Sistemi sensoriali Flashcards
Recettori viscerali
La porzione afferente del SNP trasmette informazioni dalla periferia al SNC. Le informazioni sono raccolte da RECETTORI SENSORIALI che rispondono a stimoli specifici. Mentre alcuni di questi recettori vengono eccitati da stimoli provenienti dall’AMBIENTE ESTERNO, altri, definiti RECETTORI VISCERALI, ricevono stimoli provenienti dall’INTERNO dell’organismo. Questi ultimi recettori trasmettono informazioni al SNC tramite una categoria di neuroni afferenti conosciuti come AFFERENZE VISCERALI.
Esempi di recettori viscerali sono i CHEMOCETTORI delle pareti dei principali vasi ematici che monitorano i livelli di ossigeno e CO2, i BAROCETTORI presenti in alcuni vasi sanguigni che rilevano la pressione ematica, i MECCANOCETTORI del tratto intestinale, sensibili al grado di stiramento o distensione della parete intestinale
Recettori sensoriali
I recettori sensoriali sono STRUTTURE NEURONALI SPECIALIZZATE in grado di percepire specifiche forme di energia derivanti sia dall’ambiente esterno che dall’interno dell’organismo.
La funzione dei recettori sensoriali è la TRASDUZIONE, cioè la conversione di una forma di energia in un’altra.
Nella trasduzione sensoriale, i recettori CONVERTONO la forma di energia di uno STIMOLO SENSORIALE in MODIFICAZIONI del POTENZIALE DI MEMBRANA definite POTENZIALI DI RECETTORE o POTENZIALI GENERATORI.
I potenziali di recettore sono POTENZIALI GRADUATI generati dall’apertura o dalla chiusura di canali ionici. Maggiore è l’intensità dello stimolo, maggiore sarà la variazione del potenziale di membrana. I potenziali di recettore sono determinati da stimoli sensoriali
Tipi di recettori sensoriali
In alcuni casi è una struttura specializzata presente all’ESTREMITA’ PERIFERICA di un NEURONE AFFERENTE. Se il recettore si depolarizza fino al valore soglia, si avrà un POTENZIALE D’AZIONE che verrà propagato dal neurone afferente fino al SNC, trasmettendo informazione riguardanti lo stimolo.
In altri casi, il recettore sensoriale è costituito da una CELLULA che comunica attraverso una SINAPSI CHIMICA con un neurone afferente ad essa associato. Quando il recettore è costituito da una cellula specializzata separata, modificazioni del potenziale di membrana della cellula recettoriale determineranno il rilascio di un MESSAGGERO CHIMICO o di un NEUROTRASMETTITORE. Più intenso è lo stimolo eccitatorio, maggiore sarà il quantitativo di neurotrasmettitore rilasciato.
Il neurotrasmettitore si lega a SPECIFICI RECETTORI sulla membrana del neurone afferente determinando modificazioni del potenziale di membrana di questa cellula. Se il neurone afferente è depolarizzato fino al valore soglia si genererà un POTENIALE D’AZIONE che verrà trasmesso al SNC.
Alcuni recettori continuano a rispondere ad uno stimolo per tutta la durata di applicazione dello stesso. Tuttavia, molti recettori si adattano allo stimolo, in quanto la loro risposta diminuisce nel corpo
Adattamento recettoriale
L’adattamento recettoriale rappresenta il DECREMENTO nel tempo dell’AMPIEZZA del POTENZIALE DI RECETTORE in presenza di uno STIMOLO COSTANTE.
I RECETTORI A LENTO ADATTAMENTO o RECETTORI TONICI hanno bassi livelli di adattamento e pertanto possono dare informazioni relative all’INTENSITA’ di uno STIMOLO PROLUNGATO (es. alcuni recettori muscolari da stiramento che segnalano il grado di stiramento del muscolo e i propriocettori che segnalano la posizione del corpo nello spazio. Per i movimenti e l’equilibrio è importante la scarica continua di questi recettori che informano il SNC della posizione dei muscoli e delle articolazioni).
