Apparato sensoriale

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Categoria:	Biologia
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Data:	04.07.2007
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Tipi di recettori sensoriali:
♦ Meccanocettori – tatto udito equilibrio
♦ Chemiocettori – gusto olfatto
♦ Fotocettori – vista
♦ Recettori del calore e del dolore
ORECCHIO
L’orecchio umano è costituito da tre strutture:
* Orecchio esterno→ padiglione e timpano
* Orecchio medio → incudine, martello e staffa e congiungono il timpano alla finestra ovale
* Orecchio interno→ scavato nell’osso temporale e composto da canali semicircolare oragno equilibrio e coclea piena di liquido.
Le onde sonore che giungono all'orecchio esterno sono incanalate verso la membrana timpanica, che entra in vibrazione. Le vibrazioni vengono trasmesse attraverso i tre piccoli ossicini dell'orecchio medio alla membrana della finestra ovale che inizia, a sua volta, a vibrare generando onde di pressione nel fluido che riempie la coclea; all'interno del canale centrale della coclea c'è una struttura, l'organo del Corti, che poggia su una membrana, detta basilare, ed è sovrastata dalla membrana tettoria
Viaggiando lungo i canali cocleari, le onde
di pressione fanno vibrare la membrana basilare e, di conseguenza, le cellule ciliate dell'organo del Corti vengono spinte contro la membrana tettoria. Questa stimolazione favorisce, da parte delle cellule ciliate, la liberazione di neurotrasmettitori, che innesca dei potenziali d'azione nei neuroni sensoriali con cui esse formano si-napsi. Gli assoni di questi neuroni sensoriali costituiscono il nervo acustico che porta l'informazione al cervello. La membrana basilare è più stretta e meno elastica a una delle due estremità, per cui non vibra in modo uniforme per tutta la sua lunghezza. Il suono che giunge a una certa frequenza esercita i suoi effetti maggiori su una regione specifica della membrana; in questo modo, cellule ciliate differenti vengono stimolate da frequenze differenti. Gli esseri umani sono capaci di discriminazioni molto raffinate dei suoni; queste discriminazioni sono effettuate dal cervello sulla base dei segnali trasmessi dai diversi neuroni sensoriali con cui le diverse cellule ciliate formano sinapsi.
Oltre all'organo dell'udito, nell'orecchio si trova anche l'organo dell'equilibrio, costituito essenzialmente dai tre canali semicircolari. Essi si trovano nel labirinto osseo dell'orecchio interno; sono strutture rivestite internamente da un epitelio ciliato e piene di un fluido gelatinoso in cui sono sospese piccole concrezioni calcaree chiamate otoliti («pietre dell'orecchio»). Ciascuno di questi canali è disposto su un piano perpendicolare agli altri due; la loro funzione è quella di registrare la posizione della testa nello spazio e di mantenere l'equilibrio. I movimenti del capo fanno muovere il fluido e con esso gli otoliti, stimolando le cellule ciliate e generando potenziali d'azione nei neuroni sensoriali con cui queste cellule formano sinapsi.
OCCHIO
L’occhio è formato:
● CORNEA→ membrana trasparente che ricopre la parte anteriore dell’occhio
● IRIDE → muscolo circolare colorato che si dilata e si contrae a seconda della luce, entro al quale c’è la pupilla
● CRISTALLINO→ lente, che varia la sua curvatura per mettere a fuoco le immagini
● UMOR VITREO→ sostanza gelatinosa che riempie l’occhio
● RETINA→ formata da tre strati di cellule, costituite dal fotocettore che sono CONI(responsabili della visone dei colori) e BASTONCELLI responsabili visione notturna, percepiscono anche la luce fioca)
● CELLULE BIPOLARI→ (il secondo strato della retina) si connettono da una parte ai fotocettori e dall'altra alle cellule gangliari.
● CELLULE GANGLIARI, le quali costituiscono il terzo strato; gli assoni di queste cellule si riuniscono poi in un fascio che esce dal globo oculare formando il nervo ottico.
● FOVEA→ Area dove si forma l’immagine più nitida
Quando la luce viene catturata dalle cellule fotorecettori ci, in esse si avvia una serie di reazioni che fa cambiare lai loro polarità di membrana; il cambiamento influenza la liberazione di neurotrasmettitori a livello delle sinapsi con le cellule bipolari. La liberazione di neurotrasmettitori in corrispondenza di queste sinapsi causa, a sua volta, un cambiamento nella polarità di membrana delle cellule bipolari stesse e influenza la liberazione, da parte di esse, di neurotrasmettitori a livello delle sinapsi con le cellule gangliari.
ANATOMIA E FUNZIONI DELL’ENCEFALO DEI VERTEBRATI
L’elaborazione delle informazioni avviene nell’encefalo. L’encefalo e il midollo spinale sono avvolti, protetti e nutriti da tre membrane: le meningi (dura madre, aracnoide piena di liquido nel quale galleggia il sistema nervoso centrale e pia madre) questo sistema è circondato dalla scatola cranica e dalla colonna vertebrale.
