Tema C Capitolo 8 Il sistema nervoso e

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino 1. La nostra centrale di controllo e le sue cellule 2. Il sistema nervoso centrale 3. Il sistema nervoso periferico 4. Il sistema endocrino 5. Il sistema nervoso degli altri animali Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 1

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Gli organi del sistema nervoso encefalo midollo spinale Il sistema nervoso è la centrale di controllo del nostro corpo. Riceve, riconosce ed elabora: • gli stimoli in arrivo dall’ambiente esterno (come il caldo, il freddo o i pericoli) • gli stimoli prodotti nervi del sistema nervoso periferico dall’organismo stesso (come la fame, la sete o il dolore). Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 2

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso e il sistema endocrino SISTEMA NERVOSO: SISTEMA ENDOCRINO: • risponde in modo molto rapido a stimoli che richiedono un’azione immediata • controlla attività prolungate nel tempo per mezzo di messaggi chimici • usa cellule nervose, i neuroni, • con le ghiandole produce gli ormoni che comunicano tra loro che, trasportati dal sangue, mediante impulsi elettrici raggiungono lentamente gli organi Il sistema nervoso e quello endocrino si scambiano continuamente informazioni e agiscono in modo coordinato tra loro. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 3

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice I neuroni, le cellule del tessuto nervoso I neuroni sono cellule particolari, molto ramificate, che comunicano tra loro mediante impulsi elettrici. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 4

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice La struttura e le funzioni di un neurone ricezione degli impulsi elettrici conduzione degli impulsi elettrici nucleo assone guaina mielinica corpo cellulare trasmissione degli impulsi elettrici ramificazioni bottoni sinaptici dendriti • il neurone riceve gli stimoli attraverso i dendriti, corti e ramificati • invia gli impulsi alle altre cellule con l’assone, un singolo lungo filamento • gli assoni di molti neuroni formano fasci chiamati nervi o fibre nervose Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 5

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice La struttura e le funzioni di un neurone ricezione degli impulsi elettrici conduzione degli impulsi elettrici nucleo assone trasmissione degli impulsi elettrici ramificazioni guaina mielinica corpo cellulare bottone sinaptico dendriti sinapsi = «collegamento elettrico» tra neuroni quando il neurone è stimolato, i bottoni sinaptici liberano neurotrasmettitori che trasmettono l’impulso elettrico al dendrite di un neurone vicino una sinapsi neurotrasmettitori Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 6

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice I diversi tipi di neurone sensoriale dendriti • neuroni sensoriali: neurone motorio assone ricevono gli stimoli provenienti dall’esterno o dagli organi del corpo • neuroni di associazione: collegano i neuroni sensoriali con i neuroni motori recettori sensoriali • neuroni motori: sinapsi cellule della pelle trasmettono gli impulsi dal sistema nervoso ai muscoli e alle ghiandole neurone di associazione muscoli Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 7

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Il sistema nervoso centrale cervello ossa del cranio corpo calloso cervelletto midollo allungato meningi midollo spinale Indice Il sistema nervoso centrale è costituito dall’encefalo e dal midollo spinale. L’encefalo − formato da cervello, cervelletto e midollo allungato − è protetto dalla scatola cranica. Il midollo spinale è contenuto in un canale interno alla colonna vertebrale. Entrambi sono rivestiti e protetti da tre membrane sovrapposte, le meningi. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 8

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il cervello in sezione frontale solco sostanza bianca sostanza grigia Il solco divide il cervello nei due emisferi (destro e sinistro) percorsi da pieghe e rilievi chiamati circonvoluzioni cerebrali. • corteccia o sostanza grigia: è la parte esterna scura, formata da corpi cellulari e dendriti • sostanza bianca: corpo calloso cervelletto è la parte interna di colore più chiaro, costituita da assoni rivestiti da mielina Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 9

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il cervello è suddiviso in grandi regioni chiamate lobi cerebrali area del gusto lobo frontale area motoria area sensoriale lobo parietale area associativa area di Wernicke area visiva area di Broca area uditiva area olfattiva lobo temporale lobo occipitale • area associativa: controlla il ragionamento • area visiva: controlla la visione • aree di Broca e di Wernicke (solo emisfero sinistro): controllano il linguaggio Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 10

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Come funziona la corteccia cerebrale Come agiscono i tuoi neuroni quando leggi un libro? 1. le immagini delle parole scritte colpiscono le cellule degli occhi (recettori della retina) 2. gli stimoli luminosi trasformati in impulsi elettrici sono inviati all’area della visione nel cervello 3. da qui partono impulsi diretti alle aree associative, dove le parole sono analizzate e riconosciute: ora capisci il significato di ciò che hai letto Intanto gli occhi scorrono lungo le righe e le mani voltano le pagine: i movimenti sono effettuati da muscoli comandati dall’area motoria della corteccia cerebrale. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 11