I RECETTORI A RAPIDO ADATTAMENTO o RECETTORI FASICI si adattano rapidamente e funzionano in maniera ottimale quando devono rilevare MODIFICAZIONI dell’INTENSITA’ dello stimolo. I recettori a rapido adattamento rispondono all’INIZIO dello stimolo per poi ADATTARSI ad esso. Alcuni di questi recettori mostrano una seconda e minore risposta al termine dello stimolo definita risposta off (es. recettori olfattivi che recepiscono l’odore e corpuscoli del Pacini che rilevano le vibrazioni nella cute)
Unità sensoriale
Un’unità sensoriale comprende un SINGOLO NEURONE AFFERENTE e tutti i RECETTORI ad esso associati. Tutti i recettori associati con un determinato neurone afferente sono dello STESSO TIPO e l’attivazione di ognuno di essi può generare POTENZIALI D’AZIONE nel neurone afferente.
L’area nella quale uno stimolo adeguato può produrre una risposta nel neurone afferente è definita CAMPO RECETTIVO di quel neurone; esso corrisponde alla regione che contiene recettori per quel neurone afferente.
Il neurone afferente che trasmette l’informazione dalla periferia al SNC è definito NEURONE DI PRIMO ORDINE. Un singolo neurone di primo ordine può comunicare con molti INTERNEURONI.
Alcuni di questi interneuroni trasmettono informazioni al TALAMO che rappresenta la principale regione di COLLEGAMENTO per le informazioni sensoriali. Questi interneuroni sono un esempio di NEURONI DI SECONDO ORDINE. Nel talamo questi neuroni di secondo ordine formano SINAPSI con NEURONI DI TERZO ORDINE che trasmettono le informazioni alla CORTECCIA CEREBRALE dove si realizza la PERCEZIONE della sensazione
Sistema somatosensoriale
Il sistema somatosensoriale risponde ad una varietà di stimoli provenienti da molte aree del corpo e utilizza molti tipi di recettori.
I MECCANOCETTORI sono in grado di rilevare stimoli pressori o vibrazioni, i TERMOCETTORI sono in grado di rilevare variazione di temperatura, i NOCICETTORI sono in grado di rilevare stimoli dannosi per i tessuti
Termocettori
I termocettori rispondono a VARIAZIONI DI TEMPERATURA delle proprie terminazioni e dei tessuti che le circondano.
Ci sono due tipi di termocettori: quelli per il CALDO e quelli per il FREDDO.
I RECETTORI PER IL CALDO sono costituiti da TERMINAZIONI NERVOSE LIBERE che rispondono a temperature tra i 30°C e i 45°C.
La FREQUENZA DI SCARICA dei potenziali d’azione aumenta all’aumentare della temperatura fino a 45°C, superata questa temperatura la frequenza di scarica diminuisce rapidamente. I recettori per il freddo rispondono a variazioni di temperatura comprese tra i 35°C e i 20°C. La frequenza dei potenziali d’azione incrementa al diminuire della temperatura ed è massima per temperature di circa 25°C.
I termocettori sono dotati di CANALI IONICI sensibili alla temperatura chiamati canali TRP (transient receptor potenzial, potenziale recettoriale transitorio). Alcuni di questi canali si aprono o si chiudono soltanto in risposta a STIMOLI TERMICI, mentre altri rispondono anche a STIMOLI CHIMICI.
I canali TRP sono coinvolti nella trasduzione di stimoli termici e di stimoli dolorifici. Sia i recettori per il caldo che quelli per il freddo sono a RAPIDO ADATTAMENTO e rispondono meglio a rapide variazioni di temperatura.
Quando la TEMPERATURA DIMINUISCE la FREQUENZA dei potenziali d’azione negli assoni associati ai recettori per il FREDDO AUMENTA rapidamente e poi DIMINUISCE gradualmente perché i recettori si adattano rapidamente alla nuova temperatura.
Negli assoni associati ai recettori per il CALDO la FREQUENZA di scarica DIMINUISCE rapidamente quando la TEMPERATURA DIMINUISCE e AUMENTA rapidamente quando la temperatura torna ai valori precedenti
Nocicettori
I nocicettori sono recettori sensoriali responsabili della trasduzione di STIMOLI NOCIVI percepiti dal cervello come DOLORE.
Vi sono tre tipi di nocicettori: i nocicettori MECCANICI che rispondono a stimoli meccanici intensi, i nocicettori TERMICI che rispondono a temperature elevate, i nocicettori POLIMODALI che rispondono a molti stimoli e a sostanze chimiche rilasciate dai tessuti danneggiati
Risposta al dolore
L’attivazione dei nocicettori porta alla sensazione di DOLORE e ad una varietà di risposte dall’organismo: RISPOSTE VEGETATIVE come incremento della pressione arteriosa e della frequenza cardiaca, aumentati livelli di adrenalina, RISPOSTE EMOZIONALI come paura e ansia e riflesso di allontanamento dello stimolo.
