i neuroni

UNIVERSITA
G. d ANNUNZIO -CHIETIPESCARA
DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMEDICHE
Sezione di Terapia Medica
CORSO DI PERFEZIONAMENTO
IN
MEDICINA BIOINTEGRATA
www.centrostellamaris.it
Programma AA.2010-2011
•  Definizione di PNEIG. Cenni introduttivi al Sistema nervoso:
le cellule del SN e loro connessioni; il tronco encefalo,
diencefalo, SNV. Cenni introduttivi al Sistema endocrino: gli
ormoni, loro funzioni e comunicazioni. Controllo cerebrale sul
Sistema endocrino. Assi neuroendocrini: ipotalamo-ipofisi,
ipotalamo-ipofisi-surreni, ipotalamo-ipofisi-tiroide, ipotalamoipofisi-gonadi. Cenni introduttivi al Sistema immunitario: cenni di
immunologia (teoria della selezione clonale, immunità naturale
ed acquisita, sistema HLA, sistema immunitario come organo di
senso, produzione di ormoni da parte del sistema immunitario
che fungono da mediatori tra cervello e sistema endocrino).
Cenni introduttivi alla genetica:.elementi di biochimica e di
biofisica e per la comprensione delle dinamiche molecolari del
DNA, genetica, genomica, tecniche per l analisi delle varianti
genetiche. Cervello e psiche. La grande connessione: Sistema
nervoso ed immunità; sistema dello stress; sistema endocrino e
cervello. Endocrinosenescenza e P.N.E.I.G. DCA come
prototipo clinico di P.N.E.I.G.. Condizionamento Epigenetico
Il sistema nervoso
Gli studi condotti dagli anni settanta ad
oggi, hanno portato alla individuazione di
particolari proteine, i neuropeptidi. La
loro scoperta giustifica l integrazione dei
SN, SE e SI, nello scopo comune di
adattare sempre meglio l organismo
all ambiente. La loro produzione
contemporanea sia a livello centrale (SN),
con funzioni di neuromodulazione, che a
livello periferico (SI e SE o digerente),
pone il problema del loro significato
funzionale.
I neuropeptidi e i rispettivi recettori, hanno
messo in discussione i principi basilari
della neurotrasmissione classica.
La trasmissione nervosa avviene tramite
la trasformazione dell impulso da
elettrico in chimico a livello delle sinapsi,
ma si supponeva che le sostanze
chimiche coinvolte fossero di un solo tipo,
i neurotrasmettitori, molecole semplici,
eccitatrici o inibitrici, a struttura non
polipeptidica e a rapida inattivazione,
attualmente identificate in noradrenalina,
adrenalina, serotonina, acetilcolina, Gaba
(acido gamma amino butirrico), dopamina.
Ma la cellula nervosa libera anche
neuropeptidi ("cotrasmissione"), molecole più
grosse e più complesse, con una vita più lunga,
così che ogni impulso, durante il suo tragitto,
viene modulato, ossia arricchito di sfumature al
variare dei neurotrasmettitori, dei neuropeptidi
e del tipo dei recettori coinvolti.
Ma la distinzione tra neurotrasmettitori e
neuropeptidi a volte è impossibile: ad es. la
vasopressina, è al tempo stesso un
neuropeptide, un ormone, e un
neurotrasmettitore a seconda della sede e della
funzione presa di volta in volta in
considerazione. Non si parla più di accesospento ON-OFF ma di "neuromodulazione".
•  Per lo psicofisiologo francese Lambert, i
neuromodulatori neuropeptidici hanno
durata relativamente lunga, sono così numerosi
e con funzioni tanto integrate che si parla di
sistemi neuropeptidici. Essi agiscono su aree
sinaptiche assai vaste armonizzando e
modulando insieme le centinaia di migliaia di
impulsi elementari che transitano nelle vie
nervose, così da influenzare funzioni sempre
più complesse, e in ultima analisi il
comportamento stesso.
•  Possiamo dunque dividere le molecole che
garantiscono la comunicazione all interno del sistema
nervoso in tre grosse categorie:
•  Neurotrasmettitori di 1° tipo (aminoacidi)
Neurotrasmettitori di 2° tipo (sintetizzati nel
neurone a partire da un aminoacido o da una molecola
semplice come la colina);
•  Neuromodulatori (Neuropeptidi, Lipidi, Nucleosidi,
Gas solubili*);
•  Ormoni (Angiotensina, Ossitocina, Vasopressina,etc).
•  Con il compito di attivare comportamenti più o meno
complessi, che riguardano funzioni vitali come la fame,
la sete, la libido, la percezione del dolore, il sonno, il
freddo, il caldo, etc.
•  *nell intolleranza primaria al lattosio (PLI) si libera
idrogeno.
EMBRIOGENESI
•  Il SNC prende origine da un foglietto di tessuto,
ectodermico, il disco neurale, sulla superficie
superiore
dell'embrione
•  I settori laterali del disco neurale si
ispessiscono come due onde che sono
denominate creste o pieghe neurali, che
confluiscono nell'asse mediale, dove formano il
tubo neurale
•  (Fig. B).
La porzione
cefalica del
tubo neurale si
sviluppa
nell'encefalo, e
la porzione
caudale nel
midollo spinale.
