Fisiologia Medica 1: Fondamenti del sistema nervoso e cellule gliali

Fisiologia Medica 1: Introduzione al Corso

Materia: Fisiologia Medica 1
Lezione 1 (prima parte)
Sbobinatore: Maroan El Alami
Professore: Elena Grossini
Data: 10/10/2023
Revisore: Federica Facchetti

Fisiologia Medica 1
Introduzione al corso
Il libro di testo consigliato è il Grassi "Fisiologia Umana" editore: Poletto
All'esame, sia per quanto riguarda la parte di fisiologia 1 sia la parte di fisiologia 2 al secondo semestre, i professori chiedono ciò che è stato spiegato a lezione.
Quindi ci consiglia di: venire a lezione, poiché sui libri non si trovano tutte le parti che vengono trattate a lezione; prendere molto bene gli appunti.

Struttura dell'Esame di Fisiologia

Struttura esame: presenza esonero orale (gennaio/febbraio) sulla fisiologia del rene, dell'apparato digerente e del sistema nervoso.
Superato l'esame, il voto verrà memorizzato per un anno e vale fino a gennaio/febbraio dell'anno successivo.
Per cui si può procedere con il sostenimento dell'esame di Fisiologia 2 nel secondo semestre. Anche qui verrà organizzato un esonero orale a maggio/giugno.
La professoressa consiglia di fare gli esoneri.
I due esoneri sono indipendenti: si può anche sostenere l'esonero di Fisiologia 2 al secondo semestre anche senza aver sostenuto l'esonero di Fisiologia 1 di gennaio/febbraio.
Da un paio di anni fa l'esame di Fisiologia Umana non è più bloccata da Biochimica, ma è bloccata da Anatomia Umana. Questo vuol dire che noi possiamo fare gli esoneri di fisiologia, ma per la verbalizzazione dobbiamo aver fatto l'esame di Anatomia.Sistema nervoso

Sistema Nervoso: Le Cellule Gliali

Le cellule gliali
Oligodendrociti
Astrocita
Interneuroni
Microglia
mielinica
Corpo cellulare
Nucleo
Celula
di Schwann
Assone
1-1.5 mm
Parvie
Figura 8-6 Formazione dela mielina (a) Nell'SNC.
gli oligodendrociti formano la mielina che circonda
gli interneuroni. Diversamente dalle cellule di Schwann,
ognuna delle quali circonda un piccolo segmento di un
solo assone, gli oligodendrociti possono circondare por-
zioni di diversi assoni. Gli astrociti sono in contatto
Nucleo
dela celula
di Schwann
sia con i neuroni che con i vasi sanguigni ma non forma-
no mielina. (b) Durante la formazione della mielina,
la cellula di Schwann avvolge l'assone diverse volte
mentre il suo nucleo viene spinto verso il versante
del liquido extracellulare della guaina mielinica e appa-
re come una protuberanza sulla superficie esterna del-
l'assone. (c) Gli assoni dei neuroni periferici sono rive-
stiti dalla mielina formata dalle cellule di Schwann.
Assone

Come prima immagine inerente al sistema nervoso, la prof. ci proietta un'immagine delle cellule gliali. Perché?
Perché cellule gliali sono le cellule più abbondanti del SNC.
Hanno la funzione di sostegno, comunicazione tra neuroni, mantenimento dell'ambiente ionico (importante per la trasmissione corretta del neurotrasmettitore), modulazione della trasmissione elettrica (riciclo neurotrasmettitori) e della mielinizzazione degli assoni.
Presentano anche un ruolo nello sviluppo del SNC e intervengono in caso di danni cerebrali.
Esse si dividono in due gruppi: macroglia e microglia.

Tipi di Cellule Gliali

Le cellule macrogliali sono gli astrociti, oligodendrociti e le cellule di Schwann.

• gli astrociti avvolgono le terminazioni presinaptiche sincronizzando le attività elettriche, riciclano i neurotrasmettitori, fungono da sostegno, rilasciano fattori di crescita (utili per l'eventuale rigenerazione in caso di danno) e contribuiscono alla formazione della barriera ematoencefalica;
• gli oligodendrociti fanno la guaina mielinica nel SNC, dove una cellula avvolge più assoni. Assoni mielinici;
• le cellule di Schwann fanno la guaina mielinica nel SNP, dove questa volta una cellula avvolge solamente un assone (rapporto 1:1). Inoltre, queste cellule guidano la rigenerazione assonica.

