Ci hai mai pensato? La parola "capo" in italiano indica sia la testa del corpo umano, sia la persona al comando in un gruppo o in un'azienda. In realtà, anche la nostra testa agisce da "capo" nel nostro corpo e può essere paragonata a una sorta di centrale di comando che organizza e coordina tutti gli altri sistemi e apparati. In questo capitolo muoverai i primi passi nell'affascinante universo del sistema nervoso umano.
Introduzione al sistema nervoso
Il sistema nervoso è quel sistema incaricato di coordinare le funzioni di tutti i sistemi e gli apparati dell'organismo tramite la ricezione, trasmissione ed elaborazione degli stimoli.
Le prime due grandi categorie nelle quali si suddivide convenzionalmente il sistema nervoso sono il sistema nervoso centrale, che comprende l'encefalo (cervello, tronco encefalico e cervelletto) e il midollo spinale, e il sistema nervoso periferico, che costituisce il collegamento tra sistema nervoso centrale e resto del corpo tramite cellule chiamate neuroni motori e neuroni sensoriali. Di conseguenza, il sistema nervoso periferico si divide in sistema nervoso sensoriale, che riceve gli stimoli dall'esterno e li trasmette al sistema nervoso centrale, e sistema nervoso motorio, che trasporta le informazioni dopo essere state elaborate dal sistema centrale al resto del corpo. Il sistema nervoso motorio si suddivide a sua volta in sistema nervoso somatico, collegato ai muscoli volontari, e sistema nervoso autonomo, collegato ai muscoli involontari. Infine, il sistema nervoso autonomo si divide in sistema nervoso simpatico, che si occupa di reazioni lente e di recupero, sistema nervoso parasimpatico, che permette di reagire rapidamente a situazioni di emergenza, e sistema nervoso enterico, che controlla l'apparato digerente. La figura 1 ti aiuta a ricapitolare quanto appena detto.
Figura 1. Suddivisione del sistema nervoso umano.
Neuroni
I neuroni sono le cellule nervose dell'organismo la cui particolare conformazione e composizione permette la rapida trasmissione ed elaborazione di informazioni tramite impulsi nervosi.
Un insieme di neuroni costituisce il tessuto nervoso.
Tipi di neuroni
I neuroni si dividono in:
- neuroni motori o motoneuroni, che sono i trasmettitori, anche detti neuroni efferenti: trasmettono gli impulsi provenienti dal sistema nervoso centrale verso gli organi destinatari;
- neuroni sensoriali o di senso, che sono i ricevitori, anche detti neuroni afferenti: ricevono gli impulsi provenienti dall'esterno o dagli organi del corpo e li trasmettono verso il sistema nervoso centrale;
- interneuroni o neuroni associativi, che sono i coordinatori degli stimoli in ingresso e in uscita del sistema nervoso centrale.
Struttura dei neuroni
La struttura tipica di un neurone è costituita da un corpo cellulare o soma da cui si diramano i vari dendriti, numerosi filamenti corti, e l'assone, lungo filamento solitario. Generalmente, l'impulso nervoso segue una direzione: giunge ai dendriti, passa per il soma e poi raggiunge l'assone che lo trasmette al neurone successivo, a cui è collegato tramite i terminali assonici. I neuroni sono circondati da particolari cellule chiamate cellule gliali che non trasmettono impulsi nervosi, ma piuttosto fungono da "custodi" e "servitori" dei neuroni: li sostengono, li isolano, li proteggono, li nutrono e li "puliscono" (sbarazzandosi dei rifiuti metabolici). Le cellule di Schwann sono una categoria di cellule gliali che si avvolgono a spirale attorno agli assoni di molti neuroni creando attorno ad essi una guaina protettiva, la mielina. Le cellule di Schwann si dispongono intorno agli assoni a intervalli regolari dando vita a una sorta di struttura "a salsicciotti" (vedi figura 2). Gli spazi tra una cellula di Schwann e la successiva sono chiamati nodi di Ranvier.
Figura 2. Struttura di un motoneurone (riconoscibile dalla forma "stellata" del soma).
I gangli sono gruppi di corpi cellulari situati a livello del sistema nervoso periferico, mentre i nuclei sono gruppi di corpi cellulari collocati a livello del sistema nervoso centrale.
I tratti sono gruppi di assoni situati a livello del sistema nervoso centrale, mentre i nervi sono gruppi di assoni collocati a livello del sistema nervoso periferico.
Perché gli assoni hanno una struttura "a salsicciotti"? Si tratta di un modo per accelerare l'impulso nervoso, che si trova costretto a "saltare" da una guaina mielinica all'altra. Óp là!
