Il sistema nervoso: organizzazione funzionale e strutturale

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Il sistema nervoso è uno dei due principali sistemi di controllo dell’organismo insieme al sistema endocrino. Esso si distingue per essere caratterizzato dall’encefalo, dal midollo spinale, dai nervi, dai gangli, e dai recettori sensoriali.

Funzioni del tessuto nervoso

Il sistema nervoso assolve a molteplici funzionalità:

  • Ricezione di stimoli sensitivi. Specificamente, i recettori ricevono informazioni provenienti dall’ambiente esterno ed interno;
  • Integrazione delle informazioni. In particolare, l’encefalo ed il midollo spinale sono gli organi principali per l’elaborazione degli stimoli sensitivi e per rispondere ad essi. Lo stimolo può indurre una risposta immediata, può essere conservato come memoria, o può essere ignorato;
  • Invio di stimoli motori;
  • Mantenimento dell’omeostasi;
  • Attività mentale. Difatti, l’encefalo è il centro delle attività mentali, compresi, il pensiero, la memoria e le emozioni.

Componenti del sistema nervoso

Il sistema nervoso può essere diviso in sistema centrale e sistema periferico.

Schematizzazione del sistema nervoso
Figura 1 – Schematizzazione del sistema nervoso [credits: ugonespoli]

In particolare, il sistema nervoso centrale (SNC) è costituito dall’encefalo e dal midollo spinale. Nello specifico, l’encefalo è situato all’interno della scatola cranica ed il midollo spinale si trova entro il canale vertebrale, e si continua nell’encefalo a livello del grande foro occipitale.

Invece, il sistema nervoso periferico (SNP) è composto da tutto il tessuto nervoso non compreso nel SNC ossia i nervi periferici (cranici e spinali) e i gangli. Esso collega il SNC alle varie parti del corpo, trasporta informazioni dai vari tessuti del corpo al SNC e trasmette loro le varie informazioni provenienti dal SNC.

Le cellule del sistema nervoso che trasportano i segnali elettrici sono chiamate neuroni. Essi inviano questi messaggi elettrici dal proprio corpo cellulare ad altre cellule mediante lunghe estensioni chiamate assoni.

Nervi, recettori sensitivi, ganglio e plesso

In particolare, un nervo è un fascio di assoni che connette il sistema nervoso centrale con i recettori sensitivi, i muscoli e le ghiandole. I recettori sensitivi, invece, sono i terminali periferici dei neuroni sensitivi oppure cellule specializzate in grado di rilevare stimoli quali la temperatura, il dolore, il tatto, la pressione, la luce, i suoni gli odori ed altri stimoli.

Inoltre, i recettori sensitivi sono localizzati nella cute, nei muscoli, nelle articolazioni, negli organi interni ed in organi specializzati come ad esempio l’occhio e l’orecchio. Dodici paia di nervi cranici originano dall’encefalo e 31 paia di nervi spinali prendono invece origine dal midollo spinale.

Un ganglio è un gruppo di corpi cellulari neuronali localizzati al di fuori del SNC. Un plesso è un’ampia rete di fibre nervose e, in alcuni casi, anche di corpi cellulari neuronali, situati al di fuori del SNC.

Il sistema nervoso periferico SNP può essere suddiviso a sua volta in due sottocategorie. La parte sensitiva, o afferente, che trasmette i segnali elettrici, chiamati potenziali d’azione, dai recettori sensitivi al SNC. Specificamente, i corpi dei neuroni sensitivi sono localizzati nei gangli della radice dorsale vicino al midollo spinale. Mentre, la parte motrice, o efferente, trasmette i potenziali d’azione dal SNC agli organi effettori, come muscoli e ghiandole. Essa è a sua volta suddivisa nel sistema nervoso somatico (volontario) e sistema nervoso viscerale (involontario).

Sistema nervoso viscerale (SNV) e somatico

Il sistema nervoso viscerale (SNV) controlla le attività involontarie, come la contrazione della muscolatura liscia, del muscolo cardiaco e la secrezione di determinate ghiandole.

Mentre, il sistema nervoso somatico controlla i movimenti somatici (muscoli scheletrici) volontari e involontari.

In particolare, il SNV è a sua volta diviso in sistema nervoso simpatico (o ortosimpatico) e sistema nervoso parasimpatico. In generale, il sistema simpatico è maggiormente attivo durante l’attività fisica, invece quello parasimpatico interviene nella regolazione delle attività a riposo, quali la digestione o lo svuotamento della vescica.

Il sistema enterico è un sistema parallelo al SNV, formato da due plessi situati nella parete del tratto digestivo. Una caratteristica unica dei neuroni enterici è che essi motorizzano e controllano l’apparato digerente in maniera autonoma rispetto al SNC e al SNP, attraverso riflessi locali.

Tuttavia, il SNC può annullare le funzioni enteriche tramite l’attività del sistema simpatico e parasimpatico. Quindi, il sistema nervoso enterico è indipendente dal SNV sebbene lavori in maniera integrata con esso.

