Sistema nervoso ed endocrino: strutture, funzioni e recettori principali

Organizzazione del sistema nervoso negli animali

Rete diffusa: molto primitiva, tipica di polipi e meduse. Si caratterizza per essere formata da una rete di cellule nervose stellate sparse in tutto il corpo. Non esiste una regione cefalica definita; tuttavia sono presenti organi di senso come gli statocisti per l'equilibrio e gli ocelli per la percezione della luce e dell'ombra.

Sistemi nervosi in altri gruppi

Platelminti (es. planarie): possiedono una coppia di gangli nella regione anteriore che funzionano come un cervello primitivo; da essi partono due cordoni nervosi longitudinali che attraversano il corpo con numerose ramificazioni.

Echinodermi: hanno un anello periesofageo che si collega a cordoni nervosi radiali che si estendono lungo i raggi.

Artropodi: mostrano una marcata cefalizzazione con concentrazione di cellule nervose nella regione cefalica; i nervi periferici e i gangli cefalici collaborano nel coordinare regioni remote del corpo.

Encefalo: aree e funzioni

Telencefalo: comprende gli emisferi cerebrali, la cui superficie presenta pieghe chiamate circonvoluzioni e solchi detti fessure che definiscono i diversi lobi. Tra i principali:

• Lobo frontale: funzioni di ragionamento, emozioni, pianificazione e controllo del comportamento.
• Lobo parietale: riceve e integra sensazioni tattili e propriocettive; è coinvolto nell'elaborazione sensoriale delle diverse parti del corpo.
• Lobo temporale: contiene aree relative all'udito e alla memoria; è coinvolto anche nella percezione dell'olfatto.
• Lobo occipitale: contiene il sistema visivo; vi arriva il nervo ottico.

Diencefalo, mesencefalo e romboencefalo

Diencefalo: regione intermedia che include l'epifisi (ghiandola pineale), coinvolta nel controllo dei cicli di veglia e sonno, e il talamo, che riceve e smista molte sensazioni, incluso il dolore. Sotto il talamo si trova l'ipotalamo, centrale per il controllo endocrino e le funzioni vegetative.

Mesencefalo: porzione di passaggio del sistema nervoso centrale con nuclei e vie coinvolte in funzioni visive e uditive e nel controllo motorio.

Romboencefalo: comprende il cervelletto e il tronco encefalico. Il cervelletto, situato sotto il lobo occipitale, riceve informazioni stato-acustiche e propriocettive per segnalare la posizione del corpo e ristabilire l'equilibrio.

Myelencephalon (midollo allungato): controlla funzioni viscerali involontarie come la frequenza cardiaca e la respirazione.

Midollo spinale

Il midollo spinale è il cordone nervoso che corre attraverso i fori delle vertebre e contiene un canale centrale chiamato canale ependimale (rivestito da cellule ependimali). I nervi sensoriali entrano nella zona delle corna posteriori, mentre i neuroni motori escono dalle corna anteriori, le quali contengono i motoneuroni somatici responsabili dell'attività muscolare volontaria.

Nervi

I nervi sono raggruppamenti di fibre nervose (assoni) e trasportano segnali tra il sistema nervoso centrale e i tessuti periferici. Si distinguono due tipi principali:

• Nervi cranici: entrano o escono dal cranio; sono 12 coppie e innervano strutture della testa e del collo. Possono essere motori, sensoriali o misti.
• Nervi spinali: entrano o escono dalla colonna vertebrale; sono 31 coppie e innervano il tronco e gli arti. Sono in genere nervi misti (sensitivi e motori).

Sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo controlla le attività degli organi interni in modo involontario. È costituito da fibre motorie che sinaptano prima di raggiungere gli effettori (muscoli lisci, cuore, ghiandole). Vi sono fibre pregangliari, generalmente mieliniche, e fibre postgangliari.

Si compone di due parti antagoniste:

• Sistema nervoso simpatico: prepara l'organismo per situazioni di emergenza (fight or flight); le fibre pregangliari originano dai segmenti toracici e lombari del midollo e i gangli sono spesso situati vicino alla colonna vertebrale formando una catena gangliare paravertebrale.
• Sistema nervoso parasimpatico: favorisce stati di riposo e recupero; le fibre partono dal cranio e dalle regioni sacrali del midollo e i gangli parasimpatici sono spesso situati in prossimità degli organi bersaglio.