Il sistema nervoso centrale è costituito da una sostanza bianca (guaine mieliniche ricche di lipidi) e da una sostanza grigia che contiene i corpi cellulari dei neuroni e altre cellule.
Durante lo sviluppo embrionale, il sistema nervoso si sviluppa in un tubo neurale, nella posizione anteriore si formano tre vescicole che corrispondono al rombocefalo, mesencefalo e prosencefalo.
♥ Il romboencefalo è la parte più antica e possiede funzioni fisiologiche essenziali, comprende il midollo allungato(sede di controllo della respirazione ritmo cardiaco e deglutizione) il ponte nel quale passano numeroso fibre nervose e il cervelletto che regola l’equilibrio
♥ Il mesencefalo invia i segnali periferici ai centri superiori
♥ Il prosencefalo si suddivide in diencefalo e telencefalo, quest’ultimo si suddivide in due emisferi uniti dal corpo calloso. I due emisferi sono ricoperti dalla corteccia celebrale.
Nel diencefalo transitano la maggior parte degli impulsi ed è costituito dal talamo [stazione d’arresto delle vie neuronali ascendenti] e ipotalamo [gruppo di neuroni ch controlla le attività associate al sesso, alla fame, alla sete, al piacere al dolore… e importante regolatore di ormoni]

La corteccia celebrale: è suddivisa in due parti e ciascun emisfero celebrale è costituito da 4 lobi divisi dal solco centrale dal solco laterale.
Esiste:
la corteccia motoria → lobo frontale
la corteccia sensoriale → lobo parietale
la corteccia uditiva → lobo temporale
la corteccia visiva → lobo occipitale
L’encefalo destro controlla la parte sinistra mentre l’encefalo sinistro controlla la parte destra. Nell’emisfero celebrale sinistro si trova l’area di Broca e Wernicke.
L’emisfero sinistro scomporrebbe il discorso nelle sue parti essenziali e li elaborerebbe e analizzerebbe (compressione scritta e orale della frase), mentre l’emisfero destro analizza il discorso nella sua globalità (compressione non letterarie).
ATTIVITA’ SUPERIORI DEL CERVELLO
Quando un segnale sensoriale arriva alla corteccia celebrale, mette in funzione una serie ddi aree con funzioni diverse dette aree di elaborazione intrinseca.
La formazione reticolare è un ammasso di tessuto composto da una diffusa rete di interneuroni che corre lungo al tronco celebrale. Questa formazione p responsabile della veglia o meglio dell’essere cosciente.
Il sistema limbico è una rete di neuroni in gran parte subcorticali che formano anse intorno alla parte interna dell'encefalo, mettendo in connessione l'ipotalamo con la corteccia cerebrale e con altre strutture. Si pensa che sia il circuito mediante il quale impulsi ed emozioni, come la fame, la sete e il desiderio sessuale, vengono tradotti in azioni complesse, come cercare il cibo, bere o corteggiare un partner. Questo sistema è anche il principale circuito di consolidamento della memoria.
Sonno e sogno. Noi trascorriamo buona parte della nostra vita dormendo; durante il sonno, tuttavia, il nostro cervello non è inattivo: sogniamo, e l'attività elettrica durante il sogno è paragonabile all'attività registrata durante la veglia. Sognare rappresenta la terza attività della mente, diversa dal ragionare coscientemente (veglia) o dal dormire un sonno profondo.
I neurologi hanno osservato durante il sonno la presenza di cinque stadi differenti: il primo è quello del sonno leggero, corrispondente all'addormentamento, poi vi sono due stadi intermedi e un quarto stadio di sonno profondo. Il quinto stadio è caratterizzato da rapidissimi movimenti degli occhi.
Esistono due tipi di memoria quella a breve termine e quella a lungo termine, le zone implicate nella fissazione dei dati sono ippocampo e l’amigdala, il talamo il prosencefalo basale e la corteccia prefrontale.
RISPOSTA DELLE INFORMAZIONE E LA CONTRAZIONEMUSCOLARE
I muscoli scheletrici sono gli effettori del sistema nervoso somatico. Ogni muscolo è costituito da fibre muscolari, ciascuna delle quali è circondata da una membrana cellulare specializzata, il sarcolemma. Ogni fibra muscolare è costituita da miofibrille, disposte nel senso della lunghezza della cellula. Ogni miofibrilla è circondata da un reticolo endoplasmatico specializzato, il reticolo sarcoplasmatico i vacuoli del sistema sarcoplasmatico contengono ioni Ca++.. Le miofibrille sono costituite da unità dette sarcomeri che sono formate da filamenti sottili (actina) e spessi (miosina) alternati.