Tipi cellulari

Il sistema nervoso è formato da cellule nervose (neuroni) e cellule non nervose (glia). Specificamente, i neuroni ricevono stimoli e sono capaci di evocare e condurre potenziali d’azione. Invece, le cellule non nervose sono definite neuroglia, o cellule gliali, e costituiscono l’impalcatura del sistema nervoso, proteggendo i neuroni e svolgendo altre funzioni.

Tipologie di neuroni

I neuroni vengono classificati secondo la loro funzione o la loro struttura. Nello specifico, la classificazione funzionale si basa sulla direzione in cui vengono condotti i potenziali d’azione.

Classificazione  funzionale dei neuroni
Figura 2 – Classificazione funzionale dei neuroni [credits: vivereolisticamente]
Neuroni sensitivi (o neuroni afferenti)conducono i potenziali d’azione verso il SNC
Motoneuroni (o neuroni efferenti)conducono il potenziale d’azione dal SNC verso i muscoli o le ghiandole
Interneuroni (neuroni associativi)conducono il potenziale d’azione da un neurone all’altro all’interno del SNC
Neuroni e circuiti nervosi
Figura 3 – Neuroni e circuiti nervosi [credits: biopills]

La classificazione dei neuroni su base strutturale tiene conto invece del numero di dendriti: le tre categorie principali sono quelle dei neuroni multipolari, bipolari e pseudounipolari.

Classificazione strutturale dei neuroni
Figura 4 – Classificazione strutturale dei neuroni [credits: chimica-online]
Multipolarihanno molti dendriti ed un solo assone. Specificamente, i dendriti possono variare nel numero e nella ramificazione. La maggior parte dei neuroni del SNC ed i motoneuroni sono multipolari.
Bipolarihanno due prolungamenti: un dendrite ed un assone. Spesso il dendrite è deputato a ricevere lo stimolo e l’assone conduce il potenziale d’azione verso il SNC. Tale tipologia di neurone si trova in alcuni organi di senso, come nella retina o nella mucosa olfattiva.
Pseudounipolarihanno un solo prolungamento che esce dal corpo cellulare. Questo prolungamento si divide in due branche a breve distanza dal corpo cellulare. In particolare, una branca si estende al SNC e l’altra va alla periferia ed ha recettori sensitivi simil-dendritici. Le due branche funzionano come un singolo assone.

Cellule gliali

Tipi di cellule gliali
Figura 5 – Tipi di cellule gliali [credits: chimica-online]

Cellule gliali del SNC

Le cellule gliali costituiscono il più importante tessuto di sostegno del SNC. Esse contribuiscono alla formazione della barriera emato-encefalica tra sangue e tessuto nervoso, fagocitano le sostanze estranee, producono il liquido cerebrospinale e formano le guaine mieliniche attorno agli assoni.

Vi sono quattro tipi di cellule gliali del SNC, ognuna con specifiche caratteristiche: astrociti, ependima, microglia e oligodendrociti.

AstrocitiCellule dalla forma stellata, dovuta a numerosi processi citoplasmatici che si estendono dal corpo cellulare.
EpendimaDelimitano le cavità ventricolari dell’encefalo ed il canale centrale del midollo spinale.
MicrogliaCellule immunitarie del SNC che diventano mobili e capaci di fagocitosi in risposta all’infiammazione.
OligodendrocitiHanno espansioni citoplasmatiche che possono circondare gli assoni. Se tali espansioni si avvolgono parecchie volte attorno alle fibre nervose esse originano le guaine mieliniche.

Cellule gliali del SNP

Esistono due tipi di cellule gliali nel SNP: le cellule di Schwann e le cellule satelliti. In particolare, le cellule di Schwann formano una guaina mielinica ma a differenza degli oligodendrociti, mielinizzano solo la porzione di un singolo assone.

Invece, le cellule satelliti circondano il corpo cellulare delle cellule gangliari. Oltre a fornire sostegno e nutrizione ai neuroni, tali cellule li proteggono da avvelenamento da metalli pesanti, quali il piombo ed il mercurio, assorbendo questi metalli e riducendo il loro accesso ai corpi cellulari neuronali.

Giovanna Spinosa

Fonti

  • Vanputte, Regan, Russo “Anatomia umana“. Seeley, IV edizione;
  • https://it.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervoso.

Crediti immagini

  • Figura 1: https://www.ugonespoli.com/riabilitazione-neurologica;
  • Figura 2: https://vivereolisticamente.wordpress.com/2013/02/21/neuroni-i-mattoni-del-sistema-nervoso/;
  • Immagine 3: https://www.biopills.net/neuroni-e-circuiti-nervosi/;
  • Immagine 4: https://www.chimica-online.it/biologia/neurone.htm;
  • Figura 5: https://www.chimica-online.it/biologia/cellule-gliali.htm.
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