Anatomia si fiziologia sistemului nervos central SNC este compus din aproximativ 75% celule. Dintre acestea, circa 35% sunt neuroni, iar 40% celule gliale. n plus, mai gsim 15% substan extracelular i 10% snge i vase sangvine. Neuronul (celula nervoas), mpreun cu prelungirile ei, reprezint unitatea anatomic, funcional i trofic a sistemului nervos. Toate celulele corpului urmeaz acelai tipar morfologic: - nucleu - citoplasm - membran exterioar Nucleul este nconjurat de o membran care comunic cu exteriorul prin intermediul unor pori. El conine molecule de ARN i ADN; ADN-ul devine vizibil o dat cu condensarea care precede diviziunea celular. Citoplasma (sau protoplasma) conine organite generale, comune tuturor celulelor, i organite specifice, care se gsesc numai la nivelul sistemului nervos. Organitele comune: - mitocondrii, cu rol de producere a energiei celulare; - lizozomi, care conin enzime; - aparatul Golgi, care elaboreaz coninutul veziculelor sinaptice; - centrionii, care apar doar la neuronii tineri, n faza de divizare. Organitele specifice: - corpusculii Nissl, cu activitate n sinteza proteinelor; - microfilamentele; - microtubulii, cu rol circulator; Neuronul mai conine: pigmentul galben (lipofuscina), pigmentul melanic, unele enzime, apoi zinc (la nivelul hipocampului), fier (la nivelul substanei negre). Fiecare celul din corp are un set identic de cromozomi. Ei reprezint caracteristicile unui organism i controleaz transmiterea caracterelor de la o generaie la alta. Cromozomii i ADN-ul controleaz nsi celula creia i aparin. Neuronii au mai multe forme i prezint un aspect stelat, n care putem evidenia o prelungire lung, axon, i o serie de ramificaii scurte, localizate de partea opus axonului, numite dendrite. n general, neuronii au form foarte variat. Numrul lor variaz la nivelul SNC ntre 40-50 miliarde, iar la nivelul cortexului cerebral se gsesc aproximativ 14 miliarde de neuroni. Axonii au rolul de a transmite impulsurile electrice (influxul nervos) de la mduva spinrii pn la muchii degetelor de la picioare. El poate atinge lungimea de 60-90 cm. Axonul asigur transmiterea excitaiei ctre alt neuron sau ctre aparatul efector (muchi, glande). Dendritele sunt specializate n captarea excitaiei i n dirijarea ei ctre operatorii situai n corpul neuronului. n corpul neural au loc procese

de analiz-sintez a informaiei. Prin urmare, neuronul este asemnat cu un microprocesor logistic, capabil s efectueze operaii de comparaie, discriminare i clasificare bazate pe criterii de ordin pragmatic, semantic i sintactic. Natura i coninutul transformrilor efectuate depinde de specializarea funcional a neuronilor. Din acest punct de vedere putem ntlni neuroni senzitivi, motori i de asociaie. Neuronii senzitivi (sau senzoriali) sunt specializai n recepionarea informaiei emis de sursele din afara SNC. Acetia formeaz marile sisteme ale sintezei aferente, care tind ctre SNC. Neuronii motori sunt specializai n elaborarea mesajelor de comand a rspunsurilor la stimulii din mediul intern i extern al organismului. Gruparea lor ierarhic formeaz marile sisteme ale sintezei eferente, care pleac de la nivelul SNC. Neuronii de asociaie fac legtura ntre neuronii senzitivi i cei motori. Gruparea lor formeaz zonele de asociaie (integrative) din SNC. Pe msur ce trecem de la un organism inferior la unul superior, ponderea neuronilor asociativi i implicit a zonelor de asociaie crete semnificativ. Astfel, la nivelul SNC, zonele de asociaie reprezint aproximativ 2/3 din suprafaa total. ntruct un neuron asociativ poate primi semnale de la neuroni senzitivi aparinnd unor subsisteme diferite, precum i de la neuroni motori aparinnd unor zone diferite, el poate efectua comparaii i integrri inter-modale. V (potenialul de repaus, care variaz la diferii neuroni i, de asemenea, la diferite specii de animale). Situaia poate fi schimbat cu ajutorul stimulilor de diferite tipuri, mai ales a unor cureni electrici slabi. n afara membranei celulare se afl o cantitate mai mare de ioni de Na+, care au sarcini pozitive, iar n interiorul celulei, o cantitate mai mare de ioni de Ka-, cu sarcin negativ. Membrana celular (partea extern) a neuronilor reprezint formaiunea cea mai specializat a lor. Este semi-permeabil; permite trecerea diferitelor