SISTEMI

Coordina le funzioni di tutti gli altri sistemi (mantenendo l’omeostasi). È costituito da tessuto nervoso, le cui componenti fondamentali sono i neuroni e le cellule gliali.

Funzionamento del neurone:

1. Potenziale di riposo (polarizzazione):

· La trasmissione delle informazioni lungo gli assoni avviene tramite impulsi nervosi, ossia segnali di natura elettrochimica che si propagano sfruttando la differenza di potenziale, detta potenziale di riposo (–70 mV), presente ai due lati della membrana assonica.

· Tale potenziale è generato dalla differenza di carica elettrica tra l’interno e l’esterno della cellula, dovuta alla concentrazione degli ioni positivi (soprattutto Na+) maggiore all’esterno che all’interno. Infatti, gli ioni K+ possono passare attraverso delle proteine canale per il potassio, spostandosi dall’interno all’esterno; invece gli ioni Na+ non possono passare attraverso le proteine canale per il sodio, perché, quando il neurone è a riposo, questi canali sono chiusi.

· Il potenziale a riposo viene mantenuto grazie all’azione della pompa sodio-potassio, che trasporta (attivamente) ioni Na+ dall’interno all’esterno della cellula e ioni potassio K+ dall’esterno verso l’interno.

2. Potenziale d’azione (depolarizzazione):

· Se il neurone viene stimolato, a causa dell’apertura di alcune proteine canale per il sodio, il potenziale della membrana può salire da circa –70 mV a circa –50 mV, valore che è detto potenziale di soglia.

· Raggiunto questo valore, molti canali per il sodio si aprono e un gran numero di ioni Na+ passano dall’esterno all’interno della cellula: dato che la concentrazione di cariche positive all’interno aumenta, il potenziale si inverte bruscamente e raggiunge un valore di +35 mV, detto potenziale d’azione.

3. Ritorno alla condizione di riposo (ripolarizzazione):

· Pochi istanti dopo aver raggiunto il potenziale d’azione, le proteine canale per il sodio si richiudono, mentre quelle per il potassio, che nel frattempo erano chiuse, si riaprono e, grazie all’azione della pompa sodio-potassio, vengono ristabilite le condizioni a riposo.

Trasmissione dell’impulso tra neuroni:

L’impulso nervoso viene trasferito da una cellula all’altra e alle cellule muscolari attraverso le sinapsi, ossia i punti di contatto tra 2 neuroni o tra un neurone e una cellula muscolare. Esistono due tipi di sinapsi:

· sinapsi elettriche: giunzioni comunicanti attraverso le quali il potenziale elettrico si trasmette senza interruzioni da un neurone all’altro o da un neurone ad un organo effettore, con un meccanismo simile a quello di propagazione dell’impulso all’interno della cellula stessa.

· sinapsi chimiche: giunzioni in cui i due neuroni non sono direttamente in contatto, ma presentano uno spazio sinaptico che separa la cellula pre-sinaptica da quella post-sinaptica. La trasmissione dell’impulso è mediata da alcune sostanze chimiche, contenute in vescicole, dette neurotrasmettitori (amminoacidi e loro derivati). Quando l’impulso giunge al termine dell’assone, provoca l’ingresso di ioni calcio nella cellula e la liberazione dei neurotrasmettitori, che attraversano lo spazio sinaptico, si legano ai recettori del neurone post-sinaptico e trasmettono l’impulso nervoso.

Tra di esse si distinguono:

o sinapsi eccitatorie: sinapsi in cui i neurotrasmettitori (acido aspartico e glutammico), legandosi con i recettori associati a canali ionici del Na+, ne provocano direttamente l’apertura, quindi facilitano la trasmissione dell’impulso nervoso.

o sinapsi inibitorie: sinapsi in cui i neurotrasmettitori (glicina), legandosi con la membrana del neurone post-sinaptico, provocano l’apertura di proteine canale di tipo differente, ad esempio quelle del potassio K+, e ciò rende più difficile la trasmissione dell’impulso nervoso.