La contrazione, che richiede ATP, avviene quando i filamenti scivolano uno sull'altro. Ioni calcio liberati dal reticolo sarcoplasmatico consentono alle «teste» globulari delle molecole di miosina di agganciarsi alle molecole di actina e «tirare», accorciando il sarcomero.
Le fibre muscolari scheletriche si contraggono in risposta alla stimolazione da parte di un neurone motorio le cui terminazioni assoniche liberano acetilcolina, provocando la depolarizzazione del sarcolemma.
Meccanismo della contrazione:
Il parcometro è il dispositivo dal quale dipende la contrazione, quando il muscolo è stimolato, i filamenti spessi si attaccano a quelli sottili e li spingono verso il centro del sarcomero; dal momento che ogni filamento sottile è collegato ad uno strato di proteine, ogni sacomero si accorcia e la miofribilla, nel suo insieme si contrae. I filamenti sottili sono costituiti principalmente da molte molecole globulari di actina assemblate in due lunghe catene i filamenti spessi sono costituiti da fasci di molecole di miosina. Una molecola di miosina è costituita da due lunghe catene proteiche, ciascuna formata da circa 1800 amminoacidi e con una «testa» globulare a una estremità
Nella molecola queste due catene proteiche sono avvolte l'una intorno all'altra, con le «teste» globulari libere; tali estremità hanno due funzioni importanti: sono i siti di legame presso cui, durante la contrazione, viene esercitata una certa forza sui filamenti sottili, e agiscono come enzimi che scindono ATP in ADP, fornendo in questo modo energia per la contrazione muscolare.
Quando una fibra è stimolata, le teste delle molecole di miosina si spostano verso i filamenti sottili (di actina), ai quali si attaccano formando ponti trasversali temporanei. Le teste si muovono come un remo, tirando il fila-mento spesso e spingendo quello sottile.
La ripetizione di tali rapidi cicli di aggancio, sgancio e riaggancio fa muovere i due filamenti come una ruota dentata, l'uno sull'altro. I filamenti sottili ai lati opposti del sarcomero si muovono l'uno verso l'altro, cosicché le linee Z delimitanti il sarcomero si avvicinano.
La contrazione dei sarcomeri dipende dal?ATP per due motivi: l'idrolisi dell'ATP da parte della molecola di miosina fornisce l'energia per il ciclo, e la combinazione di una nuova molecola di ATP con la molecola di miosina libera la testa della miosina dai siti di legame sulla molecola di actina. I muscoli irrigiditi di un cadavere (rigar mortis) sono resi tali dall'assenza di ATP e dal conseguente arresto di tutti i ponti trasversali actina-miosina.
Regolazione della contrazione
Nella muscolatura scheletrica la contrazione viene regolata, oltre che dagli ioni calcio (Ca++). da due altri gruppi di molecole organiche, la troponina e la tropomiosina.
le molecole di tropomiosina sono delle lunghe e sottili funi doppie, poste lungo le molecole di actina del filamento sottile, che bloccano i siti di legame dei ponti trasversali presenti su quelle molecole.
Le molecole di troponina sono aggregati di proteine globulari situati a intervalli regolari sulle catene di tropomiosina. Quando lo ione calcio Ca ++ si combina con le molecole di troponina, queste subiscono un cambiamento della conformazione che produce lo scivolamento delle catene di tropomiosina e l'esposizione dei siti di legame dei ponti trasversali. La disponibilità di Ca2+ e il conseguente inizio della contrazione dipendono dalla stimolazione del muscolo da parte di un segnale proveniente da un neurone motorio.
Un neurone motorio possiede di solito un singolo, lungo assone che si ramifica quando raggiunge il muscolo. All'estremità di ogni ramificazione l'assone fuoriesce dalla guaina mielinica e si inserisce in un solco della superficie di una fibra muscolare, formando la giunzione neuromuscolare
Come avviene nella maggior parte delle sinapsi tra neuroni, il segnale attraversa la giunzione neuromuscolare per mezzo di un neurotrasmettitore, in questo caso l'acetilcolina; a differenza della trasmissione sinaptica tra neuroni, però, questa è una risposta diretta e univoca di tipo solo eccitatorio. L'acetilcolina si combina con i recettori presenti sul sarcolemma, depolarizzando la membrana della cellula muscolare e generando un potenziale d'azione lungo il sarcolemma stesso; ciò stimola il reticolo sarcoplasmatico a liberare ioni calcio (Ca ++). Il rilascio di questi ioni dura solo per il periodo in cui la fibra viene stimolata; una volta che la stimolazione cessa, gli ioni vengono ripompati dentro i vacuoli del reticolo sarcoplasmatico mediante un meccanismo di trasporto attivo.
Unità motoria
L’assone di un singolo neurone motorio e tutte le fibre muscolari sa eso innervate sono detti nel loro insieme unità motoria; la stimolazione di un assone motorio stimola tutte le fibre di quell’unità motoria.