•  Le cellule della cresta neurale si separano dalle
creste stesse e danno origine al sistema
nervoso periferico. La porzione del tubo neurale
che diventerà l'encefalo forma una serie di
tasche. La serie di tasche dà origine alle varie
parti dell'encefalo adulto, e le loro cavità si
trasformano in ventricoli contenenti il liquido
cerebrospinale. I ventricoli sono in
comunicazione con il canale centrale del
midollo spinale, anch'esso derivante dalla
cavità centrale del tubo. Il tubo neurale subisce
inoltre delle pressioni, che fanno sì che
l'encefalo sia orientato a circa 90° rispetto al
midollo spinale. Nell'embrione in fase iniziale si
possono distinguere tre regioni principali
dell'encefalo: il proencefalo, il mesencefalo e il
romboencefalo.
• Nell'arco di breve tempo il proencefalo si trasforma nel
telencefalo, che diverrà il cervello propriamente detto e il
diencefalo. Il mesencefalo rimane una struttura a sé,
mentre il romboencefalo si divide in metencefalo, che a
sua volta si dividerà in ponte e cervelletto, e in
mielencefalo che diverrà il midollo allungato.
•  Il sistema nervoso, sede delle capacità più avanzate
dell intelletto, regola sia le funzioni della vita di
relazione (quelle cioè che mettono in rapporto il nostro
organismo con il mondo che lo circonda),
sia quelle della vita vegetativa (che riguarda il
funzionamento "silenzioso" di organi e apparati).
•  Distinguiamo:
•  il Sistema Nervoso Centrale (SNC) composto dal
cervello e dal midollo spinale;
•  Il Sistema Nervoso Periferico (SNP) composto
organi sensoriali e fasci di fibre nervose che
trasportano informazioni nei centri importanti del
Sistema Nervoso;
•  Il Sistema Nervoso Vegetativo, (SNV) simpatico e
parasimpatico, localizzato alla base del cervello, nel
tronco encefalico e nel midollo spinale.
•  Questa classificazione non è una differenziazione
rigida, infatti le fibre nervose collegano strettamente i
vari sistemi tra loro e ne coordinano le funzioni.
•  il SNC continua con il midollo spinale posto nella
colonna vertebrale. Il midollo, sensibilmente più
piccolo del canale vertebrale, è avvolto dalle meningi
al cui interno circola il liquor che agisce da cuscinetto
fluido. Il midollo è costituito da una parte centrale,
sostanza grigia, circondata dalla sostanza bianca da
cui partono le fibre nervose. Simmetricamente da una
parte e dall altra del midollo, fuoriescono i nervi spinali
che sono 31 paia e vanno ad innervare la pelle e i
muscoli del corpo. Il midollo rappresenta
un importante via di transito dei messaggi nervosi.
Tessuto nervoso
•  Il tessuto nervoso ha la funzione fondamentale di
ricevere, trasmettere ed elaborare gli stimoli interni ed
esterni del corpo, permettendo quindi ad un organismo
di relazionarsi con il proprio ambiente. Il tessuto
nervoso è inoltre responsabile, tramite meccanismi
ancora in parte sconosciuti, delle funzioni psichiche ed
intellettive degli esseri umani, quali la memoria, la
conoscenza, la coscienza, che formano la personalità
di un individuo.
•  Il tessuto nervoso è composto essenzialmente da due
tipi di cellule: i neuroni, veri responsabili della
ricezione e della trasmissione degli impulsi nervosi, e
le cellule della nevroglia, che svolgono funzioni di
sostegno, supporto e nutrimento dei neuroni.
tessuto nervoso
I neuroni 1
•  I neuroni sono cellule caratterizzate da due
proprietà fondamentali: l'eccitabilità e la
conducibilità. Eccitabilità è la capacità di
reagire agli stimoli provenienti dall'ambiente
esterno, trasformandoli in impulsi nervosi. La
conducibilità invece è la capacità di
trasmettere i segnali nervosi ad altre parti del
neurone o ad altri neuroni o ad altri tipi di
cellule (muscolari, ghiandolari ...).
neurone
I neuroni 2
•  I neuroni sono costituiti da un corpo
cellulare detto pirenoforo e da lunghi
prolungamenti cellulari, i dendriti e gli
assoni. Attraverso questi prolungamenti
ogni neurone è collegato con altri neuroni
o altre cellule attraverso le sinapsi,
strutture specializzate a trasmettere
l'impulso da una cellula all'altra. Attraverso
le sinapsi ogni neurone può essere
collegato con migliaia di altri neuroni.
neurone
I dendriti e l'assone
•  I dendriti sono prolungamenti relativamente corti,
estremamente ramificati, presenti in gran numero sul
corpo cellulare. Normalmente nei dendriti l'impulso
nervoso viaggia in direzione centripeta (verso il corpo
cellulare).
•  L'assone è invece un prolungamento cellulare
normalmente molto più lungo dei dendriti (nell'uomo gli
assoni più lunghi arrivano ala lunghezza di 1 metro).
Lungo l'assone l'impulso nervoso viaggia normalmente
in direzione centrifuga, dal corpo cellulare verso
l'estremità dell'assone, in contatto con i dendriti di altri
neuroni o con altre cellule. Spesso gli assoni
presentano, nel loro ultimo tratto, una serie di
ramificazioni come la chioma di un albero. Tutti i
neuroni hanno un solo assone, ma possono avere
anche molti dendriti.