Esistono due tipi di dolore, quello RAPIDO e quello LENTO, che sono trasmessi da diverse classi di neuroni afferenti.
Il DOLORE RAPIDO è trasmesso da FIBRE Aδ, MIELINICHE e di PICCOLO DIAMETRO con una velocità di conduzione di circa 12-30 m/sec.
Il DOLORE LENTO è trasmesso da FIBRE C, AMIELINICHE e di PICCOLO DIAMETRO con una velocità di conduzione di 0.2-1.3 m/sec.
Le fibre Aδ e C formano SINAPSI con NEURONI DI SECONDO ORDINE nel corno dorsale del midollo spinale. La trasmissione sinaptica a tale livello è resa possibile da differenti NEUROTRASMETTITORI, uno dei quali è la SOSTANZA P che si lega a recettori sui neuroni di secondo ordine che ascendono verso il talamo.
Secondo la teoria del GATE CONTROL, la percezione del dolore può essere INIBITA a livello SPINALE.
Quando interneuroni inibitori sui neuroni di secondo ordine sono attivi, la trasmissione del segnale dolorifico è inibita e la percezione del dolore diminuisce.
Quando uno stimolo dolorifico attiva i nocicettori l’informazione viene trasmessa al SNC dal tratto spinotalamico.
In presenza di stress i sistemi analgesici endogeni possono bloccare la trasmissione del dolore a livello della sinapsi tra il neurone nocicettivo afferente e il neurone di secondo ordine
Occhio
L’occhio può essere diviso in tre strati concentrici. Quello più esterno consta della SCLERA e della CORNEA. La cornea permette alla luce di penetrare nell’occhio. Lo strato medio dell’occhio è costituito dalla COROIDE, dal CORPO CILIARE e dall’IRIDE. Il corpo ciliare contiene i MUSCOLI CILIARI che sono attaccati al cristallino attraverso le fibre zonulari. Il CRISTALLINO focalizza la luce sulla retina dove l’informazione visiva viene trasdotta. La PUPILLA permette alla luce di penetrare nella parte posteriore dell’occhio. Lo strato più esterno dell’occhio è rappresentato dalla RETINA che contiene i FOTORECETTORI, cellule sensibili alle onde luminose. I fotorecettori sono di due tipi, i coni e i bastoncelli, che percepiscono la luce intensa e la luce soffusa. La retina funziona come un fototrasduttore trasformando l’energia luminosa in energia elettrica. Nella parte esterna della retina e attaccato alla coroide c’è l’EPITELIO PIGMENTATO della retina. Due aree della retina sono importanti: la FOVEA dove si dirige la luce proveniente dal centro del campo visivo e il DISCO OTTICO attraversato dal nervo ottico e dai vasi ematici che irrorano l’occhio. Poiché questa regione è sprovvista di recettori, essa costituisce un punto cieco della retina dove la luce non può generare impulsi elettrici e quindi non può essere percepita. Davanti al cristallino e al corpo ciliare si trova il SEGMENTO ANTERIORE diviso in camera anteriore e camera posteriore. Il segmento anteriore contiene un liquido acquoso definito UMOR ACQUEO. Posteriormente al cristallino e al corpo ciliare c’è la CAMERA VITREA o segmento posteriore contenente una sostanza gelatinosa detta UMOR VITREO
Luce
La luce è una forma di energia costituita da ONDE ELETTROMAGNETICHE. La luce è parte dello spettro elettromagnetico.
La luce visibile include onde elettromagnetiche con lunghezza d’onda compresa tra 350 e 750 nm.
La luce possiede tutte le caratteristiche delle onde quindi può essere riflessa e rifratta.
La RIFLESSIONE è un fenomeno per il quale le onde luminose urtano e rimbalzano su una superficie.
