Sistema nervoso

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Introduzione

Sistema nervoso In anatomia, apparato deputato alla ricezione degli stimoli esterni e interni all’organismo, alla loro elaborazione e alla produzione di una risposta. Inoltre, al sistema nervoso sono associate funzioni psichiche complesse, come la memoria, l’apprendimento e le emozioni. Viene indicato più spesso con il termine “sistema” poiché gli organi che lo compongono sono formati tutti da tessuto nervoso, la cui unità fondamentale è il neurone.

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Anatomia

Si distingue un sistema nervoso centrale e un sistema nervoso periferico. Il primo è composto dall’encefalo e dal midollo spinale; il secondo è formato dai nervi. I nervi hanno la funzione di mettere in collegamento le diverse parti del corpo con il sistema nervoso centrale; grazie alle loro terminazioni, mediante le quali prendono contatto con i recettori sensoriali, ricevono continuamente informazioni dall’esterno e dall’interno, e le inviano al midollo spinale e all’encefalo affinché gli stimoli siano elaborati. Dal sistema nervoso centrale parte quindi la risposta, che può consistere, ad esempio, nella stimolazione della contrazione di un muscolo, o dell’attività secernente di una ghiandola, o nell’evocazione di un ricordo.

Il sistema nervoso periferico, a sua volta, può essere distinto in sistema nervoso somatico e sistema nervoso autonomo o vegetativo, responsabili rispettivamente delle risposte volontarie e involontarie dell’organismo.

Il sistema nervoso autonomo è formato da due sezioni con azioni antagoniste. La sezione simpatica (toracico-lombare) stimola il cuore, fa dilatare i bronchi e contrarre le arterie e inibisce l’apparato digerente, preparando l’organismo all’azione fisica. La sezione parasimpatica (craniosacrale) esercita, invece, effetti opposti, preparando l’organismo all’alimentazione, alla digestione e al riposo.

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Tessuto nervoso: neuroni e cellule della nevroglia

Il tessuto nervoso è composto principalmente da neuroni. Queste particolari cellule trasmettono le informazioni sotto forma di impulsi elettrici, ossia di modificazioni della distribuzione delle cariche elettriche che normalmente si trovano sulla superficie interna ed esterna della membrana cellulare. La propagazione degli impulsi permette lo svolgimento delle funzioni tipiche del sistema nervoso.

Nel tessuto nervoso si trovano anche cellule che non hanno una funzione prettamente nervosa: le cellule della nevroglia. Queste forniscono supporto e protezione ai neuroni, ai quali veicolano anche sostanze nutritive. Alcune cellule della nevroglia, gli astrociti, sembrano essere coinvolte nel meccanismo di regolazione del rilascio dei neurotrasmettitori, molecole che hanno un ruolo nel passaggio dell’impulso da una cellula nervosa all’altra.

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Fisiologia

Gli impulsi nervosi costituiscono una modalità di trasmissione di segnali che si basa sull’alterazione del normale equilibrio di cariche elettriche presenti sulla superficie interna e quella esterna della membrana cellulare.

La membrana cellulare di tutte le cellule risulta polarizzata a causa della ripartizione di cariche elettriche di segno diverso tra le due facce della membrana: le cariche elettriche negative si accumulano verso l’interno e quelle positive verso l’esterno. Tale differenza di carica elettrica genera una differenza di potenziale, che prende il nome di potenziale di membrana a riposo. La membrana, per tali proprietà elettriche, viene definita polarizzata.

Il potenziale di riposo è in gran parte dovuto alla disuguale distribuzione di ioni sodio (Na⁺) e potassio (K⁺) tra l’interno e l’esterno del neurone: all’interno della cellula vi sono più ioni K⁺, mentre all’esterno si trovano più ioni Na+. Questa differenza di carica è mantenuta dalla cosiddetta pompa sodio-potassio, che si trova nella membrana cellulare e che trasporta attivamente (cioè consumando l’energia contenuta nelle molecole di adenosina trifosfato, ATP) all’esterno ioni Na⁺ e all’interno ioni K⁺.

All’interno del neurone vengono conservate grosse molecole a carica negativa (solitamente proteine), che non possono diffondere liberamente attraverso la membrana e che aumentano la carica negativa esistente all’interno della cellula. Dato che gli ioni Na⁺ hanno una carica positiva e vengono trasportati attivamente fuori dal neurone, all’esterno della membrana cellulare si sviluppa una carica positiva. All’interno viene, invece, pompato un numero di ioni K⁺ insufficiente a neutralizzare gli ioni a carica negativa presenti nella cellula e così si produce una carica negativa.

Ciò stabilisce un gradiente di concentrazione attraverso la membrana, con gli ioni K⁺ che tendono a fuoriuscire dalla cellula e gli ioni Na⁺ che vengono attirati verso l’interno. La membrana presenta una permeabilità molto maggiore a K⁺ che a Na⁺ e quindi la pompa sodio-potassio deve lavorare molto per mantenere una concentrazione corretta di questi ioni (e una carica) su entrambi i lati della membrana.