•  Questa descrizione generale, pur valida
per la maggior parte dei neuroni, non è
tuttavia universale: all'interno di un
organismo la forma dei neuroni può
variare notevolmente. Troviamo infatti
neuroni unipolari, con un solo assone e
nessun dendrite, bipolari se possiedono
l'assone e un solo dendrite e multipolari
se, oltre all'assone, posseggono più di due
dendriti.
tipi di neuroni
Trasmissione dell'impulso nervoso
•  Tra la superficie esterna e quella interna della
membrana cellulare esiste una differenza di potenziale
elettrico, detta potenziale di membrana a riposo:
l'interno della cellula è caricato negativamente rispetto
all'esterno. Questa differenza è dovuta alla diversità
nella concentrazione di ioni, in particolare ioni sodio
(Na+) e ioni potassio (K+), a sua volta dovuta
soprattutto a meccanismi di trasporto attivo degli ioni
attraverso la membrana: la pompa sodio-potassio
porta attivamente all'esterno della membrana 3 ioni Na
+ e contemporaneamente all'interno 2 ioni K+, per cui
all'esterno della membrana si accumulano cariche
positive. Il potenziale di membrana a riposo è pari a
-70 milliVolt.
potenziale d'azione
•  L 'impulso nervoso determina una variazione
del potenziale di membrana a riposo che prende
il nome di potenziale d'azione, dovuto ad una
temporanea variazione della permeabilità della
membrana ai diversi ioni.
•  Durante la fase ascendente del potenziale
d'azione aumenta la permeabilità spontanea agli
ioni Na+ che quindi rientrano nella cellula,
mentre una modesta quantità di ioni K+
l'abbandona. In questa fase il potenziale di
membrana si inverte, diventando positivo
all'interno e negativo all'esterno della cellula.
(2)
(1)
(3)
•  Successivamente diminuisce bruscamente la
permeabilità agli ioni sodio, mentre aumenta quella
agli ioni potassio, che fuoriescono in parte dalla cellula
sottraendo cariche positive.
•  La somma totale di questi avvenimenti ripristina la
negatività del potenziale di membrana.
•  Il potenziale di azione innesca la formazione di un
potenziale analogo in una zona limitrofa della
membrana cellulare della fibra nervosa; questo
processo si ripete fino a determinare una sequenza di
depolarizzazioni e ripolarizzazioni che costituiscono il
segnale nervoso nella sua interezza.
Sinapsi
•  I neuroni sono collegati tra loro e con altre cellule o
elementi (ad es. con le fibre muscolari) mediante
particolari giunzioni, le sinapsi ( o giunzioni
sinaptiche o bottoni sinaptici) (dal greco συνάπτειν
(synàptein), composto da σύν (con) e ἅπτειν
(toccare), vale a dire "connettere"), che si stabiliscono
tra la terminazione di un assone di un neurone e un
dendrite, un altro assone o il pirenoforo di un altro
neurone. A livello della sinapsi l impulso nervoso
viene trasmesso da un neurone all elemento
successivo, in una sola direzione, cioè senza che
possa ritornare al primo neurone.
Esistono due tipi di sinapsi:
le sinapsi elettriche e
le sinapsi chimiche.
Sinapsi elettrica
•  Nella sinapsi elettrica, due cellule stimolabili
sono tra loro connesse mediante delle giunzioni
comunicanti che consentono il passaggio diretto
di correnti elettriche da una cellula all altra. In
questo modo l'impulso nervoso passa da una
cellula alla successiva direttamente, senza la
necessità di passaggi intermedi. In genere le
sinapsi elettriche, al contrario di quelle chimiche,
consentono la conduzione in entrambe le
direzioni.
Sinapsi chimica
• 
• 
• 
• 
• 
La sinapsi chimica è costituita da tre componenti:
1) la membrana presinaptica;
2) la fessura sinaptica;
3) la membrana postsinaptica.
Quando l'impulso nervoso arriva alla sinapsi,
determina l'apertura dei canali del Ca+, lo ione entra
all'interno della membrana e determina la fuoriuscita
nella fessura sinaptica delle vescicole presenti nel
bottone sinaptico con la conseguente liberazione dei
neurotramettitori contenuti (serotonina, acetilcolina,
adrenalina,...). Questi si legano ai recettori presenti
sulla membrana postsinaptica e ne provocano la
depolarizzazione, facendo quindi ripartire l'impulso
nervoso.
sinapsi
chimica
•  Esempio di sinapsi interneuronale asso-somatica.
All'arrivo del potenziale d azione, la depolarizzazione
della membrana del terminale sinaptico determina la
fusione delle vescicole sinaptiche con la membrana
presinaptica. Il mediatore viene rilasciato nello spazio
sinaptico, interagisce con recettori presenti sulla
membrana postsinaptica del secondo neurone e
determina effetti p.es. apertura di canali ionici, risposte
metaboliche, etc. Il mediatore viene rimosso dallo
spazio sinaptico e la sinapsi è pronta ad un nuovo
ciclo.
Neuromediatori sinaptici
•  L acetilcolina (Ach) è l unico mediatore che
agisce nella giunzione neuromuscolare, ma
anche nelle sinapsi del SNC e del SNP.
•  Le sinapsi il cui mediatore è l ACh sono dette
colinergiche.
•  L'acetilcolina viene distrutta dall'enzima
acetilcolinesterasi
•  Le monoamine sono mediatori che presentano
il gruppo funzionale (–NH2). Dopamina (DA),
noradrenalina (NA) e adrenalina sono
caratterizzate dal catecolo, perciò sono dette
catecolamine, e sono presenti nelle sinapsi di
SNC e SNP. Sia l'adrenalina (detta anche
epinefrina) che la noradrenalina (norepinefrina)
si ritrovano nel circolo sanguigno, agendo
anche come ormoni. I neuroni che utilizzano le
monoamine sono detti aminergici e le
monoamine vengono distrutte dal complesso
delle monoaminossidasi (MAO). La serotonina
o 5-idrossitriptamina deriva dal triptofano ed è
utilizzata in alcune regioni del SNC come quella
ippocampica.