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Come funziona la corteccia cerebrale Quali zone della nostra corteccia cerebrale usiamo per ricostruire un puzzle? • aree sensoriali: per riconoscere la forma e i colori dei pezzi e l’immagine complessiva • aree associative: per ragionare sulla compatibilità tra i pezzi e sull’immagine che si sta formando • aree motorie: per coordinare i movimenti del corpo e delle mani Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 12

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice La memoria Per quanto tempo riesci a ricordare un numero di telefono? • Se lo ricordi per il tempo necessario a comporlo sulla tastiera, hai usato la memoria a breve termine. • Se digiti parecchie volte il numero, dopo un po’ il tuo cervello lo trasferirà nella memoria a lungo termine. Gli scienziati non sono ancora riusciti a capire come funzionino i meccanismi della memoria. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 13

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice La sostanza bianca controlla ed elabora gli stimoli provenienti dall’interno del corpo, con le due aree chiamate talamo e ipotalamo. corpo calloso talamo ipofisi ipotalamo cervelletto L’ipotalamo collega il sistema nervoso con quello endocrino, controllando la produzione di ormoni da parte della ghiandola ipofisi. midollo allungato Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 14

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il cervelletto Provate a ruotare una mano in senso orario e simultaneamente un piede in senso antiorario: non è facile! Per coordinare i movimenti usiamo il cervelletto, che è posto dietro il cervello in basso. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 15

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il midollo allungato emisfero sinistro emisfero destro Il midollo allungato o bulbo: • collega l’encefalo al midollo spinale • regola l’attività cardiaca e respiratoria • regola fenomeni come la tosse e il vomito. bulbo (midollo allungato) Le fibre nervose provenienti dalla parte sinistra del cervello sono convogliate nella parte destra del midollo spinale, e viceversa. sistema nervoso periferico midollo spinale Perciò l’emisfero destro del cervello controlla la parte sinistra del corpo, e viceversa. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 16

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice La colonna vertebrale e il midollo spinale sostanza bianca fibra sensoriale corna posteriori corna anteriori sostanza grigia fibra motoria midollo spinale vertebra Il midollo spinale: • trasmette i comandi dall’encefalo ai muscoli e alle ghiandole • rende possibili i riflessi spinali, reazioni rapidissime per le situazioni di emergenza nervi spinali disco intervertebrale Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 17

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice I riflessi spinali sono elaborati dal midollo spinale, non dall’encefalo 1 sulla pelle ci sono i recettori, cellule che ricevono lo stimolo esterno (intenso calore) 2 i recettori trasmettono lo stimolo ai neuroni sensoriali, che percorrono il braccio ed entrano nel midollo spinale neurone di associazione neurone 2 sensoriale 1 cellule sensoriali della pelle 3 l’impulso raggiunge un neurone di associazione, che lo invia ai neuroni motori 3 neurone motore midollo spinale 4 4 i neuroni motori comandano ai muscoli del braccio di contrarsi muscolo Se toccate una pentola molto calda, subito ritirerete la mano. Che cosa è successo in quella frazione di secondo? Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 18

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso periferico assoni la struttura di un nervo guaina mielinica fascio di fibre nervose vaso sanguigno guaine di tessuto connettivo I nervi collegano il sistema nervoso centrale a tutti gli organi del corpo. Il sistema nervoso periferico è formato da: • sistema nervoso somatico (o volontario) • sistema nervoso autonomo (o vegetativo) 0, 5 mm Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 19

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso periferico nervi cranici I nervi del sistema nervoso somatico (o volontario): • 12 paia di nervi cranici che dall’encefalo raggiungono la testa nervi spinali • 31 paia di nervi spinali , che escono dai lati del midollo spinale e raggiungono tutte le parti del corpo. i nervi del nostro sistema nervoso somatico Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 20

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso periferico parasimpatico contrae la pupilla stimola la salivazione simpatico midollo allungato contrae i bronchi dilata i bronchi gangli cervicali rallenta il cuore stimola l’attività di stomaco e pancreas accelera il cuore inibisce l’attività di stomaco e pancreas stimola il fegato a rilasciare glucosio stimola la cistifellea fa secernere l’adrenalina contrae la vescica stimola le strutture sessuali dilata la pupilla inibisce la salivazione Il sistema nervoso autonomo (o vegetativo): • i nervi del fascio simpatico stimolano l’attività degli organi o delle ghiandole • invece i nervi del fascio parasimpatico la rallentano o la bloccano. rilascia la vescica midollo spinale catena gangliare inibisce le strutture sessuali Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 21