Il soma dei neuroni motori ha forma stellata, quello dei neuroni sensoriali ha forma sferica.
La struttura descritta è quella più tipica per un neurone, anche se ci sono moltissime eccezioni: neuroni con un dendrite e un assone, senza assoni, senza dendriti... Insomma, ce n'è per tutti i gusti!
Impulso nervoso
Ma come vengono trasmesse le informazioni da un neurone all'altro? Tramite gli impulsi nervosi.
L'impulso nervoso è il potenziale d'azione che si muove lungo gli assoni dei neuroni a seguito di un'inversione di carica provocata dallo spostamento di alcuni ioni.
Spieghiamo ora la definizione in modo più semplice. In condizioni di riposo, il neurone è carico negativamente all'interno, mentre l'esterno è carico positivamente. Questa carica è dovuta alla presenza di alcuni ioni con carica positiva e altri ioni con carica negativa. Tale condizione è chiamata potenziale di riposo. Nel momento in cui il neurone è raggiunto da uno stimolo, la carica si inverte e il neurone diventa carico positivamente. Questa temporanea inversione di polarità all'interno di un neurone è chiamata potenziale d'azione e coincide con il passaggio dell'impulso nervoso.
Una maggiore o minore intensità dello stimolo non comporta variazioni nel potenziale d'azione. Se lo stimolo è troppo debole, non si verifica alcuna inversione di carica e dunque alcun impulso nervoso. Se lo stimolo è molto forte, ci sarà una serie di inversioni di carica successive. Il potenziale d'azione dunque non varia in qualità, ma solo in quantità. Per questo si dice che la risposta neurale agli stimoli è di tipo "tutto o niente".
Sinapsi
Le sinapsi solo i collegamenti tra un neurone e il successivo oppure tra un neurone e l'organo effettore.
Le sinapsi possono essere di tipo elettrico o chimico. Le sinapsi elettriche riguardano soltanto il cuore e il tubo digerente, mentre le altre sinapsi del nostro corpo sono di tipo chimico. Nelle sinapsi elettriche, il potenziale d'azione si trasmette direttamente senza interruzioni. Nelle sinapsi chimiche, i due neuroni (o il neurone e il muscolo) sono separati da uno spazio sinaptico. L'impulso nervoso ha quindi bisogno di particolari molecole messaggere, i neurotrasmettitori, per poter continuare il suo viaggio.
La comunicazione tra neuroni non è così lineare come sembra e non viaggia semplicemente da un neurone al successivo. Il cervello, ad esempio, contiene miliardi di neuroni e ciascuno di essi si trova direttamente in contatto con migliaia d'altri. Ciò significa che un singolo neurone può ricevere migliaia di impulsi contemporaneamente. Parte del lavoro di questa incredibile cellula è interpretare tutti gli impulsi, elaborarli e inviare la risposta corretta al neurone successivo.
Sistema nervoso centrale
Il sistema nervoso centrale è la parte più specializzata del sistema nervoso. Si tratta di un vero e proprio centro di controllo che riceve le informazioni provenienti dall'interno o dall'esterno dell'organismo, le elabora e invia le risposte appropriate a tutto il corpo.
Come già accennato, il sistema nervoso centrale è composto da encefalo e midollo spinale. L'encefalo si suddivide a sua volta in cervello, tronco encefalico e cervelletto. Il collegamento tra encefalo e midollo spinale è reso possibile dal tronco encefalico, la parte più primitiva dell'encefalo che controlla funzioni vitali quali la respirazione, il ciclo sonno-veglia e la pressione sanguigna.
Il cervello, pur occupando soltanto il 2% del nostro corpo, è l'organo che consuma in assoluto più energia e ossigeno!
Sistema nervoso periferico
Il sistema nervoso periferico connette il sistema nervoso centrale al resto dell'organismo, permettendo la ricezione delle informazioni dalla periferia e l'esecuzione dei comandi provenienti dal sistema centrale.
Un muscolo effettore esegue un determinato comando una volta ricevuto il relativo impulso nervoso proveniente dal sistema nervoso centrale e trasmesso dal sistema nervoso periferico.
Il sistema nervoso periferico è costituito principalmente da nervi. Gli assoni dei neuroni motori e sensoriali sono infatti raggruppati in nervi, che possono essere cranici (collegano gli organi o i tessuti all'encefalo) o spinali (collegano gli organi o i tessuti al midollo spinale). All'interno del midollo spinale, neuroni sensoriali, neuroni motori e interneuroni sono connessi tra loro tramite circuiti chiamati archi riflessi che, in caso di emergenza, permettono un'immediata risposta agli stimoli senza passare per l'encefalo.