Organizzazione del sistema nervoso:

Sistema nervoso centrale (SNC):

· include encefalo e midollo spinale, avvolti, protetti e nutriti da 3 membrane, dette meningi.

· presenta due regioni:

o sostanza grigia: una regione di tessuto più scuro, formata dai corpi cellulari dei neuroni motori, dagli interneuroni e dalle cellule gliali, e con il compito di elaborare le informazioni;

o sostanza bianca: tessuto più chiaro, costituito dagli assoni circondati da mielina dei neuroni sensoriali e motori, che scambiano informazioni tra centro e periferia del corpo.

Nell’encefalo la sostanza grigia si trova all’esterno rispetto a quella bianca; nel midollo si ha il contrario.

· all’interno del midollo spinale neuroni sensoriali, interneuroni e neuroni motori sono spesso connessi tra loro mediante archi riflessi, ossia circuiti neuronali che permettono una risposta estremamente rapida ad uno stimolo (prima che il cervello abbia avuto il tempo di elaborare lo stimolo del dolore).

Encefalo: è l’organo di gran lunga più importante per l’acquisizione delle informazioni, per il controllo motorio e per il mantenimento dell’omeostasi nel nostro corpo. Può essere diviso in:

· romboencefalo: presiede alle funzioni fisiologiche essenziali.

o midollo allungato: controlla il ritmo respiratorio e cardiaco, il riflesso della deglutizione e del vomito;

o ponte: attraverso cui passano numerose vie sensoriali;

o cervelletto: situato alla base della scatola cranica, regola l’equilibrio e coordina tutti i movimenti muscolari di grande precisione (es. articolazione delle dita della mano).

· mesencefalo: mette in comunicazione romboencefalo e prosencefalo; è costituito da fasci di nervi che inviano verso il cervello i segnali provenienti dalla periferia del corpo; ha anche un ruolo inerente alle funzioni della vista e dell’udito (es. movimento degli occhi o localizzazione dei suoni).

· prosencefalo:

o diencefalo:

- talamo: due masse ovoidali di materia grigia i cui neuroni selezionano le informazioni sensoriali e le inviano alle parti superiori del cervello;

- ipotalamo: posto sotto il talamo, è una ghiandola endocrina che contiene gruppi di neuroni che coordinano le attività associate a fame, sete, piacere, dolore, rabbia.

o telencefalo: è formato da sostanza bianca all’interno e dalla corteccia cerebrale (sostanza grigia) all’esterno; è costituito da 2 emisferi cerebrali (cervello), collegati tra loro dal corpo calloso (massa compatta di fibre): l’emisfero destro sembra essere responsabile dei fenomeni intuitivi e artistici, mentre quello sinistro è sede della elaborazione razionale.

Sistema nervoso periferico (SNP):

· include neuroni motori, che trasportano i segnali verso la periferia del corpo, e neuroni sensoriali, che trasportano i segnali verso il sistema centrale. Le fibre di tali neuroni sono raccolte in nervi cranici, che si connettono direttamente con l’encefalo, e spinali, collegati al midollo spinale.

· a seconda del tipo di controllo che esercita sulle diverse aree dell’organismo viene diviso in:

o sistema somatico: controlla l’attività volontaria dei muscoli scheletrici;

o sistema autonomo: controlla l’attività involontaria del muscolo cardiaco e della muscolatura liscia presente nei vasi sanguigni e nei sistemi digerente, respiratorio ed escretore.

- sistema simpatico: agisce in situazioni di stress o durante intense attività fisiche; prepara il corpo all’azione, aumentando battito cardiaco, pressione sanguigna e glucosio nel sangue.

- sistema parasimpatico: prevale nelle situazioni di tranquillità; è coinvolto nelle attività di recupero del corpo, favorisce la digestione, partecipa all’eliminazione delle feci e dell’urina.