Riflessi e azioni

Azioni involontarie - Riflessi: sono eseguite con l'intervento del midollo spinale senza la partecipazione della corteccia cerebrale e non sono volontarie. Alcune anomalie possono derivare da difetti anatomici congeniti, cioè da basi strutturali formatesi durante lo sviluppo embrionario, oppure da condizioni acquisite nel corso della vita dell'individuo.

Azioni volontarie: coinvolgono la corteccia cerebrale, con neuroni corticali che danno origine a comandi motori diretti. Le risposte volontarie possono essere modulate e variate in base all'apprendimento e all'elaborazione corticale.

Ricevitori sensoriali

I recettori sono cellule o terminazioni nervose modificate che rispondono a stimoli specifici. Hanno un alto grado di specificità: ogni recettore è sensibile a un particolare tipo di energia e relativamente insensibile ad altri stimoli. Secondo la loro provenienza si distinguono interocepitori (interni) ed esterocepitori (periferici). Secondo il tipo di energia rilevata si suddividono, tra gli altri, in:

• Meccanocettori: rilevano pressione, deformazioni meccaniche e spesso sono coinvolti anche nella percezione del suono (es. cellule ciliate dell'orecchio).
• Chimioricettori: responsabili di gusto e olfatto, rilevano sostanze chimiche disciolte.
• Fotorecettori: sensibili alla luce (occhio).
• Termocettori: sensibili alle variazioni di temperatura.
• Recettori del tatto: coinvolti nella percezione del contatto e della pressione superficiale della pelle.

Ormoni: definizione e meccanismi d'azione

Ormoni: sono molecole organiche di diversa composizione chimica che, diffuse nel sangue, raggiungono cellule bersaglio inducendo specifiche risposte e coordinando le attività di diversi organi. La regolazione avviene spesso tramite meccanismi di feedback: quando la concentrazione di un ormone nel sangue è troppo elevata, vengono attivati meccanismi che inibiscono la sua secrezione.

Ormoni steroidei: piccole molecole lipofile che attraversano la membrana cellulare e si legano a recettori intracellulari; il complesso ormone-recettore può modulare l'espressione genica e la sintesi di proteine specifiche.

Ormoni proteici: molecole di maggiori dimensioni che non attraversano la membrana cellulare e si legano a recettori di membrana; ciò induce la formazione di secondi messaggeri (es. AMP ciclico) che attivano enzimi intracellulari e possono modulare l'espressione di alcuni geni.

Ipofisi (ghiandola pituitaria)

La ghiandola pituitaria (ipofisi) è una piccola struttura di circa 1 cm di diametro, strettamente regolata dall'ipotalamo. Si trova nella sella turcica dello sfenoide. Si suddivide in due parti:

1) Neuroipofisi: immagazzina ormoni sintetizzati nell'ipotalamo e li rilascia nel circolo. Tra questi:
- Ossitocina: provoca le contrazioni uterine durante il parto e favorisce l'espulsione del latte durante la suzione.
- Vasopressina (ADH): provoca il riassorbimento di acqua a livello renale, contribuendo al controllo dell'equilibrio idrico.

2) Adenoipofisi (o adenoipofisi): secerne ormoni in risposta ai fattori di rilascio ipotalamici che stimolano la sua attività. Tra gli ormoni principali:

• TSH (ormone stimolante la tiroide): stimola la ghiandola tiroidea a produrre tiroxina.
• FSH (ormone follicolo-stimolante): stimola le ovaie nella produzione di estrogeni e la maturazione dei follicoli; negli uomini è coinvolto nella spermatogenesi.
• LH (ormone luteinizzante): stimola l'ovulazione e la produzione di progesterone nelle donne e la produzione di testosterone nei maschi.
• STH (GH, ormone della crescita): favorisce l'allungamento delle ossa e lo sviluppo della cartilagine e dei tessuti.
• PRL (prolattina): induce la secrezione lattea dalle ghiandole mammarie.

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