IL SISTEMA NEUROENDOCRINO DELLUOMO PON C 1 Esperto

IL SISTEMA NEUROENDOCRINO DELL’UOMO PON C 1 Esperto prof. Ciro Formica Immagini e testi tratti dai website di: genome. wellcome. ac. uk, dnaftb. org, unipv. it, unimi. it, wikipedia. it, unibs. it, unisi. it, unina. it, uniroma 2. it, nih. gov, zanichelli. it, sciencemag. org, ncbi. gov

COSTITUZIONE DI UN NEURONE ≈1011 neuroni nel sistema nervoso umano ≈1014 connessioni nel sistema nervoso umano 2

I dendriti sono fondamentali sistemi di ricezione di messaggi provenienti da altri neuroni. I dendriti di alcuni neuroni sono ricoperti da strutture specializzate chiamate spine dendritiche 3

TRASMISSIONE DELL’IMPULSO NERVOSO Quando l’assone si depolarizza l’impulso sipropaga mediante il potenziale d’azione. In assenza di impulsi nervosi, l’interno della membrana dell’assone è carico negativamente rispetto al’esterno. Ai due lati la differenza di potenziale è – 70 m. V (potenziale di riposo). In presenza di un impulso si ha una rapida inversione di polarità: l’interno diventa temporaneamente positivo rispetto all’esterno. Questa inversione di polarità è il potenziale d’azione. 4

POTENZIALE DI RIPOSO E D’AZIONE La risposta a uno stimolo è del tipo “tutto o niente”. All’aumentare dell’intensità dello stimolo aumenta la frequenza dei potenziali d’azione 60 potenziale (m. V) 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 tempo (s) 5

LA MIELINA Alcune cellule gliali del sistema nervoso periferico (SNP), le cellule di Schwann, si avvolgono a spirale attorno agli assoni formando una guaina isolante costituita da mielina. La guaina mielinica non è continua, ma presenta un certo numero di interruzioni, i nodi di Ranvier, a intervalli regolari. La mielina costituisce buona parte della sostanza bianca del sistema nervoso. La sostanza grigia è costituita dai corpi neuronali 6

SINAPSI CHIMICHE citosol recettore Dendrite postsinaptico Terminale presinaptico Molecole di trasmettitore in vescicole sinaptiche recettore direzione del flusso d’informazione 7

I NEUROTRASMETTITORI 8 Azione A livello di sinapsi Modalità Vescicole presinaptiche Tempi Millisecondi Quantità Micromoli Ricaptazione Frequente Durata Variabile

AZIONE DEI NEUROTRASMETTITORI Neurotrasmettitore Azione Acetilcolina Movimento GABA Inibizione Noradrenalina Eccitazione Serotonina Gratificazione, ricompensa Dopamina Gratificazione, ricompensa 9

Le sinapsi chimiche sono caratterizzate da neurotrasmettitori chimici che, passando dal neurone pre-sinaptico a quello post-sinaptico, trasmettono l'impulso nervoso. Questo tipo di trasmissione rende la giunzione unidirezionale. Inoltre c’è un addensamento di mitocondri e di elementi vescicolari denominati vescicole sinaptiche si trovano all'interno dei bottoni sinaptici. Le tipiche vescicole sinaptiche sono piccole e chiare e contengono un mediatore chimico, acetilcolina, noradrenalina, dopamina, o altri neurotrasmettitori (ogni vescicola ne contiene circa 10'000 molecole). 10

Nella zona presinaptica vi sono enzimi capaci di sintetizzare le molecole dei mediatori chimici (colinoacetilasi, dopaminaidrossilasi), mentre lungo la membrana post-sinaptica vi sono altri enzimi capaci di distruggere le molecole di tali mediatori (acetilcolinaesterasi, monoaminossidasi). 11

LA GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE È detta anche placca motrice ed è l'area di contatto fra fibra nervosa e fibra muscolare. È una sinapsi chimica facilmente accessibile per studiare come si trasmette l'impulso nervoso. Spesso si prende a modello anche per le altre sinapsi chimiche, anche se studi recenti hanno dimostrato l'esistenza di una varietà di connessioni sinaptiche. 12

Come in tutte le sinapsi, l'assone perde la guaina mielinica, si scompone in un numero elevato di filamenti (arborizzazioni terminali) ed ogni filamento forma il bottone sinaptico. All'interno dei bottoni troviamo i mitocondri, le vescicole sinaptiche (400 -500 Å) piene di acetilcolina e l'enzima che la sintetizza. Nella membrana post-sinaptica sono presenti proteine integrate che costituiscono recettori specifici per l'acetilcolina 13

Gli assoni di un nervo motore, nel muscolo scheletrico, si ramificano enormemente giungendo ad ogni singola fibra muscolare. Ogni gruppo di fibre posto sotto il controllo di un singolo assone è denominato unità motoria. In alcuni casi un'unità motoria comprende poche fibre, in altri moltissime; pertanto l'impulso nervoso dell'assone di un solo motoneurone può stimolare talvolta solo poche fibre (una mezza dozzina) e talvolta moltissime (oltre cento). in generale nella giunzione vale la regola che tanto più piccolo è il numero delle fibre muscolari eccitate contemporaneamente (da una sola fibra nervosa) maggiore è la precisione dei movimenti che il muscolo può produrre. 14

