Sistema Nervoso: Divisione Afferente e Meccanismi Sensoriali

SISTEMA NERVOSO - DIVISIONE AFFERENTE

Suddivisione della divisione afferente: Sensibilità

SENSIBILITÀ

GENERALE
SOMATICA
protopatica (più grossolana) e
epicritica (più discriminante)
VISCERALE
ESTEROCETTIVA
(Tattile superficiale e profonda, termica,
dolorifica)
PROPRIOCETTIVA
(Articolare, muscolare, tendinea)

SPECIALE
Comprende vista, udito,
olfatto, gusto, equilibrio

Conoscenze Fondamentali del Sistema Nervoso Sensoriale

• Organizzazione e le divisioni
  funzionali del sistema nervoso
  a funzione sensoriale
• Caratteristiche dei recettori
• Sensi cutanei e il loro modo
  di trasmissione al SNC
• Differenze tra dolore rapido e
  tardivo, modulazione del
  dolore, dolore neurogenico e
  riferito
• Funzionamento vista, olfatto,
  udito, gusto, equilibrio

Stimolo e Trasduzione Sensoriale

STIMOLO=) una variazione rilevabile del corpo. Deve essere sufficientemente intensa da superare la
soglia di attivazione di un recettore sensoriale.

TRASDUZIONE- processo mediante cui l'energia dello stimolo viene convertita in segnali elettrici
(potenziali d'azione).

Amplificazione e
Traduzione
Stimolo->
Modifica membrana
cellula sensoriale
Membrana recettoriale
della cellula sensoriale
codifica membrana
-> della fibra nervosa
sensoriale
->
impulsi nervosi
al SNC

Funzioni dei Sensi

SENSI hanno la funzione di:

• Convogliare informazioni rilevanti provenienti dal mondo esterno e dall'ambiente interno
• Filtrare e modificare le informazioni
• Integrazione ed elaborazione-> permette al sistema nervoso di generare risposte adeguate

Elaborazione delle Informazioni Sensoriali

Elaborazione delle informazioni sensoriali avviene in parte a livello:

• Tronco encefalico attraverso il Sistema reticolare attivante -> essenziale per veglia e coscienza
• SNC-> genera percezione dell'ambiente

Le informazioni sensoriali possono essere conservate in memoria per usi futuri (memoria sensoriale e
percettiva).

Solo una minima parte degli stimoli che raggiungono il corpo viene percepita. Alcune forme di energia
(es. radiazioni ionizzanti come la radioattività) non vengono rilevate dai nostri sensi.PERCEZIONE vs SENSAZIONE

Sensazione e Percezione

SENSAZIONE= registrazione grezza dello stimolo sensoriale da parte dei recettori. Non implica
necessariamente coscienza. È il primo passo dell'elaborazione sensoriale.

• PERCEZIONE= presa di coscienza dell'informazione sensoriale.

Dal punto di vista neurofisiologico: "Interpretazione del mondo esterno creata dal cervello in base alle
combinazioni di impulsi nervosi provenienti dai recettori sensoriali."

A
Non tutte le informazioni sensoriali raggiungono la coscienza. Molte vengono elaborate
inconsciamente (es. pressione arteriosa, posizione articolare, pH sanguigno).

I 5 sensi tradizionali (vista, udito, tatto, olfatto, gusto) generalmente portano a percezione cosciente.
Anche temperatura e equilibrio (sistema vestibolare) hanno una componente percepita.
Altre informazioni sensoriali (es. propriocettive, viscerali) sono raramente percepite coscientemente.

Informazione sensoriale
Sensazione
Percezione

INFORMAZIONE
SENSORIALE
SENSAZIONE -> elaborazione-> PERCEZIONE
(se arriva alla coscienza)

Tipi di Recettori Sensoriali

CELLULE
SENSORIALI
SECONDARIE
Il recettore è una cellula
distinta, intimamente
associata alla terminazione
periferica del neurone
afferente.