Se sei tra gli sfortunati che hanno toccato per errore un oggetto bollente, come una padella o un ferro da stiro, ti ricorderai sicuramente la reazione involontaria compiuta immediatamente dal tuo corpo nel momento stesso del contatto. In questo caso, sono stati gli archi riflessi a proteggerti da una grave ustione, decidendo al posto dell'encefalo per evitare di perdere secondi vitali.
Figura 3. Arco riflesso.
Sistema nervoso somatico
Il sistema nervoso somatico è parte del sistema nervoso periferico, dunque si occupa di raccogliere le informazioni (1) ed eseguire i comandi (2). La sua particolarità è quella di controllare i muscoli volontari, come quelli della gamba, del braccio, ecc. I neuroni motori del sistema somatico hanno il soma all'interno del sistema nervoso centrale e l'assone che arriva direttamente al muscolo effettore, senza intermediari.
Gli assoni dei neuroni possono addirittura arrivare a superare il metro di lunghezza!
Sistema nervoso autonomo
Il sistema nervoso autonomo è l'opposto del sistema nervoso somatico, poiché controlla i muscoli involontari, come ad esempio quelli presenti nel cuore e nei vasi sanguigni.
Pensate a come sarebbe se dovessimo costantemente ricordarci di far battere il nostro cuore per evitare di farlo fermare: un bel pasticcio per gli smemorati! Meno male che il nostro sistema nervoso si fa carico di questo importante compito tutto da solo.
A differenza di quanto accade nel sistema nervoso somatico, i neuroni del sistema nervoso autonomo non collegano il sistema nervoso centrale ininterrottamente ai muscoli effettori, bensì formano lungo il percorso delle sinapsi con altri neuroni.
Sistema nervoso simpatico
Il sistema nervoso simpatico o ortosimpatico è una delle ramificazioni del sistema nervoso autonomo e il suo compito è complementare a quello del sistema nervoso parasimpatico. Possiamo considerare questo sistema la "sorella attiva" del sistema parasimpatico, poiché è alla base di tutte quelle reazioni corporee che ci preparano all'azione: velocizza il battito cardiaco, dilata le pupille, stimola la secrezione di adrenalina, ecc.
Sistema nervoso parasimpatico
Il sistema nervoso parasimpatico è il "fratello pigro" del sistema nervoso simpatico. La sua funzione è quella di far rallentare il corpo e fargli recuperare le energie. Esso si attiva per esempio durante e dopo aver mangiato: rallenta il battito cardiaco, aumenta la salivazione, stimola l'attività di stomaco e pancreas, ecc.
Sistema nervoso enterico
Il sistema nervoso enterico è collegato indirettamente al sistema nervoso centrale tramite il sistema nervoso parasimpatico. Il collegamento tra enterico e parasimpatico è reso possibile dal nervo vago. Il sistema enterico controlla l'apparato digerente.
Sistema nervoso - Punti chiave
- Il sistema nervoso coordina le funzioni di tutti i sistemi e gli apparati dell'organismo tramite la ricezione, trasmissione ed elaborazione degli stimoli.
- Il sistema nervoso si divide in sistema nervoso centrale, che comprende l'encefalo (cervello, tronco encefalico e cervelletto) e il midollo spinale, e sistema nervoso periferico, che costituisce il collegamento tra sistema nervoso centrale e resto del corpo tramite cellule chiamate neuroni motori e neuroni sensoriali.
- Il sistema nervoso periferico si suddivide in sistema nervoso sensoriale, che va dalla periferia al sistema nervoso centrale, e sistema nervoso motorio, che compie il percorso inverso.
- Il sistema nervoso motorio si divide in sistema nervoso somatico, che si occupa dei muscoli volontari, e sistema nervoso autonomo, che si occupa dei muscoli involontari.
- Il sistema nervoso autonomo si divide in sistema nervoso simpatico, che prepara il corpo all'azione, sistema nervoso parasimpatico, che prepara il corpo al recupero, e sistema nervoso enterico, che si occupa dell'intestino.
- Il neurone è la cellula nervosa che compone la maggior parte del sistema nervoso. La sua particolare conformazione con un lungo assone e corti dendriti la rende ideale a trasportare gli impulsi nervosi.
- L'impulso nervoso è causato dalla differenza di potenziale elettrico tra ambiente esterno ed interno alla cellula. Esso ed è trasmesso da un neurone all'altro tramite collegamenti chiamati sinapsi, che possono essere di tipo elettrico o chimico.
References
- Pietro Calissano. ‘mente e cervello’. Enciclopedia Treccani. 26 agosto 2022.
- Fig. 3 - Reflex arc demonstrated (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39181552) by MartaAguayo is licensed by CC BY-SA 3.0
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