•  Aminoacidi come Glutammato, glicina e acido
5-idrossibutirrico o GABA (derivato dal
glutammato per perdita di COOH operata dal
GAD). Glicina e GABA sono inibitori a livello
delle sinapsi del SNC, infatti si legano sempre a
una classe di recettori che provoca effetti
inibitori (GABRA).
•  I mediatori trattati fin ora sono monomeri, cioè
mediatori a piccola molecola. Per tali mediatori
vale il principio di Dale: ogni neurone è in
grado di sintetizzare esclusivamente una sola
classe di mediatori a piccola molecola.
•  I peptidi neuroattivi sono polimeri di un numero
limitato di aminoacidi (da 7 a 33-34). Questi
peptidi neuroattivi sono sintetizzati all interno
del soma (a differenza dei monomeri di minute
dimensioni); sono poi trasportati lungo l assone
fino al bottone sinaptico. Alcuni sono prodotti
nelle cellule nervose, altri in altre cellule. Il
peptide inibitore gastrico è prodotto da una
parte delle cellule intestinali, funziona come
ormone ma ha anche funzione neuroattiva.
Ogni neurone può produrre una classe di
mediatori a piccola molecola (liberati anche
solo con un potenziale d azione) e uno o più
peptidi neuroattivi (liberati dopo più potenziali
d azione ad elevata frequenza).
Recettori postsinaptici
•  Sono molecole proteiche localizzate sulla membrana
post-sinaptica.
•  Recettori ionotropici: sono essi stessi canali
attraverso i quali passano ioni. Una porzione della
molecola accoglie il mediatore, mentre il resto fa da
canale attraverso il quale passano ioni. L'interazione
fra il neurotrasmettitore ed il recettore ne facilita
l'apertura per il passaggio degli ioni. Es. recettori
colinergici di tipo nicotinico.
•  Recettori metabotropici: il loro legame col mediatore
apre più canali alla fine di reazioni a cascata che
modificano il metabolismo della cellula. Es. recettori
colinergici di tipo muscarinico.
•  I recettori metabotropici agiscono attraverso
l intervento di proteine G di membrana
costituite da tre subunità (α, β, γ). Quando il
mediatore si lega al recettore e lo attiva, la
subunità α della proteina G rilascia il GDP, si
lega al guanosin trifosfato (α-GTP) e si dissocia
dal complesso βγ. L α-GTP si lega ad una
proteina effettrice, che scatena una risposta a
cascata, mentre il GTP si idrolizza
spontaneamente in GDP + P. La molecola
effettrice può essere un canale ionico che a
contatto con l α-GTP si apre. Questa via è
breve.
•  Consideriamo il caso in cui la molecola effettrice sia
un enzima. Adrenalina e noradrenalina possono
legarsi a 4 tipi di recettori (α, α2, β, e β2). Se la
noradrenalina (primo messaggero) si lega al β
attivante, la proteina G si dissocia e l α-GTP si lega
alla molecola effettrice che è un enzima (nella maggior
parte è l adenilico ciclasi) che trasforma l ATP in
cAMP (secondo messaggero) che agisce su proteine
chinasi che servono a fosforilare le proteine.
Avvengono così fosforilazioni e reazioni chimiche a
cascata il cui effetto ultimo è l apertura di canali ionici.
Ci sono due tipi di proteine G di membrana:
•  Attivanti (ad esempio quelle vicine al recettore β
attivante): se attivate l α-GTP attiva l adenilico ciclasi.
•  Inibenti (ad esempio quelle vicine al recettore α2
inibitorio): se attivate l α-GTP inibisce l adenilico
ciclasi
•  Il meccanismo con cui α-GTP agisce sull adenilico
ciclasi è sempre lo stesso. L inibizione dell adenilico
ciclasi causa una diminuzione di cAMP e quindi una
diminuzione della velocità delle reazioni a cascata.
Conseguentemente a questo meccanismo uno stesso
mediatore può avere sia un effetto attivante che un
effetto inibente. Un mediatore che si lega a un
recettore ionotropo può avere sempre e solo effetto
attivante o sempre e solo effetto inibente. I mediatori
che si legano a recettori metabotropi possono avere
entrambi gli effetti, a seconda del tipo di recettore al
quale si legano. Il legame del mediatore a un recettore
metabotropo comporta un ritardo di 50-100 msec
dell apertura dei canali, al contrario degli ionotropi.
•  La cascata di reazioni innescata da un singolo
mediatore (che si lega a un singolo canale)
comporta l amplificazione del segnale cioè
comporta l apertura di più canali, al contrario di
quanto accade per gli ionotropi (in cui ogni
mediatore apre un solo canale). L effetto
complessivo in seguito all attivazione di un
recettore metabotropo è una modulazione
dell elemento postsinaptico, poiché il segnale è
ritardato, prolungato nel tempo e generalizzato.
La nevroglia
•  Le cellule della nevroglia hanno funzione protettiva e
nutritiva per i neuroni.
•  Fanno parte della nevroglia le cellule di Schwann,
che proteggono le fibre nervose e facilitano la
trasmissione dell'impulso nervoso. Queste cellule
avvolgono con più strati di membrana cellulare alcune
fibre nervose, costituendo dei rivestimenti detti guaine
mieliniche (costituite da materiale lipo-proteico).
Queste guaine isolano le fibre nervose e permettono
una maggiore velocità di trasmissione dell'impulso
nervoso. Il rivestimento isolante non è tuttavia
continuo, ma interrotto da delle strozzature dette nodi
di Ranvier.
