Sistema Nervoso. Percezioni sensoriali Movimento muscolare Secrezione ghiandolare Attività mentali

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1 Tessuto Nervoso

2 Sistema Nervoso Funzione Percezioni sensoriali Movimento muscolare Secrezione ghiandolare Attività mentali Controlla gli altri sistemi del corpo Conferisce coscienza dell ambiente esterno

3 Sistema Nervoso Miliardi di cellule collegate tra loro e con le cellule di altri apparati per percepire stimoli o trasmettere comandi Formato principalmente da neuroni e glia, di derivazione ectodermica. Inoltre vi sono cellule connettivali e vasi di origine mesodermica

4 Sistema Nervoso Sistema Nervoso Centrale (CNS) Cervello Midollo spinale Sistema Nervoso Periferico (PNS) Tutti i tessuti nervosi al di fuori del SNC Nervi cranici Nervi spinali Gangli sensitivi

5 Sviluppo del sistema nervoso Neuroepitelio Si forma dall Ectoderma nel momento in cui si sviluppa la Notocorda Ispessisce e forma la Piastra Neurale Margini si accrescono e formano la Doccia Neurale

6 Sviluppo del sistema nervoso Si congiungono a formare il Tubo Neurale Parte anteriore origina Encefalo Posteriore il midollo spinale, Neuroglia Cellule della cresta neurale Ai lati della piastra Migrano e differenziano una volta giunte a destinazione Formano vari elementi nervosi e non

7 Cellule del sistema nervoso Neuroni o cellule nervose Responsabili della Ricezione, Integrazione e Funzione motrice Neuroglia o cellule gliali Funzione di supporto e protezione dei neuroni Hanno specifiche caratteristiche funzionali di eccitabilità e conducibilità Formano reti neuronali (micro- o macro-circuiti)

8 Neuroni Responsabili della ricezione e trasmissione degli impulsi nervosi Neuroni sensitivi, motori (effettori), interneuroni Nel SNC 80 miliardi Diametro µm, Tra le più piccole e le più grandi cellule dell organismo Corpo Cellulare Dendriti Multipli Singolo Assone

9 Neurone Corpo Cellulare Terminali Presinaptici Dendriti Assone Cellula di Schwann Nodo di Ranvier Cono di emergenza Guaina mielinica Assone collaterale Corpi di Nissl Nucleo Spina Dendritica Nucleolo Apparato di Golgi Mitocondri

10 Neuroni - Corpo Cellulare Soma o Pericarion Regione più voluminosa Maggior volume citoplasmatico nei processi SNC Forma poligonale Vari processi citoplasmatici SNP Forma tondeggiante Pochi prolungamenti

11 Pericarion o Soma Nucleo Centrale e voluminoso Scarsamente colorabile Forma sferica od ovoidale Cromatina finemente dispersa Sintesi Nucleolo evidente

12 Citoplasma Ricco di RER Poliribosomi Corpi di Nissl RER e poliribosomi, coloranti basici, ammassi granulari Abbondante REL, esteso anche a dendriti ed assone Golgi, abbondante, perinucleare, sintesi neurotrasmettitori o enzimi per la loro produzione Mitocondri, nel soma, nell assone e nei dendriti Si muovono lungo il sistema di microtubuli

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14 Citoplasma (continua) Granuli di melanina Alcune regioni del SNC e nei gangli simpatici del SNP Possibile prodotto intermedio di sintesi dei neurotrasmettitori Granuli di Lipofuscina Neuroni persone anziane, forma irregolare, residui lisosomiali Aumentano con l età, compromettono funzionalità neurone Gocce Lipidiche Riserva energetica Granuli Secretori Neurotrasmettitori

15 Citoscheletro Neurofibrille nel citoplasma e nei prolungamenti Microtubuli 25 nm diametro, simili a quelli delle altre cellule Tau e MAP (proteine associate ai microtubuli) specifiche delle cellule neuronali Neurofilamenti (filamenti intermedi) 8-12 nm diametro Vimentina, Nestina, NF-H, NF-M, NF-L Microfilamenti 4-6 nm diametro Actina; più abbondanti nel terminali assonici e nelle spine dendritiche (interazione con vescicole e membrana plasmatica)