particule ncrcate electric, numite ioni, ctre exterior i invers. Exist concentraii diferite de ioni n interiorul i exteriorul celulei, fapt care duce la o diferen de potenial electric de aproximativ -65 V, n timp de aproximativ 0,5 milisecunde, crendu-se astfel un potenial de aciune. V, apare o cretere exploziv a permeabilitii membranei, fapt care permite ionilor de Na+ s ptrund n neuron, iar ionilor de Ka- s ias n exterior. Acest schimb rapid deplaseaz potenialul de membran de la -65 la aproximativ +55 Pe msur ce potenialul trans-membranal scade spre valoarea de +50, +55 V, membrana se ntoarce rapid la valoarea sa de repaus. Prin urmare, orice factor care determin o cretere brusc a permeabilitii membranei pentru ionii de Na+ de la exterior produce o secven de modificri rapide ale potenialului de membran. Aceast secven poart numele de potenial de aciune. Modificrile dureaz cteva fraciuni de secund, dup care potenialul de membran revine la valoarea sa de repaus. Factorii care pot declana o astfel de activitate

pot fi mecanici, termici, chimici, electrici. Dup ce potenialul de aciune atinge valoarea maxim de +55 V, trece de-a lungul membranei neurale. Dac se plaseaz pe membran un electrod nregistrator format dintr-un fir subire, el va nregistra aceast und ca pe o apariie de activitate electric. Acesta este influxul nervos. Structura membranei neuronale, care permite apariia potenialului de aciune, permite i propagarea lui de-a lungul neuronului, din punctul din care a luat natere. Astfel, unda de activitate electric (sau depolarizarea), adic variaia exploziv a potenialului de membran de la -65 la +55 terminalele tuturor ramurilor acestuia. axon corp celular Dac potenialul de aciune apare succesiv prin stimulare, el poate fi nregistrat ca secvene de impulsuri electrice. Fiecare parte a membranei traversat de un impuls rmne inactiv pentru o perioad de aproximativ 4 milisecunde. Influxul nervos se transmite ntr-un singur sens: potenialele de aciune sunt iniiate de dendritele neuronului, dup care influxul nervos este propagat de-a lungul neuronului n direcia dendrit i o vitez de conducere de 75 m/s. Fibrele i o vitez de conducere de 1 m/s. Fibrele eferente fusurilor musculare au un diametru de 13 Viteza de conducere a influxului nervos poate fi calculat dup distana dintre punctele de aplicare i culegere prin care trece potenialul de aciune, distan caracterizat prin timpul de trecere ntre cele dou puncte. Viteza de conducere variaz pentru fiecare fibr nervoas, situndu-se ntre 0,5 i 170 m/s. Viteza de conducere este mai mare n fibrele mielinice i n cele cu diametru mai mare. Astfel, fibrele pentru durere au un diametru de 1 i viteza de conducere de 11 m/s. pentru sensibilitatea profund au diametrul de 3 Proprietile generale care stau la baza activitii neuronilor sunt: excitabilitatea, conductibilitatea i labilitatea. Activitatea de fond, spontan a neuronilor Muli neuroni posed proprietatea de a descrca impulsuri ritmic, fr aciunea unui excitant. Aceast activitate continu i dup ntreruperea, prin narcoz (anestezie) a contactelor sinaptice. La nivelul sistemului nervos exist, n afar de neuroni, i celule gliale. Numrul celulelor gliale din SNC este de circa 5-6 ori mai mare dect numrul neuronilor. Celulele gliale nu sunt doar celule de susinere, ci joac un rol important n transportul de gaze, electrolii i metabolii de la nivelul vaselor sangvine pn la nivelul celulei nervoase. Sinapsa Neuronii nu sunt interconectai fizic ntre ei; dac ar fi, atunci potenialele de aciune s-ar propaga n toate direciile. ntre terminalul unui axon i neuronul urmtor exist o discontinuitate. Conexiunea