•  Grazie alle doti di isolante elettrico, la mielina aumenta
la capacità di conduzione degli assoni stessi.
guaina mielinica (verde) di
assoni (giallo)
L ORGANIZZAZIONE ANATOMO
FUNZIONALE DEL SNC
•  Il sistema nervoso centrale (SNC) è costituito
dall'encefalo e dal midollo spinale.
•  L'encefalo è la parte del SNC contenuta nella
cavità cranica; in esso possono distinguersi
diverse porzioni: il cervello, il diencefalo, il
tronco encefalico, il cervelletto.
Cervello
•  Il cervello, denominato anche telencefalo,
rappresenta la porzione più voluminosa
dell'encefalo. E costituito da due grandi masse
bilaterali, gli emisferi cerebrali, connesse tra
loro da un insieme di fibre che si organizzano
principalmente in due formazioni: il corpo
calloso e la commissura anteriore.
•  Queste formazioni garantiscono un continuo
scambio di segnali tra i due emisferi: infatti,
allorché per qualche ragione sono interrotte, i
due emisferi prendono a funzionare
indipendentemente l'uno dall'altro, come entità
separate.
•  Sulla superficie degli emisferi cerebrali si
osserva una serie di solchi delimitanti dei rilievi,
le circonvoluzioni cerebrali. Questo tipo di
organizzazione ha il vantaggio di triplicare
l'area della corteccia cerebrale rispetto a quella
che si avrebbe se la superficie fosse liscia.
Alcuni solchi più ampi e profondi, denominati
scissure, separano tra loro porzioni
relativamente estese degli emisferi, che
prendono il nome di lobi. La struttura interna del
cervello presenta aree di colore grigio, la
sostanza grigia, e aree di colore bianco, che
costituiscono invece la sostanza bianca.
•  All'interno degli emisferi cerebrali, la sostanza grigia
costituisce diverse aree ben individuabili, dette nuclei.
Tra i nuclei sono compresi i gangli della base
(STRIATO), che fanno parte del cervello, e il talamo,
che appartiene invece al diencefalo.
•  I principali gangli della base:
•  lo striato dorsale: nucleo caudato e putamen;
•  lo striato ventrale: tubercolo olfattorio e n. accumbens
•  il globo pallido
•  hanno tutti strette connessioni anatomiche e funzionali
con altri due nuclei sottocorticali: il nucleo
subtalamico, appartenente al diencefalo, e la
substantia nigra (f. reticolare mesencefalica), situata
nella porzione più alta del tronco encefalico.
•  Tutti questi nuclei partecipano al controllo del
movimento insieme al cervelletto, al sistema cortico spinale e ai nuclei motori del tronco encefalico.
•  I gangli della base ricevono segnali soprattutto
dalla corteccia, dal talamo e dalla substantia
nigra e ne inviano principalmente alla corteccia
attraverso il talamo. Sempre a livello
dell'encefalo, la sostanza bianca forma il centro
degli emisferi cerebrali (il cosiddetto centro
semiovale) ed è costituita da tre tipi di fibre:
fibre di proiezione, che trasportano impulsi dalla
corteccia a stazioni lontane oppure da stazioni
lontane alla corteccia; fibre di associazione, che
collegano varie regioni corticali dello stesso
emisfero; fibre commissurali, che collegano
regioni corticali corrispondenti dei due emisferi
e che costituiscono il corpo calloso e la
commissura anteriore.
• 
•  Lo striato è una componente sottocorticale del
telencefalo.
Diencefalo
Il diencefalo (dal greco, letteralmente, in mezzo
al cervello) comprende un complesso di
formazioni situate in profondità nell'encefalo,
tra gli emisferi cerebrali e il tronco cerebrale.
Nel diencefalo si distinguono il talamo,
l'epitalamo, l'ipotalamo, il subtalamo.
•  La massa nucleare più ampia del subtalamo è
costituita dal nucleo subtalamico, che funziona
in stretto rapporto con i gangli della base.
•  La principale formazione dell'ipotalamo è
costituita dall'epifisi (o ghiandola pineale), che
produce un ormone, la melatonina, implicato in
diversi processi tra i quali il controllo dei bioritmi
e meccanismi immunitari.
•  Il talamo costituisce una voluminosa struttura di
forma ovoidale, pari e simmetrica, situata ai
due lati del III ventricolo, proprio sopra il
mesencefalo. In sostanza tutti i segnali
provenienti dal tronco encefalico e dal midollo
spinale fanno stazione a livello del talamo
prima di essere inviati alla corteccia cerebrale.
•  Arrivano al talamo, tra gli altri, tutti i segnali
della cosiddetta sensibilità somestesica (tatto,
dolore, pressione, temperatura, ecc.); i segnali
visivi, provenienti dalla retina, che poi andranno
alla corteccia occipitale; i segnali uditivi, diretti
poi alla corteccia temporale; i segnali relativi
all'equilibrio; i segnali gustativi e olfattivi; i
segnali per il controllo motorio provenienti da
cervelletto, mesencefalo e altre strutture e
diretti alla corteccia motoria e ai gangli della
base.
•  Il talamo riveste, quindi, un ruolo chiave
fornendo segnali sensoriali alle aree primarie
della corteccia cerebrale e le informazioni sui
movimenti in atto alle aree corticali.
•  L'ipotalamo è una formazione poco
voluminosa, ma formata da più nuclei, situata al
di sotto del talamo. Pur essendo di dimensioni
minime, svolge molteplici azioni d'importanza
fondamentale per l'organismo.