Muscoli scheletrici:

· sono responsabili dei movimenti volontari, del mantenimento della postura, oltre che della produzione del calore, necessario per mantenere costante la temperatura del corpo.

· si inseriscono sulle ossa in punti specifici, per mezzo dei tendini, fasci di tessuto connettivo fibroso che costituiscono un prolungamento del rivestimento delle masse muscolari.

· la maggior parte lavora tramite l’azione di coppie di muscoli, detti muscoli antagonisti, in cui un muscolo si contrae e l’altro si estende.

· sono formati da fasci di fibre muscolari, tenute insieme da tessuto connettivo, e costituite da una singola cellula con più nuclei: i nuclei si trovano addossati alla membrana plasmatica, mentre il citoplasma è occupato da strutture allungate e cilindriche, le miofibrille. Ogni miofibrilla contiene filamenti proteici sottili (actina) e filamenti proteici spessi (miosina), disposti in modo da formare unità strutturali dette sarcomeri. Le molecole di actina hanno forma globulare e si dispongono nei filamenti sottili come due fili di perle avvolti ad elica; le molecole di miosina (scure) sono allungate e presentano una testa globulare.

Contrazione muscolare:

· nei solchi presenti tra le catene di actina e quelle di miosina si localizzano tropomiosina e troponina, ossia due proteine regolatrici.

· nel muscolo rilassato, il legame della miosina con l’actina è bloccato perché la tropomiosina riveste i siti di legame miosinici sull’actina e i nastri di tropomiosina a loro volta sono tenuti in questa posizione dalle molecole di troponina.

· durante la contrazione muscolare, l’impulso nervoso proviene da un neurone motorio, passa attraverso la giunzione neuromuscolare (sinapsi tra i terminali assonici di un motoneurone e la placca motrice di una fibra muscolare, ossia la regione di sarcolemma vicina al terminale assonico) e arriva alla fibra muscolare. Si ha quindi la liberazione dell’acetilcolina, che stimola il rilascio di ioni calcio. Essi inibiscono le proteine regolatrici troponina e tropomiosina, permettendo il legame dell’actina alla miosina. Avviene perciò lo scorrimento dei filamenti sottili lungo i filamenti spessi e quindi l’accorciamento dei muscoli.

Sistema linfatico: sistema di vasi che svolge la funzione di ricondurre al sistema cardiocircolatorio il liquido interstiziale in eccesso e i lipidi introdotti con l’alimentazione. Esso è inoltre la sede nella quale l’organismo combatte le infezioni causate dall’ingresso di agenti estranei potenzialmente nocivi come virus, batteri ecc.

· linfa: soluzione acquosa contenente sali minerali e proteine fuoriuscite dal circolo sanguigno.

· vasi linfatici: fitta rete di vasi che percorrono tutto il corpo e che trasportano dai tessuti al sangue la linfa; i vasi più piccoli si uniscono a formare i dotti linfatici; i due dotti principali, quello toracico e quello destro, sfociano nell’apparato circolatorio all’altezza delle vene succlavie, poste alla base del collo.

· linfonodi: piccoli noduli lunghi meno di 2,5 cm, presenti in tutto il corpo ma concentrati soprattutto in ascelle, collo e inguine; contengono globuli bianchi, macrofagi e linfociti; la loro funzione è di filtrare la linfa trasportata dai vasi linfatici e in particolare di ripulirla da virus e batteri.

· organi linfatici:

o tonsille: piccoli agglomerati che si trovano nella faringe; attaccano e distruggono i microrganismi che penetrano nel corpo attraverso la bocca.

o timo: organo bilobato posto dietro allo sterno; contiene linfociti T, cellule dendritiche, cellule epiteliali e macrofagi.

o milza: è il più grande ammasso isolato di tessuto linfoide presente nell’organismo; contiene due tessuti: la polpa bianca e la polpa rossa; ripulisce il sangue da virus e batteri e distrugge globuli rossi e globuli bianchi «invecchiati».