16 Dendriti Terminali afferenti dei neuroni Normalmente multipli Ognuno origina dal corpo come singolo ramo e poi si arborizza Ramificazioni caratteristiche per tipo di neurone Porzione basale con organuli, tranne Golgi Porzione distale, organuli radi o assenti Numerosi mitocondri Spine Permettono la formazione di Sinapsi con altri neuroni

17 Assoni Terminali efferenti dei neuroni Originano come singolo prolungamento dal Cono di Emergenza o Monticolo Assonico Molto lunghi, anche 1 metro nei motoneuroni Spessore 0,1-20 mm proporzionale alla velocità di conduzione Terminali assonici Terminazione dell assone, sono ramificazioni molto numerose Ramificazioni Collaterali Derivazioni ad angolo retto, rispetto all asse principale

18 Neurone Corpo Cellulare Terminali Presinaptici Dendriti Assone Cellula di Schwann Nodo di Ranvier Cono di emergenza Guaina mielinica Assone collaterale Corpi di Nissl Nucleo Spina Dendritica Nucleolo Apparato di Golgi Mitocondri

19 Cono di Emergenza Regione piramidale, priva di ribosomi, parete del corpo opposta ai dendriti Assolemma Plasmalemma dell assone Assoplasma Ricco di microtubuli e neurofilamenti. Piccoli tubuli di REL, privo di RER e poliribosomi Mitocondri allungati

20 Assoni Portano gli impulsi dal corpo cellulare Solo uno per cellula Diametro costante per tutta la loro lunghezza Dendriti Portano gli impulsi verso il corpo cellulare Più di uno per cellula Si assottigliano gradualmente

21 Trasporto assonale Trasporto Anterogrado Migrazione verso il terminale assonico Organuli e vescicole Actina, Miosina e Clatrina Enzimi per la sintesi dei neurotrasmettitori Rapido 400 mm al giorno Trasporto Retrogrado Migrazione verso il corpo cellulare Subunità di microtubuli Frammenti di neurofilamenti Enzimi solubili e materiali introdotti per endocitosi Piccole molecole e proteine destinate alla degradazione Lento 0,2 mm al giorno

22 Morfologia dei Neuroni

23 Neuroni Multipolari Tipo più comune Numerosi dendriti ramificati ed un singolo assone Diffusi in tutto il sistema nervoso Principalmente sono motoneuroni Quando hanno strutture elaborate prendono nomi particolari dovuti alla forma Cellule Piramidali o dall autore che li ha descritti Cellule del Purkinje

24 Neuroni Bipolari Un singolo assone, un singolo dendrite Gangli vestibolari e cocleari, e nell epitelio olfattivo della mucosa nasale Neuroni Unipolari Un solo prolungamento diparte dal soma Neuroni Pseudounipolari Un solo prolungamento diparte dal soma, si biforca Gangli delle radici dorsali e alcuni gangli di nervi cranici

25 Corpo cellulare Dendrite Dendrite Corpo cellulare Assone Bipolare Assone Corpo cellulare Dendriti Multipolare Assoni Unipolare

26 Cellule della neuroglia Cellule a funzione metabolica e di supporto per i neuroni Numero 10 volte quello dei neuroni Nel SNC Astrociti Oligodendrociti Microglia Nel SNP Cellule di Schwann

27 Neuroglia più che un riempitivo Prende contatto con i neuroni Circonda le sinapsi Regola gli impulsi nervosi Intimo contatto con i vasi sanguigni e tra di loro (Barriera emato-encefalica) Guida la migrazione dei neuroni durante lo sviluppo embrionale

28 Astrociti Formano numerosi contatti con neuroni e sinapsi (sinapsi tripartita) Ricaptano neurotrasmettitori e ioni dalla fessura sinaptica Fanno da guida alla migrazione dei neuroni Giunzioni comunicanti permettono flussi di calcio tra astrociti adiacenti

29 Astrociti Astrociti protoplasmatici Soprattutto nella materia grigia del SNC Astrociti fibrosi Soprattutto nella materia bianca del SNC Indistinguibili al microscopio ottico, Fasci di filamenti intermedi 8-11 nm al M.E. Proteina Fibrillare Acida della Glia (GFAP)

30 Astrociti Protoplasmatici Cellule a forma stellata Abbondante citoplasma Numerosi prolungamenti ramificati Pedicello Terminazione che prende contatto con vasi sanguigni, Piede Vascolare, o con la pia madre, Membrana Piagliale Nucleo voluminoso Meno filamenti intermedi rispetto ai fibrosi