•  In primo luogo, è implicato nella
conservazione dell'omeostasi dell'organismo
soprattutto attraverso la regolazione della
temperatura corporea, della concentrazione
degli elettroliti nel sangue, dell'assunzione di
cibo e liquidi, della frequenza cardiaca e della
pressione sanguigna.
•  Un'altra importante funzione dell'ipotalamo è il
controllo del sistema endocrino, essendo in
stretto rapporto anatomico e funzionale con
l'ipofisi, cui è connesso dal peduncolo
ipofisario. L'ipotalamo controlla il sistema
endocrino in due modi: uno diretto, l'altro
indiretto.
•  Secondo la modalità diretta, gli ormoni
prodotti dai neuroni ipotalamici sono rilasciati
direttamente a livello dei vasi sanguigni della
parete posteriore dell'ipofisi (neuroipofisi) e da
qui raggiungono il circolo sistemico.
•  Sono secreti in questo modo : l'ossitocina,
capace di indurre contrazione uterina ed
eiezione del latte, e la vasopressina, che svolge
funzioni di vasocostrizione e riassorbimento
idrico a livello renale.
•  Secondo la modalità indiretta, invece,
l'ipotalamo rilascia alcuni ormoni regolatori (con
funzione stimolante o inibente) in un plesso
sanguigno locale (plesso portale). Da qui
raggiungono, per via ematica, le cellule
endocrine dell'ipofisi anteriore (adenoipofisi).
Queste ultime, a loro volta, producono specifici
ormoni che, liberati nel circolo sistemico,
raggiungono le ghiandole bersaglio.
•  I neuroni ipotalamici implicati nel controllo
endocrino appartengono a un tipo particolare di
cellule, chiamate cellule neuroendocrine.
Come i neuroni, sono, infatti, capaci di ricevere
e trasmettere messaggi elettrici e nello stesso
tempo, come le cellule endocrine, sono in
grado di rilasciare ormoni nel torrente
circolatorio.
•  Un'ultima importante funzione dell'ipotalamo è
connessa al comportamento emozionale.
L'ipotalamo, infatti, grazie alle sue connessioni
funzionali con il sistema limbico, integra e
coordina l'espressione comportamentale degli
•  In condizioni di STRESS l ipotalamo interviene con il
contemporaneo avvio di tre reazioni omeostatiche
immediate:
•  a) la secrezione di cortisolo, mediata dall Asse
Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (HPA), e quella decuplicata
di adrenalina e noradrenalina, attivata attraverso la via
ortosimpatica dei nervi splancnici (viscerali) che
collegano direttamente il cervello alle ghiandole
surrenali, e contrassegnata da irrequietezza e
deconcentrazione mentale dovuta ad accelerazione
del ritmo cerebrale (onde beta), privilegiando le
funzioni inferiori ma vitali;
•  b) la stimolazione simpatica di numerosi organi (vasi,
muscolatura liscia, ghiandole varie ecc.) con inibizione
della motilità e delle secrezioni dell'apparato
digerente;
•  c) la produzione di betaendorfine, gli antidolorifici
endogeni che consentono, innalzando la soglia del
dolore, di resistere a forti tensioni psico-fisiche.
TOPOGRAFIA FUNZIONALE delle AREE
e CIRCUITI CEREBRALI implicati nei DCA:
NETWORK PREFRONTALE ORBITO-MEDIALE
CLSPTs (Sistema Cortico-Limbico-Strio-PallidoTalamico) connette la PFCOM (Corteccia PrefrontaleOrbito-Mediale) all Amigdala (x apprendimento emotivo
delle avversità), al NAC (N. Accumbens nello Striato
Ventrale x gratificazione e piacere), al Pallido Ventrale
e al Talamo.
NETWORK PREFRONTALE VENTRO-MEDIALE,
connette la PFCvm al soma tramite l output ipotalamico
e il Grigio Periacqueduttale (PAG) (x risposta
autonomica viscero motoria e neuroendocrina a stimoli
emotigeni e stress)
La Corteccia Cingolata Anteriore (ACC),
nella sua porzione sub-genuale, partecipa alla
regolazione dell attività emozionale, autonomica e
comportamentale, anche in rapporto alle variazioni
delle contingenze ambientali.
ACC
NPY
CC+EA
Y1;Y2 rs ↑stress
BDNF
Met+EA↓GM
Flusso sanguigno cerebrale:
(A) durante l'esecuzione di un compito stressante; (B) in situazione normale.
Rpfc: corteccia prefrontale destra; ACC: corteccia cingolata anteriore (la Repubblica.it )
Tronco encefalico
Disposizione del tronco encefalico rispetto alle altre
principali parti del SNC.
•  Il tronco encefalico costituisce la zona di transizione
tra il midollo spinale e il cervello. In esso si distinguono
tre porzioni; dall'alto in basso esse sono:
il
mesencefalo, il ponte e il bulbo.
•  Per il tronco encefalico transitano diversi fasci nervosi:
alcuni trasmettono segnali sensoriali provenienti dal
midollo spinale e destinati principalmente al talamo;
altri, invece, trasmettono al midollo segnali motori
dalla corteccia cerebrale (fasci corticospinali). Il tronco
encefalico contiene, inoltre, i nuclei d'origine (motori,
sensitivi e in parte misti) delle dodici paia di nervi
cranici, per la maggior parte implicati nel controllo
delle strutture del capo e del collo.