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema endocrino le ghiandole endocrine paratiroide timo ipotalamo ipofisi epifisi tiroide ghiandole surrenali ovaie (gonadi femminili) oppure testicoli (gonadi maschili) pancreas Le ghiandole endocrine secernono ormoni, che sono «messaggeri chimici» . La ghiandola ipofisi collega il sistema nervoso con il sistema endocrino: 1. il cervello comanda l’ipofisi attraverso l’ipotalamo 2. l’ipofisi produce ormoni che vanno a stimolare un’altra ghiandola endocrina 3. questa produce i propri ormoni e li libera nel sangue, che li trasporta a destinazione Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 22

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema endocrino Esempio: il sistema endocrino regola l’equilibrio del calcio nel sangue attraverso l’azione di due ormoni (calcitonina e ormone paratiroideo) il calcio passa dal sangue alle ossa se la concentrazione di calcio nel sangue è bassa, le paratiroidi liberano l’ormone paratiroideo ione Ca++ ioni Ca++ se la concentrazione di calcio nel sangue è alta, la tiroide libera calcitonina il calcio passa dalle ossa al sangue Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 23

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice LE GHIANDOLE ENDOCRINE E LE FUNZIONI DEI LORO ORMONI (1/2) ghiandola endocrina quali ormoni produce? ipofisi ormone della crescita ossitocina prolattina epifisi vasopressina tireotropina corticotropina follicolo-stimolante e luteinizzante melatonina tiroide ormone tiroideo paratiroidi timo calcitonina ormone paratiroideo ormoni del timo quale funzione svolgono gli ormoni prodotti? stimola la crescita delle ossa (la sua carenza durante l’infanzia determina una forma di nanismo) stimola le contrazioni dell’utero al momento del parto stimola la produzione e secrezione di latte nelle ghiandole mammarie regola l’escrezione di acqua nei reni e la pressione del sangue stimola la tiroide stimola le ghiandole surrenali stimolano le gonadi è una specie di «orologio interno» del corpo: la sua produzione aumenta di notte e si riduce di giorno stimola il metabolismo cellulare ed è indispensabile per un corretto sviluppo corporeo (la sua carenza causa un’altra forma di nanismo) blocca la liberazione di calcio dalle ossa stimola la liberazione di calcio dalle ossa e attiva la vitamina D regolano la crescita e le reazioni immunitarie Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 24

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice LE GHIANDOLE ENDOCRINE E LE FUNZIONI DEI LORO ORMONI (2/2) ghiandola endocrina quali ormoni produce? pancreas endocrino insulina riduce la quantità di zuccheri nel sangue, stimolando l’accumulo di glicogeno nel fegato glucagone aumenta la quantità di zuccheri nel sangue, stimolando la demolizione del glicogeno da parte del fegato ormoni steroidi stimolano la formazione di glucosio a partire da proteine e lipidi, controllano l’equilibrio di acqua e sali nell’organismo, bloccano la risposta infiammatoria e immunitaria adrenalina fa aumentare il battito cardiaco, la pressione sanguigna, il ritmo della respirazione e la quantità di zuccheri nel sangue estrogeni regolano il ciclo ovarico e determinano lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari progesterone stimola la parete uterina ad accogliere l’embrione testosterone stimola la produzione di spermatozoi e determina lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari surrenali ovaie (gonadi femminili) testicoli (gonadi maschili) quale funzione svolgono gli ormoni prodotti? Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 25

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso degli altri animali Tra gli invertebrati, le idre e le meduse (cnidari) hanno una rete di neuroni diffusa in tutto il corpo. rete nervosa la rete nervosa di un’idra Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 26

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso degli altri animali il sistema nervoso di un lombrico cordone nervoso cervello gangli nervosi Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 27

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso degli altri animali Negli insetti i gangli del capo danno origine a due cordoni nervosi paralleli, da cui partono i nervi che si diramano in tutto il corpo. gangli del capo catena di gangli ventrali Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 28

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso degli altri animali Tra i vertebrati: • pesci: hanno emisferi cerebrali ridotti e lisci, senza circonvoluzioni • anfibi: il cervelletto è poco sviluppato • rettili: gli emisferi cerebrali, ancora lisci, sono un po’ più sviluppati • uccelli: encefalo piccolo, ma con un cervelletto molto sviluppato Il cervello dei mammiferi in proporzione è più grande di quello degli altri animali. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 29

Tema C – Capitolo 8 – Il sistema nervoso e il sistema endocrino Indice Il sistema nervoso degli altri animali Nei mammiferi gli emisferi cerebrali sono molto voluminosi e la corteccia è complessa, con pieghe e solchi. un cervello umano e un cervello di scimpanzé a confronto Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 30