31 Filamenti Ribosomi Microtubuli Mitocondri Lisosomi Nucleo

32 Astrociti Fibrosi Citoplasma con scarsi organuli Ribosomi liberi e granuli di glicogeno Numerosi filamenti intermedi Prolungamenti lunghi e poco ramificati Ruolo nella Barriera Emato-encefalica Mediatore degli scambi metabolici tra tessuto nervoso e capillari

33 Microglia Sistema macrofagico residente (derivano dal sacco vitellino, non dal midollo osseo) Diffuse in tutto il SNC Simili ad oligodendrociti (più piccole) Abbondanti lisosomi, scarsi gliofilamenti citoscheletrici Fagocitano rifiuti, cellule morte, sinapsi in eccesso Attivate funzionano da APC e secernono citochine

34 Cellule Ependimali Epitelio cubico-cilindrico Ciglia e microvilli Secernono il fluido cerebro-spinale (CSF) Riveste il canale centrale della colonna vertebrale Privo di membrana basale Riveste i ventricoli del cervello Poggia sulla membrana basale

35 Oligodendrociti Simili ad astrociti, ma più piccoli e meno prolungamenti Citoplasma denso, nucleo piccolo, abbondante RER, molti ribosomi liberi e mitocondri, esteso Golgi Responsabili della mielinizzazione Un singolo oligodendrocita può mielinizzare fino a 50 assoni

36 Oligodendrociti e neuroni

37 Cellule di Schwann Solo nel SNP Avvolgono gli assoni Mielinici ed Amielinici Cellule appiattite, nucleo piatto, piccolo Golgi e pochi mitocondri Guaina mielinica interrotta ad intervalli regolari Nodi di Ranvier Segmento internodale µm Amielinici Mielinici

38 Cellule di Schwann Nodo di Ranvier Nucleo cellula di Schwann Assone Guaina mielinica Cellula di Schwann Assoni

39 Assoni mielinizzati Gli Oligodendrociti o le Cellule di Schwann depositano Guaina Mielinica sull assone Impulso nervoso viaggia più velocemente

40 Mielinizzazione Cerchi concentrici di membrana plasmatica Linea densa maggiore Fusione foglietti citoplasmatici Linea intraperiodo Fusione foglietti esterni

41 Nodi di Ranvier Piccoli siti di assoni "nudi" Il potenziale d azione salta da un nodo all altro Conduzione saltatoria Aumenta la velocità di trasmissione Assoni non-mielinizzati trasmettono più lentamente Più piccolo è l'assone, più lento è il potenziale d azione

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43 Nervi periferici, Nodi di Ranvier

44 Impulsi nervosi Segnali elettrici che si originano nella Zona d innesco del neurone Vengono trasmessi lungo l assone fino al terminale assonico Potenziale d azione Stimolazione provoca apertura dei Canali Na a corto voltaggio in un area limitata della membrana Depolarizzazione Periodo Refrattario Chiusura dei canali Canali K a controllo di voltaggio si aprono e si ristabilisce il potenziale

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48 Sinapsi Siti di passaggio degli impulsi nervosi Spazio presinaptico Terminale Assonico del Neurone Spazio intersinaptico (fessura sinaptica) Compreso tra le due membrane cellulari Spazio postsinaptico Neurone, cellula muscolare o ghiandolare

49 Sinapsi Sinapsi Elettrica Solo retina e corteccia cerebrale Gap-junctions Libera diffusione ioni Trasmissione impulso molto veloce Sinapsi Chimica Sono le più frequenti Membrana presinaptica libera Neurotrasmettitori Legano i recettori sulla membrana postsinaptica

50 Sinapsi Assodendritiche Fra un assone ed un dendrite Sinapsi Assosomatiche Fra un assone ed un soma (corpo cellulare) Sinapsi assoassoniche Fra due assoni Sinapsi dendrodendritiche Fra due dendriti Sinapsi

51 Sinapsi elettrica Ioni positivi Trasporto Membrana Plasmatica Gap Junction Membrana Plasmatica Connessoni Sinapsi Elettrica Cellula muscolo liscio La depolarizzazione diffonde attraverso le gap-junctions presenti nella sinapsi tra due cellule Potenziale d azione in una cellula causa potenziale d azione nell altra Nel muscolo liscio al di fuori del CNS