•  Le connessioni tra cervello e cervelletto e tra
quest'ultimo e il midollo spinale avvengono
attraverso il tronco encefalico. Esso contiene,
infine, numerosi centri di notevole valore
funzionale per la regolazione di molteplici
attività fisiologiche, tra le quali la respirazione,
la pressione arteriosa, il livello di vigilanza, il
ciclo sonno-veglia.
•  Una delle strutture più importanti del tronco
encefalico è la formazione reticolare. Quasi
tutti i neuroni che la compongono hanno una
diffusa rete di connessioni e una distribuzione
dei loro assoni sia in direzione rostrale che
caudale.
•  La formazione reticolare è implicata
nell'induzione e nel mantenimento dello stato di
veglia. Inoltre, tramite vie discendenti dirette al
midollo spinale, da un lato concorre a
controllare il tono muscolare, dall'altro modula
le sensazioni dolorose regolando il flusso di
informazioni nocicettive in arrivo dalla periferia.
Infine, la formazione reticolare è implicata nella
regolazione dei movimenti respiratori e
dell'attività cardiaca.
•  All'interno della formazione reticolare sono stati
individuati alcuni raggruppamenti neuronali
specifici:
•  1) il nucleo gigantocellulare: è uno dei
componenti principali del sistema reticolare
attivatore; i suoi neuroni liberano acetilcolina
come trasmettitore eccitatorio;
•  2) la substantia nigra: è situata nel
mesencefalo; invia i suoi assoni, che liberano
dopamina (quì modulata dal DAT1- con VNTR
9/9 ipoespresso e attivante:J Neurosci Feb
2006; 26(5) :1407-17), a livello dei gangli della
base, in associazione con i quali opera per il
controllo del movimento; altri raggruppamenti di
neuroni dopaminergici inviano le loro
terminazioni a livello della corteccia frontale e di
diverse strutture del sistema limbico;
•  3) i nuclei del rafe: sono situati in
corrispondenza della linea mediana a livello del
bulbo e della porzione inferiore del ponte;
inviano fibre al diencefalo e al midollo spinale.
Alcuni di questi neuroni contengono solo
serotonina, altri contengono anche un
neuropeptide;
•  4) il locus coeruleus: è costituito da neuroni
che liberano noradrenalina a livello di diverse
strutture del diencefalo e del cervello (vie
adrenergiche centrali). Inviano assoni anche
alla corteccia del cervelletto.
Cervelletto
•  Il cervelletto è una formazione situata
inferiormente al lobo occipitale del cervello e
posteriormente al tronco encefalico, cui è
connesso dai tre cosiddetti peduncoli
cerebellari. Morfologicamente è costituito da
una porzione mediana, detta verme, e da due
emisferi cerebellari, ciascuno dei quali può
essere diviso in una zona intermedia e in una
zona laterale. Due profonde scissure, presenti
sulla superficie cerebellare, consentono di
individuare tre lobi: anteriore, posteriore e
flocculonodulare.
•  La struttura interna del cervelletto, come quella
del cervello, è costituita dalla corteccia
cerebellare, dalla sostanza bianca
sottocorticale (composta di fibre) e infine da
alcuni nuclei profondi: nucleo del tetto, nucleo
globoso, nucleo emboliforme e nucleo dentato.
•  Il cervelletto è connesso in entrata sia con
l'encefalo (corteccia motoria, formazione
reticolare, nuclei vestibolari) che con la
periferia, da cui riceve informazioni circa
l esecuzione del movimento in corso; in uscita
è collegato con il tronco encefalico e, tramite il
talamo, con la corteccia cerebrale.
•  La zona laterale dell'emisfero cerebellare svolge un
ruolo fondamentale nel controllo della coordinazione
motoria, determinando la sequenza temporale di
contrazione dei differenti muscoli durante l'attuazione
dei movimenti complessi. La zona intermedia, invece,
è implicata nella regolazione dell'attività dei muscoli
agonisti e antagonisti dei segmenti distali degli arti nel
corso di prestazioni motorie fini. Il verme opera
principalmente in associazione con il tronco encefalico
e il midollo spinale per coordinare i movimenti
stereotipati e subcoscienti. Il lobo flocculonodulare,
infine, lavora in stretta associazione con l'apparato
vestibolare nel controllo dell'equilibrio e della postura.
Sistema Nervoso Vegetativo
•  Nel tronco encefalico e nel midollo spinale,
originano le comunicazioni nervose con gli
organi interni e le ghiandole (sistema nervoso
autonomo o neurovegetativo). Il sistema
nervoso autonomo controlla le funzioni della
vita vegetativa in modo automatico ed
inconsapevole, apparentemente senza
controllo della volontà, al contrario dell altro
sistema che è chiamato di relazione perché
riceve informazioni dagli organi di senso, dai
recettori del dolore e della temperatura ed invia
le sue informazioni al sistema muscolo -
•  I due sistemi non sono due entità separate,
bensì strettamente connesse e talvolta
sovrapposte. Quasi tutte le funzioni viscerali,
che sono sotto il controllo neurovegetativo,
possono essere controllate volontariamente
dopo un opportuno addestramento. La tecnica
che viene usata nei laboratori occidentali si
chiama biofeedback. Tutto ciò è possibile
grazie ai collegamenti molto stretti tra aree del
cervello, ipotalamo e tronco encefalico in
particolare, e sistema nervoso autonomo.
•  Il Sistema Nervoso Vegetativo è diviso in due
grandi sezioni:
•  Il Simpatico che emerge dalla parte centrale
del midollo spinale, dalla prima vertebra
toracica fino alla terza, quarta lombare.
•  Il Parasimpatico, che invece, è costituito da
due gruppi di fibre nervose collegate alle due
estremità della colonna: in alto abbiamo la
parte craniale e in basso quella sacrale.