SISTEMA NEUROVEGETATIVO O AUTONOMO Origine nervi Assone pregangliare Post-gangliare Reg. toracica e lombare Lontano da organo Vicino al SNC bersaglio neurotrasmettitori Acetilcolina e noradrenalina ORTOSIMPATICO PARASIMPATICO Reg. cranica e sacrale Lontano dal SNC vicino o dentro l’organo bersaglio acetilcolina 15

ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE L’ENCEFALO SI SUDDIVIDE IN: CERVELLETTO Rombencefalo e mesencefalo (parte antica) Tronco cerebrale bulbo ponte PROSENCEFALO (parte + recente) Diencefalo (talamo e ipotalamo) EMISFERI TELENCEFALO CEREBRALI 16

ENCEFALO: TELENCEFALO, CERVELLETTO, TRONCO ENCEFALICO 17

ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE Le funzioni cerebrali sono di norma lateralizzate ma non in modo assoluto bensì relativo. La funzione maggiormente lateralizzata è il linguaggio (di solito nell'emisfero sinistro). L’emisfero destro matura prima del sinistro, e questo potrebbe essere alla base dell’acquisizione del linguaggio articolato solo intorno ai 18 -24 mesi di età. Il corpo calloso, struttura che connette i due emisferi cerebrali, inizia la sua maturazione intorno ai 18 mesi. Il sistema sensomotorio è organizzato gerarchicamente (aree corticali primarie, aree secondarie, aree associative). Al livello "più alto" si trova la corteccia parietale posteriore, su cui convergono informazioni visive, somestesiche, uditive (coordinate spaziali). A livello "intermedio" sono la c. motoria supplementare (coordinamento di movimenti complessi) e quella premotoria (inibizione di movimenti riflessi e controllo dei programmi motori). 18

ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE Il cervello è in grado di modificare la sua attività elettrica in risposta a diversi stimoli (ad esempio un dato da memorizzare). Tali modifiche possono avvenire sia a livello dei neuroni, che formano i circuiti cerebrali, che di sinapsi. Molti meccanismi molecolari sono coinvolti in questi processi, che possono essere alterati a causa dell’invecchiamento o di patologie come la malattia dell’Alzheimer. 19

ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG) Il cervello possiede un’attività elettrica spontanea, come il cuore, i muscoli, la retina, che è possibile misurare. L’EEG misura tale attività. Per eseguirlo si collocano alcuni elettrodi sulla superficie del cuoio capelluto, collegandoli all’apparecchio che registra le onde cerebrali. Le grandezze da misurare sono: Ampiezza dell’onda Frequenza Ritmo: delta, theta sonno profondo alfa rilassamento ad occhi chiusi beta, gamma veglia con attenzione e concentrazione. Vengono misurati potenziali elettrici dell’ordine dei millivolt e microvolt 20

SONNO REM E NON REM Il Sonno è il momento più adatto per esaminare il cervello. • REM = rapid eye movement Sonno tranquillo o profondo. Costituisce il 25% del sonno • NREM (No Rapid. Eye. Movement) Sonno attivo. 75% In totale nel sonno si alternano 4 -6 cicli di sonno REM/NREM. La maggior parte dei sogni si verifica al risveglio dal sonno REM (sogni carichi di emotività) la restante al risveglio dal sonno non-REM (sogni più realistici). Forse il sonno REM e il sogno servono alla cancellazione e/o consolidamento delle informazioni in memoria Durante l’EEG si possono misurare anche i movimenti oculari orizzontali e verticali (EOG) 21

TRACCIATO EEG normale patologico L’apertura degli occhi durante l’esame provoca un’alterazione del tracciato 22

IPOTALAMO All’ipotalamo giungono informazioni sullo stato degli organi interni (visceri), relative all’appetito, gli stimoli sessuali, sonno-veglia; sensazioni termiche, dolorifiche, temperatura, concentrazione di ormoni • osmolarità plasmatica (osmocettori), • glicemia (glicocettori), 23

SISTEMA NERVOSO PERIFERICO Nel SNP sono presenti: -33 paia di nervi SPINALI, che hanno una disposizione metamerica nel senso che originano dal midollo spinale e si dirigono, a ds e a sn, verso i rispettivi organi. : nel torace e nell’addome gli organi sono generalmente allo stesso livello dei rispettivi nervi, mentre i nervi lobosacrali si dirigono ad angolo acuto verso il basso. 24

SISTEMA NERVOSO PERIFERICO Nel SNP sono presenti: - 12 paia di nervi CRANICI o encefalici, che hanno origine dal tronco encefalico e si dirigono in alcune regioni della testa e del collo, e in parte nel torace e l’addome (nervo VAGO) 25