CELLULE
SENSORIALI
PRIMARIE
il recettore è la
terminazione specializzata
dell'assone periferico del
neurone afferente

Stimolo
Tipo di potenziale
graduato
Canali
ligando-dipendenti
Na
Diffusione
del messaggero
chimico
Potenziale di
recettore
Fibra nervosa
afferente
Na+
Recettore
sensoriale
(cellula distinta)
(a)
Se raggiunge
soglia =>
potenziale d'azione
Canali voltaggio-dipendenti
Na
+
Fibra nervosa
afferente
Na
Recettore sensoriale
(terminazione modificata
del neurone afferente)
(b)
Può essere
depolarizzante (> rilascio
neurotrasmettitore che
base) o iperpolarizzante
(< rilascio).
Potenziale
generatore

Dettaglio sui Tipi di Recettori Sensoriali

1. CELLULE SENSORIALI PRIMARIE

Il recettore è parte integrante del neurone sensoriale afferente (es: terminazione specializzata
dell'assone periferico). Lo stimolo genera direttamente un potenziale d'azione nel neurone
Potenziale Generatore= è un tipo di potenziale di recettore che, se supera la soglia, innesca un
potenziale d'azione nel neurone afferente.

2. CELLULE SENSORIALI SECONDARIE

Il recettore è una cellula separata (non è il neurone afferente), ma intimamente associata alla sua
terminazione.
Lo stimolo induce un potenziale di recettore nella cellula recettrice -> che rilascia
neurotrasmettitore -> che a sua volta attiva il neurone afferente
Potenziale di Recettore) è un potenziale graduato (non un potenziale d'azione) generato in risposta a
uno stimolo. Avviene nella membrana del recettore sensoriale. Può essere:

• Depolarizzante= ↑ rilascio di neurotrasmettitore
• Iperpolarizzante= ↓ rilascio di neurotrasmettitore

Nelle cellule sensoriali primarie, il recettore è parte del neurone sensoriale stesso (tipicamente una
terminazione nervosa).
La membrana recettoriale possiede pochi canali ionici -> non può generare direttamente un potenziale
d'azione.

1. ATTIVAZIONE DA STIMOLO: stimolo
   provoca una depolarizzazione locale nella
   membrana recettoriale. Questa depolarizzazione è
   un potenziale graduato.
2. PROPAGAZIONE PASSIVA: La
   depolarizzazione si propaga passivamente verso
   aree vicine del neurone ricche di canali voltaggio-
   dipendenti per il Na+.
3. INNESCO DEL POTENZIALE D'AZIONE: Se
   la depolarizzazione raggiunge la soglia, si apre una
   cascata di canali Na+ -> nasce il potenziale
   d'azione.

Sito di inizio
del potenziale d'azione
Corpo
cellulare
Neurone afferente
Direzione di propagazione
del potenziale d'azione
Recettore
Sito di inizio
del potenziale d'azione
Direzione
di propagazione
del potenziale
d'azione
Interneurone
Sito di inizio
del potenziale d'azione
Neurone efferente
Corpo
cellulare
Direzione di propagazione del potenziale d'azione

Proprietà dei Recettori Sensoriali

Tutti i recettori hanno 3 proprietà comuni:

1. Selettività
2. Campo recettoriale
3. Velocità di adattamento

SELETTIVITÀ dei Recettori

Ogni recettore ha uno stimolo adeguato -> quello a cui è più sensibile (=bassa soglia di attivazione)
Stimoli inadeguati possono comunque attivare il recettore, ma solo se sono molto intensi. In ogni caso, il
sistema nervoso interpreta sempre la risposta come se fosse causata dallo stimolo adeguato.

