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Presentazione a cura del prof. Ciro Formica

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2 10 11 neuroni nel sistema nervoso umano 10 14 connessioni nel sistema nervoso umano

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3 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

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4 Quando lassone si depolarizza limpulso sipropaga mediante il potenziale dazione. In assenza di impulsi nervosi, linterno della membrana dellassone carico negativamente rispetto alesterno. Ai due lati la differenza di potenziale 70 mV (potenziale di riposo). In presenza di un impulso si ha una rapida inversione di polarit: linterno diventa temporaneamente positivo rispetto allesterno. Questa inversione di polarit il potenziale dazione.

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5 La risposta a uno stimolo del tipo tutto o niente. Allaumentare dellintensit dello stimolo aumenta la frequenza dei potenziali dazione tempo (s)

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6 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 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 costituita dai corpi neuronali

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

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AzioneA livello di sinapsi ModalitVescicole presinaptiche TempiMillisecondi QuantitMicromoli RicaptazioneFrequente DurataVariabile 8

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NeurotrasmettitoreAzione AcetilcolinaMovimento GABAInibizione NoradrenalinaEccitazione SerotoninaGratificazione, ricompensa DopaminaGratificazione, ricompensa 9

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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 un addensamento di mitocondri e di elementi vescicolari denominati vescicole sinaptiche che 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

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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

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detta anche placca motrice ed l'area di contatto fra fibra nervosa e fibra muscolare. 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 variet di connessioni sinaptiche. 12

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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 ) 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

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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 denominato unit motoria. In alcuni casi un'unit motoria comprende poche fibre, in altri moltissime; pertanto l'impulso nervoso dell'assone di un solo motoneurone pu stimolare talvolta solo poche fibre (una mezza dozzina) e talvolta moltissime (oltre cento). in generale nella giunzione vale la regola che tanto pi piccolo il numero delle fibre muscolari eccitate contemporaneamente (da una sola fibra nervosa) maggiore la precisione dei movimenti che il muscolo pu produrre. 14

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15 Origine nervi Assone pre- gangliare Post-gangliare neurotrasmettitori Reg. toracica e lombareVicino al SNC Lontano da organo bersaglio Acetilcolina e noradrenalina ORTOSIMPATICO PARASIMPATICO Reg. cranica e sacraleLontano dal SNC vicino o dentro lorgano bersaglio acetilcolina

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16 CERVELLETTO Rombencefalo e mesencefalo (parte antica)Tronco cerebralebulbo ponte PROSENCEFALO (parte + recente) Diencefalo (talamo e ipotalamo) TELENCEFALO EMISFERI CEREBRALI

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18 Le funzioni cerebrali sono di norma lateralizzate ma non in modo assoluto bens relativo. La funzione maggiormente lateralizzata il linguaggio (di solito nell'emisfero sinistro). Lemisfero destro matura prima del sinistro, e questo potrebbe essere alla base dellacquisizione del linguaggio articolato solo intorno ai 18-24 mesi di et. Il corpo calloso, struttura che connette i due emisferi cerebrali, inizia la sua maturazione intorno ai 18 mesi. Il sistema sensomotorio organizzato gerarchicamente (aree corticali primarie, aree secondarie, aree associative). Al livello "pi 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).

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19 Il cervello in grado di modificare la sua attivit 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 dellinvecchiamento o di patologie come la malattia dellAlzheimer.

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20 Il cervello possiede unattivit elettrica spontanea, come il cuore, i muscoli, la retina, che possibile misurare. LEEG misura tale attivit. Per eseguirlo si collocano alcuni elettrodi sulla superficie del cuoio capelluto, collegandoli allapparecchio che registra le onde cerebrali. Le grandezze da misurare sono: Ampiezza dellonda Frequenza Ritmo: delta, theta sonno profondo alfa rilassamento ad occhi chiusi beta, gamma veglia con attenzione e concentrazione. Vengono misurati potenziali elettrici dellordine dei millivolt e microvolt

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21 Il Sonno il momento pi adatto per esaminare il cervello. REM = rapid eye movement Sonno tranquillo o profondo. Costituisce il 25% del sonno NREM (No RapidEyeMovement) 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 emotivit) la restante al risveglio dal sonno non-REM (sogni pi realistici). Forse il sonno REM e il sogno servono alla cancellazione e/o consolidamento delle informazioni in memoria Durante lEEG si possono misurare anche i movimenti oculari orizzontali e verticali (EOG)

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22 normale patologico Lapertura degli occhi durante lesame provoca unalterazione del tracciato

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23 Allipotalamo giungono informazioni sullo stato degli organi interni (visceri), relative allappetito, gli stimoli sessuali, sonno-veglia; sensazioni termiche, dolorifiche, temperatura, concentrazione di ormoni osmolarit plasmatica (osmocettori), glicemia (glicocettori),

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24 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 nelladdome gli organi sono generalmente allo stesso livello dei rispettivi nervi, mentre i nervi lobo- sacrali si dirigono ad angolo acuto verso il basso.

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25 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 laddome (nervo VAGO)

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26 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

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27 PaioNomeFunzioneConseguenze della lesione dei nervi NoteTipologia nervo IIOtticoTrasmette 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 Cecit o visione ridotta Viscerosensitivo IIIOculomotoreCostrizione 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 Impossibilit di messa a fuoco. Mancata risposta agli stimoli luminosi Miosi (parasimpatico): costrizione pupilla Midriasi (ortosimpatico): dilatazione pupilla Visceroeffettore Somatomotore IVTrocleareControlla i muscoli che ruotano il globo oculare in senso obliquo Impossibile ruotare il globo oculare nelle rispettive direzioni Somatomotore

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28 PaioNome FunzioneConseguenze della lesione dei nervi NoteTipologia nervo VIAbducenteControlla i muscoli che ruotano il globo oculare lateralmente Somatomotore VIIIStatoacustico: porzione UDITIVA Funzione: nervo acustico o cocleare (udito) Origine: ganglio spirale del Corti. Collega le cellule acustiche del Corti e i nuclei cocleari (chiocciola) Sordit o ipoacusia Risponde agli stimoli uditivi Viscerosensitivo VIIIStatoacustico: porzione VESTIBOLA RE Funzione: nervo 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 VertiginiRisponde agli stimoli correlati con la gravit, l'accelerazione e l'equilibrio Viscerosensitivo

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29 Schema dellortosimpatico Organi sui quali agisce

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30 Le azioni dellORTOSIMPATICO sono di norma opposte a quelle del PARASIMPATICO. ORTOPARA Secrezione salivaresecrezione enzimisecrezione acquosa Diametro bronchialedilatazionecostrizione Diametro pupillaremidriasi (dilata)miosi (restringe) Frequenza cardiacaaccelerarallenta Motilit e secrezione apparato digerente riduceaumenta Vescica urinariainibiscestimola

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31 Coopera col SN per regolare le funzioni dellorganismo e reagire alle modificazioni dellambiente esterno o interno. costituito da ghiandole endocrine distribuite nellorganismo 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.

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32 Gli stimoli partono di norma dallipotalamo, che appartiene al SNC. Da questo si dirigono allipofisi, minuscola ghiandola endocrina situata sopra la sella turcica dellosso sfenoide nel cranio. Tra questi due organi si stabilisce un feedback breve. Ladenoipofisi 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

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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 quantit di norepinefrina. Le prime due fasi avvengono nel citoplasma, la conversione da dopamina a noradrenalina nei granuli secretori, dove viene conservata ladrenalina. Segue successiva presentazione Sistema neuroendocrino 2