LE 12 PAIA DI NERVI CRANICI O ENCEFALICI 1 – OLFATTIVO 2 – OTTICO 3 – OCULOMOTORE COMUNE 4 – TROCLEARE 5 – TRIGEMINO 6 – ABDUCENTE 7 – FACIALE 8 – STATOACUSTICO 9 – GLOSSOFARINGEO 10 – VAGO 11– ACCESSORIO 12 – IPOGLOSSO 26

NERVI CRANICI: II, IV Paio Nome II Ottico III IV Funzione Trasmette le immagini dalla retina al cervello (area corticale visiva lobo occipitale) Origine: cellule gangliari retiniche. Si distribuisce alle cellule bipolari e quindi ai coni (4 -5 milioni, colori e visione diurna) e ai bastoncelli (75 milioni, visione notturna) della retina Oculomotore Costrizione della pupilla; Accomodazione = messa a fuoco da vicino: si contraggono il m. ciliare, il cristallino e la pupilla, convergono gli assi visivi Controlla i muscoli che muovono le palpebre e ruotano il globo oculare in alto/basso/medialmente Trocleare Controlla i muscoli che ruotano il globo oculare in senso obliquo Conseguenze della Note lesione dei nervi Cecità o visione ridotta Impossibilità di messa a fuoco. Mancata risposta agli stimoli luminosi Impossibile ruotare il globo oculare nelle rispettive direzioni Tipologia nervo Viscerosensitivo Miosi Visceroeffettore (parasimpatico): Somatomotore costrizione pupilla Midriasi (ortosimpatico): dilatazione pupilla Somatomotore 27

NERVI CRANICI: VI, VIII Paio VI Nome Funzione Abducente Controlla i muscoli che ruotano il globo oculare lateralmente Funzione: nervo acustico o Sordità o cocleare (udito) ipoacusia Origine: ganglio spirale del Corti. Collega le cellule acustiche del Corti e i nuclei cocleari (chiocciola) Funzione: nervo Vertigini vestibolare (equilibrio). Origine: ganglio vestibolare. Collega le macule di utricolo e sacculo e i canali semicircolari (3 piani dello spazio) I riflessi vestibolo-oculari mantengono stabili le immagini della retina durante i movimenti della testa VIII Statoacustico: porzione UDITIVA VIII Statoacustico: porzione VESTIBOLA RE Conseguenze della lesione dei nervi Note Tipologia nervo Somatomotore Risponde agli stimoli uditivi Viscerosensitivo Risponde agli stimoli correlati con la gravità, l'accelerazione e l'equilibrio Viscerosensitivo 28

SISTEMA NERVOSO AUTONOMO Organi sui quali agisce Schema dell’ortosimpatico 29

SISTEMA NERVOSO AUTONOMO Le azioni dell’ORTOSIMPATICO sono di norma opposte a quelle del PARASIMPATICO. ORTO secrezione enzimi dilatazione midriasi (dilata) PARA secrezione acquosa costrizione miosi (restringe) Frequenza cardiaca Motilità e secrezione apparato digerente accelera riduce rallenta aumenta Vescica urinaria inibisce stimola Secrezione salivare Diametro bronchiale Diametro pupillare 30

SISTEMA ENDOCRINO Coopera col SN per regolare le funzioni dell’organismo e reagire alle modificazioni dell’ambiente esterno o interno. È costituito da ghiandole endocrine distribuite nell’organismo che secernono ormoni. Gli ormoni possono avere varia composizione chimica: - provenienti da amminoacidi -peptidici o proteici - steroidei - Tali molecole vengono riversate nel sangue e trasportate fino agli organi bersaglio, dove esercitano la loro azione. 31

ASSI ENDOCRINI E FEEDBACK Gli stimoli partono di norma dall’ipotalamo, che appartiene al SNC. Da questo si dirigono all’ipofisi, minuscola ghiandola endocrina situata sopra la sella turcica dell’osso sfenoide nel cranio. Tra questi due organi si stabilisce un feedback breve. L’adenoipofisi produce le tropine, ormoni peptidici che attraverso il sangue, con un feedback lungo, raggiungono gli organi bersaglio: TSH tireostimolante tiroide GH crescita ossa, muscoli … LH luteotropina ♀corpo luteo, ♂ cellule Leydig testicolo testosterone e altri ormoni FSH follicolostimolante ♀follicolo ovarico, ♂ cellule Sertoli testicolo spermatozoi ACTH adrenocorticotropo corticale surrene aldosterone 32

33 Gli stimoli dal SNC attivano i neuroni colinergici pregangliari SN Autonomo), che agiscono sulle cellule cromaffini della midollarre surrenale. Questa secerne: epinefrina (adrenalina) e piccole quantità di norepinefrina. Le prime due fasi avvengono nel citoplasma, la conversione da dopamina a noradrenalina nei granuli secretori, dove viene conservata l’adrenalina. Segue successiva presentazione Sistema neuroendocrino 2