Le cellule microgliali, invece, sono macrofagi che intervengono in caso di danno e quindi hanno funzione di difesa contro i microrganismi.
Capilar

Il Neurone: Unità Funzionale del SNC

Il neurone
unsinon
Direzione
della trasmissione
del segnale
Corpo
cellulare
Nucleo
Assone
(segmento
iniziale)
Dendrit
Cresta assonale
Assone
Guaina mielinica
Neurone oresinaotico
Collaterali
Terminale assonale
presinaptico
Terminale
assonale
Sinapsi
Dendrite
Fessura
sinaptica
Dendrite
postsinaptico
Corpo
cellulare
Neuroni postsinaptici

Il neurone rappresenta l'unità funzionale del SNC.
Lo possiamo classificare dal punto di vista strutturale, morfologico e funzionale.

Struttura del Neurone

Dal punto di vista strutturale, esso è formato da:

• corpo cellulare o soma o pirenoforo;
• dendriti;
• assone: nasce dal soma a livello di una zona che viene definita cono di emergenza o cresta assonale o zona trigger. Perché si chiama zona trigger? Perché a questo livello parte il potenziale d'azione. Esso viene condotto fino alla fine dell'assone dove troviamo la terminazione sinaptica (bottone sinaptico);
• bottone sinaptico: porzione terminale dell'assone dove troviamo le vescicole contenenti i neurotrasmettitori.

L'arrivo del potenziale d'azione nel bottone sinaptico, causa il rilascio del neurotrasmettitore che agirà sull'elemento postsinaptico trasmettendo l'impulso elettrico.

Classificazione Morfologica dei Neuroni

Dal punto di vista morfologico, si distinguono in neuroni unipolari, pseudounipolari, bipolari e multipolari.
A Cellula unipolare
B Cellula pseudo-unipolare
C Cellula bipolare
VOZY- Dendriti
Dendrite
- Assone
centrale
Processo
unico
Assone
Corpo
cellulare
- Corpo
cellulare
Assone periferico
destinato alla cute
o ai muscoli
- Assone
- Corpo
cellulare
Neurone di invertebrato
Cellula di un ganglio delle radici dorsali
Cellula bipolare della retina
D Tre tipi di cellule multipolari
Dendriti
Dendrite
apicale
Corpo
cellulare
0
F
- Corpo
cellulare
Dendrite
basale
Assone
Dendriti
0
Corpo cellulare
- Assone
-- Assone
Motoneurone spinale
Cellula piramidale dell'ippocampo
Cellula del Purkinje del cervelletto

I neuroni più abbondanti tra questi sono i multipolari, ovvero quelli che presentano un albero dendritico molto esteso.
Essi sono seguiti in abbondanza dagli pseudounipolari, detti anche neuroni a T in quanto l'assone origina dal soma e si ramifica formando due prolungamenti. Questi neuroni si trovano nei gangli annessi alle radici posteriori, per cui uno dei prolungamenti entra nel midollo spinale, mentre l'altro va in periferia a fungere, spesso, da recettore.
Successivamente vi sono i neuroni bipolari, che hanno due assoni che partono dai due poli opposti del soma.
Essi sono presenti nella retina, dove entrano in contatto con coni, bastoncelli, cellule gangliari e sono presenti anche nella mucosa olfattiva.
I neuroni unipolari sono presenti negli invertebrati, quindi non sono presenti nell'uomo.

Classificazione Funzionale dei Neuroni

Dal punto di vista funzionale, i neuroni si distinguono in sensitivi, interneuroni e motori.
Neuroni sensoriali
Interneuroni dell'SNC
Neurone efferente
(a) Neuroni sensitivi
somatici
(b) Neuroni visivi
e olfattivi
(c)
(d)
Dendriti
Dendriti
Dendriti
Agoone
Nucleo
della cellula
di Schwann
Assone
Cellula
di Schwann
Assone
Assone
Corpo cellulare
Assone
Terminale
assonale

I neuroni sensitivi (o afferenti) hanno il compito di trasportare i segnali dalla periferia verso il SNC.
Essi sono localizzati a vari livelli:

• nei gangli della radice dorsale del midollo spinale;
• nelle corna dorsali del midollo spinale;
• nei nuclei del fascicolo gracile e cuneato;
• nella sostanza reticolare;
• nel talamo;
• nella corteccia sensitivi.