La RIFRAZIONE rappresenta il fenomeno per il quale le onde luminose cambiano direzione nel passare attraverso materiali trasparenti di densità diverse. Tale proprietà è importante nella visione in quanto nel passaggio dagli oggetti ai fotorecettori la luce deve passare attraverso diverse sostanze quali l’aria, la cornea, il cristallino e gli umori vitro e acqueo. Sia la cornea che il cristallino hanno superfici convesse che funzionano facendo convergere le onde luminose che penetrano nell’occhio a livello retinico. In tal modo l’immagine che si forma nella retina è a fuoco
Retina
Nella retina che è costituita da tre strati di tessuto nervoso sono localizzati i FOTORECETTORI: coni e bastoncelli.
I BASTONCELLI permettono la visione in BIANCO E NERO in condizioni di luce poco intensa o crepuscolare.
I CONI forniscono la visione a COLORI ma sono attivi soltanto quando la luce è intensa, cioè nella visione diurna.
La retina consta di tre strati distinti: uno strato INTERNO costituito da CELLULE GANGLIARI, uno strato INTERMEDIO contenente CELLULE BIPOLARI e uno strato ESTERNO contenente i CONI e i BASTONCELLI.
Nella retina sono presenti anche altre cellule, quelle AMACRINE e quelle ORIZZONTALI che modulano la comunicazione cellulare nel tessuto nervoso retinico.
La FOVEA contiene solo CONI; il rapporto tra bastoncelli e coni aumenta all’aumentare della distanza dalla fovea fino alla PARTE PERIFERICA della retina dove sono presenti solo BASTONCELLI
Fototrasduzione - Morfologia dei fotorecettori
La fototrasduzione rappresenta il fenomeno mediante il quale l’ENERGIA LUMINOSA viene convertita in SEGNALI ELETTRICI. Tale fenomeno si realizza nei CONI e nei BASTONCELLI.
L’aspetto morfologico di questi due fotorecettori è molto simile in quanto sono costituite da un SEGMENTO ESTERNO che è formato da DISCHI che contengono il FOTOPIGMENTO, da un SEGMENTO INTERNO che contiene il NUCLEO e la maggior parte degli ORGANULI INTRACELLULARI e dal TERMINALE SINAPTICO che contiene VESCICOLE SINAPTICHE piene del NEUROTRASMETTITORE necessario per la trasmissione sinaptica
Fotopigmenti
Nei recettori sono presenti QUATTRO differenti tipi di FOTOPIGMENTI.
Un tipo è presente nei BASTONCELLI ed altri TRE tipi di fotopigmenti sono presenti ciascuno in uno dei tre tipi di CONI.
I CONI L rispondono alle LUNGHEZZE D’ONDA più ELEVATE con la massima sensibilità allo spettro del ROSSO.
I CONI M rispondono alle MEDIE LUNGHEZZE D’ONDA ed hanno massima sensibilità allo spettro del VERDE.
I CONI S rispondono alle LUNGHEZZE D’ONDA più BASSE con la massima sensibilità allo spettro del BLU.
Ciascuna molecola di fotopigmento contiene un componente chiamato RETINALE ed una proteina chiamata OPSINA. Il retinale è comune a tutti i fotopigmenti mentre il tipo di opsina presente determina quali lunghezze d’onda sono assorbite da un determinato pigmento, modificando l’energia elettromagnetica a cui il retinale è sensibile.
I quattro fotopigmenti sono la RODOPSINA nei BASTONCELLI e l’OPSINA L, l’OPSINA M e l’OPSINA S nei CONI sensibili alle lunghezze d’onda elevate, medie e basse.
Il fotopigmento dei bastoncelli, la RODOPSINA, è localizzato nella MEMBRANA dei DISCHI dove si trovano anche una PROTEINA G, chiamata TRASDUCINA, ed un enzima, la FOSFODIESTERASI che catalizza la DEGRADAZIONE del GMP CICLICO
Fototrasduzione al buio
Al buio i livelli di cGMP sono ELEVATI all’interno del SEGMENTO ESTERNO del fotorecettore e in tal modo il cGMP mantiene APERTI i CANALI per il SODIO sulla membrana del segmento esterno. Di conseguenza, ioni SODIO ENTRANO nella cellula e DEPOLARIZZANO il FOTORECETTORE. Questa depolarizzazione si diffonde al SEGMENTO INTERNO, dove provoca l’APERTURA di CANALI per il CALCIO. L’ingresso del calcio nella cellula attiva un processo di ESOCITOSI AL BUIO che porta al RILASCIO del NEUROTRASMETTITORE che agisce sulle CELLULE BIPOLARI