•  La caratteristica principale del Sistema Nervoso
Vegetativo è che le fibre nervose non
arrivano direttamente negli organi che
innervano, ma si arrestano prima e formano
delle sinapsi con altri neuroni in strutture
chiamati gangli (formazioni nodulari
costituite da cellule nervose) da cui
fuoriescono altre fibre nervose che arrivano
all organo. La parte simpatica del sistema
forma gangli molto vicini alla colonna vertebrale
che, succedendosi dall alto al basso e
unendosi tra loro tramite fibre longitudinali,
costituiscono un vero e proprio tronco chiamato
catena paravertebrale.
•  Quella parasimpatica invece, forma sinapsi
molto distanti dalla colonna e quindi più vicine
agli organi che va ad innervare. La gran parte
degli organi interni viene innervata sia dal
simpatico che dal parasimpatico. La loro azione
è per lo più antagonista. Il simpatico svolge
azione eccitatoria e preparatoria allo stress,
per esempio produce un aumento della
frequenza cardiaca, un aumento della
pressione arteriosa, una mobilitazione delle
riserve di energia del corpo. Il parasimpatico,
invece, svolge un azione rilassante. Tutte le
fibre del parasimpatico usano come mediatore
chimico l acetilcolina che viene usata dal
simpatico solo per le sue fibre pre-gangliari.
Sistema Nervoso Simpatico e Parasimpatico
Simpatico:
neuroni colinergici
pregangliari
neuroni
noradrenergici
postgangliari
Parasimpatico:
neuroni
colinergici pre e
post-gangliari
•  Per le post-gangliari il simpatico usa
l adrenalina e la noradrenalina. La midollare
del surrene viene innervata, attraverso i nervi
splancnici, da fibre nervose pregangliari del
simpatico che non si interrompono, ovvero che
non formano sinapsi con i gangli della catena
paravertebrale dell'ortosimpatico, ma che si
connettono direttamente a un determinato
gruppo di cellule della midollare, cellule
cromaffini (formando in sostanza un ganglio
interno), stimolandole a produrre le
catecolamine adrenalina, noradrenalina e, in
minima quantità, dopamina.
•  Ci troviamo qui di fronte a una via direttissima che
collega il cervello, tramite il sistema nervoso
simpatico, alle surrenali. La visione del pericolo, infatti,
mette in funzione questa via immediata (fase di
allarme della reazione di stress), inducendo a
produrre, da parte delle cellule della midollare del
surrene, una miscela allarmante composta per
l 80% di adrenalina e il 20% di noradrenalina, in
quantità dieci volte maggiore del normale. Se però il
pericolo perdura (fase di resistenza della reazione di
stress), allora entreranno in scena ulteriori significativi
cambiamenti (attivazione asse HPA) che
coinvolgeranno ancora una volta le surrenali (questa
volta la zona corticale), organi primari della reazione di
stress.
•  Gli effetti del sistema nervoso ortosimpatico sono
facilmente comprensibili se interpretati in relazione alla
"reazione di attacco o difesa" (stress fisico e psichico):
aumento della frequenza cardiaca, della pressione
arteriosa, della ventilazione (con dilatazione dei
bronchi), del tono dei muscoli scheletrici, dilatazione
delle arterie coronariche e dei vasi dei muscoli
scheletrici, contrazione dei vasi sanguigni periferici
(cute) e degli organi viscerali (tranne cuore e polmoni),
dilatazione delle pupille e accomodamento per la
visione lontana (tramite rilassamento del muscolo
ciliare), rallentamento dei processi digestivi e
dell'attività del sistema immunitario, "annebbiamento"
dell'attività cognitiva ecc. (schema reazione di stress).
ll sistema nervoso parasimpatico è suo antagonista
contrastandone e bilanciandone gli effetti.
•  il sistema simpatico, come anche il sistema
nervoso parasimpatico (o cranio-sacrale)
rientra nel sistema nervoso vegetativo o
autonomo del sistema nervoso periferico ed è
regolato dall'ipotalamo.
•  Le fibre pregangliari ortosimpatiche utilizzano
come neurotrasmettitore l'acetilcolina e il
peptide vasointestinale (VIP), quelle
postgangliari la noradrenalina, l'adrenalina, la
dopamina (prodotte dalla midollare del surrene
sotto lo stimolo dall'acetilcolina) e il
neuropeptide Y (NPY); il sistema nervoso
simpatico è noto anche come sistema
adrenergico.
La maggior parte degli organi ha innervazione
ortosimpatica e parasimpatica. Alcune parti del corpo
però ricevono solo quella simpatica. Tra queste vi è il
fegato e la porzione midollare delle surrenali .
•  Sul piano sperimentale, si è ampiamente potuto
osservare che i dialoghi interneuronali possono essere
di tipo eccitatorio o inibitorio. Questo dipende non solo
dal tipo di mediatore chimico ma anche dal tipo di
recettore.
•  Ad esempio, l acetilcolina (ACh), captata dai recettori
muscarinici (così definiti perché "legano" una sostanza
che si trova nel fungo muscarius) delle fibre cardiache
(bradicardia), svolge un ruolo inibitorio; lo stesso
mediatore, captato dai recettori nicotinici (così
chiamati perché "legano" la nicotina), svolge una
funzione eccitatoria (peristalsi).
•  Nel passato, neanche tanto lontano, si riteneva i
neurotrasmettitori fossero di cinque o sei tipi in tutto e
che un neurone liberasse solo un tipo di
neurotrasmettitore.