I neuroni motori (o efferenti) trasportano l'impulso elettrico dal SNC verso il muscolo scheletrico.
Essi sono localizzati:

• nelle corna anteriori del midollo spinale (a-motoneuroni). I neuroni motori in questa porzione vengono definiti anche secondo motoneurone;
• nei nuclei dei nervi cranici;
• nella corteccia motoria (aree 4,6 e 8 di Brodmann), dove vengono anche definiti come primo motoneurone.

Caratteristiche Elettriche dei Neuroni

Caratteristiche elettriche dei neuroni
I neuroni sono delle cellule eccitabili, in quanto sono caratterizzate dall'avere un potenziale di membrana a riposo. Che cos'è? È la differenza di potenziale che si misura tra l'interno e l'esterno di una cellula a riposo, cioè senza che arrivino degli stimoli.

Misurazione del Potenziale di Membrana a Riposo

Elettrodo di registrazione
dal p
no me
Ingresso
Voltmetro
-30
0
-70
+30
Uscita
Elettrodo di riferimento (=)
(0 mV)
Cellula
Bagno salino
Registratore di tracciato
rotrasmpelton

L'immagine sopra riportata illustra come viene registrato il potenziale di membrana.
Mettendo un neurone in un becker contenente una soluzione salina, due elettrodi connessi ad un voltmetro, uno entra nella cellula (nel neurone) e l'altro fuori. In questo modo il voltmetro misura la differenza di potenziale tra l'interno e l'esterno del neurone, chiamato potenziale di membrana a riposo. Esso misura -70 mV.
Tale valore non è uguale in tutte le cellule. Ad esempio, i recettori visivi (coni e bastoncelli) hanno un potenziale di membrana a riposo di -30 mV/-40 mV; le cellule del nodo del seno (pacemaker primario) hanno un valore di -65 mV; le cellule del nodo atrioventricolare hanno un valore di -75 mV/-80 mV; quelle del miocardio di lavoro (muscolo contrattile cardiaco) hanno un valore di -90 mV.

Distribuzione Ionica e Potenziale di Membrana

Questo potenziale di membrana a riposo è causato dalla diversa distribuzione di alcuni ioni (quelli più importanti sono il sodio e il potassio). Il sodio, ione carico positivamente (catione), è più concentrato all'esterno della cellula. Nei liquidi extracellualari, e quindi all'esterno delle cellule), la concentrazione del sodio è 140-150 mEq/L (si legge milliequivalente litro).
Il potassio, ione carico negativamente (anione), è più concentrato all'interno della cellula, dove ha una concentrazione pari a quella del sodio presente all'esterno. Nei liquidi extracellulari, il potassio ha una concentrazione (potassiemia) compresa in un range tra 3.5 e 5 mEq/L.
È molto importante che la potassiemia non diventi più bassa (ipopotassiemia) o più alta (iperpotassiemia) di tale range poiché si possono andare in contro a problemi, in quanto incide molto sul potenziale di membrana a riposo.
Quindi il potenziale di membrana a riposo è legato alla diversa concentrazione del sodio e del potassio; il sodio è più concentrato all'esterno e il potassio è più concentrato all'interno della cellula.
Il valore di -70 mV è il valore intermedio tra il potenziale che la cellula avrebbe se fosse solo permeabile al sodio o se fosse solo permeabile al potassio.
Per capire meglio questo concetto, ci dobbiamo porre in una condizione sperimentale ideale in cui la cellula è solo permeabile al potassio.

Permeabilità Selettiva al Potassio

Cellula 1: permeabile solo al potassio
Alta [Na]
Alta (Cl;]
O
O
loni K
Alta [K]
Alta [A]
L'interno della @
Nessun potenziale
Potenziale
cellula diviene
Si stabilisce
l'equilibrio
di equilibrio
Ex = - 94mV
Forza
chimica
Forza
elettrica
Forza chimica
Forza elettrica e forza chimica
si compensano
(a)
(b)
(c)
2
a membrana o
@ OmVOg
Si sviluppa
il potenziale
di membrana