complesso Integrato a livello del midollo spinale e tronco encefalico, modulazione da centri superiori Volontà del soggetto o stimoli esterni Suonare il pianoforte Più complesso Integrato a livello della corteccia cerebrale COMMENTI Innato e rapido Apprendimento, memoria muscolare Inizio e termine volontari Camminare correre Complessità intermedia Integrato a livello del midollo, informazione da centri superiori I circuiti spinali agiscono come centri generatori, l attivazione di queste vie richiede l input dai centri superiori

52 Movimenti riflessi Propriocettori Organi del Golgi Recettori articolari Midollo spinale Tronco encefalico Cervelletto Riflessi posturali Movimenti mano Movimenti occhi Movimento riflesso Aree corticali Movimenti volontari

53 Movimenti volontari (centri superiori del sistema nervoso) Corteccia cerebrale Cervelletto Gangli della base

54 Controllo dei movimenti volontari

55 Controllo nervoso del movimento LOCALIZZAZIONE RUOLO RICEVE SEGNALI DA SEGNALI INTEGRATIVI A: Midollo spinale Riflessi spinali, sede di pattern generator es. locomozione Recettori sensoriali Centri superiori Midollo spinale, cervelletto, talamo/corteccia cerebrale, Tronco encefalico Postura, movimenti degli occhi e delle mani Cervelletto, recettori sensoriali, principalmente visivi e vestibolari Midollo spinale Aree motorie della corteccia cerebrale Programmazione e coordinazione dei movimenti complessi Talamo Tronco encefalico, midollo spinale (via cortico-spinale), cervelletto, gangli della base Cervelletto Monitorizza segnali in uscita della corteccia cerebrale e regola il movimento Midollo spinale (sensoriale), Corteccia cerebrale (comandi) Tronco encefalico, corteccia cerebrale (tutte le uscite sono inibitorie) Talamo Nuclei di collegamento Modulano e trasferiscono segnali verso la corteccia Gangli della base cervelletto midollo spinale Corteccia cerebrale Gangli della base Programmazione del movimento Corteccia cerebrale Corteccia cerebrale tronco encefalico

56 Movimenti volontari Via cortico-spinale Sinapsi motoneuroni somatici Controlaterale (bulbo, piramidi) Vie divergenti

57 Corso di Fisiologia Generale (95013) Corso di Laurea Triennale in Ingegneria delle Tecnologie per la Salute Appunti delle lezioni del corso AA 2016/17 Prof. Andrea Remuzzi Dipartimento di Ingegneria Gestionale, dell Informazione e della Produzione Università degli Studi di Bergamo Materiale a solo uso didattico Vietata la riproduzione