A seconda del tipo di stimolo adeguato che riconoscono, i recettori sensoriali possono essere divisi in
categorie:

UNIMODALI= rispondono a un solo tipo di stimolo adeguato

• Esempio: fotocettori (solo luce)

POLIMODALI: possono rispondere a diversi tipi di stimolo

• Esempio: alcuni nocicettori che rispondono a stimoli meccanici, termici e chimici

Applicazione dello stimolo adeguato-> apertura (o chiusura) di canali ionici -> variazione del potenziale
di membrana (potenziale di recettore)

MECCANOCETTORI e Osmocettori

Hanno canali ionici meccanosensibili collegati a proteine fibrose sensibili allo stiramento. Quando la
membrana viene stirata/distesa da uno stimolo meccanico (distensione):
canali si aprono-> entrano ioni positivi (Na+, Ca2+) -> si genera un potenziale di recettore

lon channel closed
Stretch
Stretch
lon channel open

aOsmocettori sono meccanocettori speciali, sensibili alle variazioni di osmolarità (concentrazione di soluti
nel fluido extracellulare).
Quando cambia l'osmolarità, la cellula si gonfia o si restringe (alterazione di volume)-> ciò attiva i canali
ionici meccano-sensibili.

CHEMIOCETTORI

Si legano a tipi specifici di molecole nell'ambiente.
Seguono due meccanismi:

• Recettore = parte del canale ionico
  molecola chimica si lega al recettore e il legame cambia la forma del recettore -> apertura diretta del
  canale ionico
• Recettore separato dal canale ionico (più comune)
  La molecola si lega a un recettore metabotropico (non è un canale).
  Attivazione di una via di segnalazione intracellulare con secondo messaggero. Questo provoca
  apertura/chiusura di canali ionici a distanza.
  Vantaggio: amplificazione del segnale (una molecola può attivare molte risposte)

-Chemical stimulus
lon channel closed
lon channel open
b

FOTOCETTORI

• In assenza di luce (buio)-> canali restano aperti. La cellula rilascia continuamente un
  neurotrasmettitore inibitorio, quindi al buio il segnale viene inibito.
• Alla luce-> canali si chiudono. Alla fine con la luce c'è comunque un aumento di frequenza di scarica
  nella via afferente.

Photoreceptor
Membrane disk
lon channel open
Light
lon channel closed

CAMPO RECETTORIALE e Inibizione Laterale

CAMPO RECETTORIALE= area fisica che quando viene stimolata, modifica la frequenza di scarica di
una singola fibra afferente sensitiva.
Ogni neurone sensitivo riceve input da un suo campo specifico. Il confronto tra le risposte di diversi neuroni
sensitivi consente al cervello di: localizzare lo stimolo, valutarne l'intensità e riconoscerne il tipo

(a)
(b)
fo
Campo recettivo
sulla superficie
cutanea
Terminazioni di recettore di neuroni afferenti
Due campi recettivi stimolati
da due punti:
Percepiti due punti
Un solo campo recettivo stimolato
da due punti di stimolazione alla stessa
distanza reciproca della parte (a):
Percepito un solo punto

Amplificazione delle differenze - Inibizione Laterale

È un meccanismo in cui neuroni sensoriali attivati da uno stimolo inibiscono l'attività dei neuroni vicini,
attraverso interneuroni inibitori.

1. Un neurone riceve un forte stimolo
   si attiva
2. Manda segnali inibitori ai neuroni
   vicini tramite interneuroni laterali
3. I neuroni meno stimolati vengono
   inibiti -> scaricano meno
4. Il sistema nervoso percepisce
   maggiormente la differenza tra zone
   stimolate e non

Superficie della pelle
Inibizione
laterale
La trasmissione
viene interrotta
La trasmissione
viene interrotta
Fibre afferenti
---
Meno stimolata
Meno stimolata
La trasmissione prosegue
Più stimolata
Frequenza
dei potenziali
d'azione
Livello
di base
dell'attività
Frequenza
dei potenziali
d'azione
Livello
di base
dell'attività
Posizione sulla pelle
Area della pelle a cui
è riferita la sensazione
(a)
(b)