dintre neuroni, ca i cea dintre neuroni i elementele receptoare i executive, se realizeaz prin intermediul unui mecanism complex: sinapsa. Cercetrile morfologice au evideniat c locul de contact dintre aceste terminaii nervoase prezint o proeminen care poate avea form de inel, proeminene, bulb, buton sau varicozitate. Toate aceste formaiuni sunt cunoscute sun numele de butoni sinaptici. n general, sinapsa reprezint o barier pentru potenialul de aciune care se propag ctre terminalul axonal (sau presinaptic) Structural, sinapsa cuprinde: - membrana presinaptic, coninnd vezicule sinaptice; - membrana postsinaptic; - spaiul dintre cele dou membrane, numit spaiu sinaptic. Sinapsele pot fi: axo-somatice, axo-dendritice, dendrito-dendritice i axo-axonale. Dup efectul produs la nivelul neuronului receptor putem distinge sinapse excitatorii i sinapse inhibitorii. Sinapsele excitatoare depolarizeaz membrana postsinaptic, iar cele inhibitorii o hiperpolarizeaz. La acestea se adaug sinapsele receptoare senzoriale, prin care se face trecerea influxului de la nivelul celulelor senzoriale, periferice, la structurile neuronale specifice care intr n alctuirea sistemului sintezei aferente, i sinapsele efectoare, prin care se transmit semnalele de comand de la centrii sintezei aferente la organele executive, de rspuns (glande i muchi). Dup mecanismul de transfer al excitaiei de la nivelul neuronului emitent la cel al neuronului receptor, se presupune existena a dou tipuri de sinapse: cu transmitere electric i cu transmitere chimic. Acetilcolina este transmitorul chimic de la nivelul jonciunilor neuromusculare i de la nivelul multor alte sinapse din SNC. Toi neurotransmitorii sunt produsul activitii secretorii a neuronilor, secreie care se intensific n cursul stimulrilor externe. S-a constatat c, la fiecare impuls nervos, se degaj i se pun n micare aproximativ un milion de molecule de acetilcolin. La nivelul segmentului postsinaptic, neurotransmitorii sunt supui unui proces chimic de descompunere prin intermediul unor ageni speciali numii enzime. Pentru ca aceste contra-substane s devin eficiente i s asigure preluarea continu de ctre membrana postsinaptic a influxului de la nivelul membranei presinaptice, este necesar ca ele s fie produse n cantitate suficient i s acioneze rapid asupra substanei transmitoare. Experimental s-a dovedit c enzima colinesteraz se produce ntr-o cantitate de cinci ori mai mare dect minimul necesar, iar viteza ei de reacie este foarte ridicat. Sinapsa reprezint o barier pentru potenialul de aciune care se propag ctre terminalul axonal presinaptic. Potenialul de aciune trebuie s se transmit trans-sinaptic ctre membrana postsinaptic a neuronului urmtor. Transmiterea trans-sinaptic se face pe cale chimic. Neurotransmitorii sunt stocai n terminalul sinaptic sub forma unor vezicule sferice. Cnd un potenial de aciune ajunge n regiunea presinaptic, el stimuleaz un anumit numr de vezicule

pentru ca ele c migreze i s se uneasc cu membrana neural propriu-zis a celulei, care delimiteaz sinapsa. De aici, veziculele i elibereaz coninutul n spaiul sinaptic. Moleculele de transmitor difuzeaz trans-sinaptic i se combin cu receptorii de pe membrana postsinaptic. Moleculele de neurotransmitor au o anumit configuraie spaial care se adapteaz perfect configuraiei spaiale a moleculei de receptor. Interaciunea ntre transmitor i receptor este de scurt durat, dar produce o schimbare n permeabilitatea membranei post-sinaptice. Pentru producerea transmiterii sinaptice trebuie ca la terminalul presinaptic s ajung suficiente impulsuri ntr-un interval scurt de timp, pentru a determina eliberarea unei cantiti suficiente de transmitor n sinaps. Sistemul nervos nu opereaz de-a lungul unor linii drepte, pentru c un impuls nervos dintr-un neuron reprezint produsul nsumat a sute de mii de impulsuri ctre acel neuron. Proprietile sinapsei 1. Conducerea la nivelul sinapsei este unidirecional. 2. Descrcarea repetitiv relev c o singur salv sincron de impuls aplicat presinaptic unui neuron evoc deseori, dar nu totdeauna, o salv de vrfuri n neuronul post-sinaptic. 3. Neuronul postsinaptic nu rspunde la fiecare stimul dintr-o salv de stimuli repetitivi. 4. Inhibiia sinaptic se produce la nivelul unor sinapse n care consecina activitii presinaptice nu este excitaie, ci depresie a activitii n neuronul postsinaptic. 5. ntrzierea sinapsei se datoreaz faptului c transmiterea sinaptic necesit un anumit timp pn cnd substana neurotransmitoare este descrcat de terminaiile presinaptice, pn cnd neurotransmitorul difuzeaz la nivelul membranei neuronale post-sinaptice. Timpul minim pentru acest proces este de aproximativ 0,5 milisecunde. Sinapsa, unul din substraturile cele mai importante ale plasticitii sistemului nervos, st la baza unor importante funcii superioare, cum ar fi nvarea, memoria. Utilizarea frecvent a unei sinapse duce la extinderea suprafeei ei.