52 Sinapsi chimica Potenziale d azione non passa direttamente dal pre- al post-sinaptico Potenziale d azione causa il rilascio di un mediatore (neurotrasmettitore) al livello della sinapsi Monoamine: Catecolamine (Dopamina, Adrenalina, Noradrenalina, derivano dalla tirosina), Indolamine (Serotonina, deriva dal triptofano) Aminocidi: Glutamato, Aspartato, Istamina, GABA (deriva dall acido glutamico), Gassosi: NO (nitrossido, deriva dall arginina)

53 Sinapsi chimica I canali per il Ca 2+ voltaggiodipendenti si aprono ed il Ca 2+ provoca il rilascio dei neuro-trasmettitori nello spazio inter-sinaptico Neurotrasmettitori legano recettori specifici nella membrana postsinaptica Il legame causa apertura di canali per il Na + e provoca depolarizzazione della membrana (potenziale d azione) In alternativa il legame attiva recettori metabotropi associati a proteine G: risposta lenta ma duratura

54 Sinapsi chimica

55 Formazione del potenziale d azione

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57 Sistema Nervoso Centrale

58 Sistema Nervoso Centrale Cervello, midollo spinale e glia Materia grigia Corpo cellulare (soma) dei neuroni Pericarion Astrociti Protoplasmatici Materia bianca Processi delle cellule nervose Assoni e Dendriti Oligodendrociti ed astrociti fibrosi

59 Sistema Nervoso Centrale Cervello 2 grossi emisferi Materia grigia che racchiude un nucleo centrale di Materia bianca Diversi strati di materia grigia Cervelletto Due strati di Materia Grigia distinti Uno strato interno di Materia Bianca Midollo spinale Materia Bianca che racchiude Materia Grigia Materia grigia a forma di farfalla

60 Meningi: rivestimento connettivale del SNC

61 Meningi La dura madre consiste in un doppio strato di tessuto connettivo fibroso ricco di fibre elastiche. L'aracnoide e la pia madre sono costituite da un connettivo più lasso. L'aracnoide da fibre collagene ed elastiche rivestite internamente ed esternamente da cellule piatte, mentre la pia madre da fasci collagene ad andamento circolare. L'aracnoide non è vascolarizzata al contrario della dura madre e della pia madre

62 Cervello

63 Corteccia cerebrale Materia Grigia Materia Bianca Materia Grigia soma dei neuroni Materia Bianca assoni e dendriti

64 Cervelletto 2 strati esterni di Materia Grigia 1 strato interno di Materia Bianca Materia Grigia: Strato Molecolare Più esterno Fibre non mielinizzate Strato Granulare Interno Corpi cellulari dei neuroni

65 Sezione del Midollo Spinale

66 Sezione del midollo spinale Materia Bianca Assoni mielinati Una fissura ed un solco Tre cordoni Ventrale Dorsale Laterale Ogni cordone è suddiviso in tratti di nervi o fascicoli Materia Grigia Corpi cellulari dei neuroni, assoni e dendriti Corna Posteriore (dorsale) Anteriore (ventrale) Laterale Commissure Materia grigia e bianca Assoni che passano da una parte all altra del midollo Canale centrale Liquido cerebrospinale

67 Sistema Nervoso Periferico

68 Sistema Nervoso Periferico Si estende dal Sistema Nervoso Centrale Recettori sensoriali Localizzati nella pelle, muscolo, articolazioni, organi interni, occhi ed orecchie Nervi Fascio di assoni, con la loro guaina, che connette il CNS ai recettori sensoriali, ai muscoli ed alle ghiandole Gangli Aggregati di corpi cellulari dei neuroni al di fuori del CNS Plessi Un estesa rete di assoni, ed a volte di corpi cellulari dei neuroni al di fuori del CNS

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70 Organizzazione dei nervi Fasci di Fibre Sensitive e Motorie circondati da rivestimenti connettivali Epinevrio Strato più esterno Connettivo fibroso denso con fibre elastiche Perinevrio Guaina intermedia Delimita i singoli fasci Connettivo denso Fibre collagene intersperse Scarse fibre elastiche Endonevrio Strato più interno Circonda ogni singola fibra (assone) Tessuto connettivo lasso Fibre reticolari Capillari, fibroblasti, macrofagi residenti Cellule di Schwann

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