Il Midollo Spinale

Il midollo spinale decorre attraverso il canale vertebrale e, insieme all'encefalo, costituisce il sistema nervoso centrale. Al suo interno, la sostanza grigia assume una conformazione ad H e raccoglie i corpi cellulari dei neuroni midollari; la sostanza bianca è invece composta dalle fibre nervose, e fuoriesce dal midollo in fasci che corrispondono ai nervi spinali. In particolare, dal midollo si formano due radici che confluiscono in ciascun nervo: la radice ventrale fuoriesce in corrispondenza delle corna anteriori della sostanza grigia e possiede fibre di tipo sensitivo; la radice dorsale fuoriesce in corrispondenza delle corna posteriori ed è caratterizzata da fibre di tipo motorio.

Il Midollo Spinale è la parte del sistema nervoso centrale contenuta all'interno del canale vertebrale. Sopra il foro occipitale, alla base del cranio, il midollo spinale continua nel midollo allungato. Come il cervello, anche il midollo spinale è racchiuso in una tripla guaina di membrane; è parzialmente suddiviso in una metà anteriore e in una posteriore e da esso si dipartono 31 coppie di nervi spinali.

Il midollo spinale convoglia al cervello gli impulsi nervosi provenienti dal corpo, mentre trasmette alle varie parti dell'organismo gli impulsi nervosi prodotti nel cervello.

Una sezione di midollo spinale evidenzia la distribuzione al suo interno della sostanza grigia, composta dai corpi cellulari delle cellule nervose, e della sostanza bianca, formata dalle fibre nervose, cioè dai prolungamenti lunghi e sottili (assoni) che fuoriescono dalle cellule stesse. La sostanza grigia assume una forma ad H; al suo interno, si distingue come un minuscolo forellino il canale ependimale, contenente il liquor o liquido cefalorachidiano.

Funzioni dell'Encefalo

Il sistema limbico si trova nella regione profonda dell’encefalo. Esso comprende: l’ipotalamo, che produce vari neurormoni e controlla l’azione dell’ipofisi; l’ippocampo, che sembra abbia un ruolo importante nell’apprendimento, nella memoria e nell’espressione di emozioni come l’eccitazione e la collera; l’amigdala, che riceve stimoli acustici e visivi ed elabora risposte di tipo emotivo. Il talamo deriva anch’esso dal prosencefalo; esso raccoglie stimoli sensoriali provenienti dagli organi interni, dalla superficie cutanea e li invia al sistema limbico e alla corteccia. La formazione reticolare, altra struttura profonda dell’encefalo. Essa ha una funzione di smistamento e di filtrazione delle informazioni che giungono dall’esterno, mediante i recettori sensoriali di tutti gli organi; gli stimoli possono essere rielaborati e inviati alla corteccia cerebrale, che elabora a sua volta adeguate risposte.

Molte funzioni motorie e sensoriali sono state localizzate in aree specifiche della corteccia di entrambi gli emisferi del cervello, ciascuno dei quali controlla la parte opposta del corpo. Meno definite sono le aree associative, individuate principalmente nella corteccia frontale, legate al pensiero e alle emozioni e responsabili del coordinamento degli stimoli sensoriali. Le due aree del linguaggio, quella di Wernicke (comprensione del linguaggio) e quella di Broca (produzione del linguaggio), sono state invece localizzate entrambe nella corteccia dell’emisfero sinistro.

Le aree cerebrali coinvolte nel processo di memorizzazione possono essere evidenziate mediante tomografia a emissione di positroni. Nelle due immagini, si osserva come nella fase di codifica sia attiva la corteccia prefrontale sinistra e nella fase di rievocazione la corteccia prefrontale destra.

Dominanza: sebbene il cervello abbia una struttura simmetrica, con due emisferi dotati di aree motorie e sensoriali corrispondenti, alcune funzioni intellettive sono limitate a un solo emisfero. In ogni individuo, l’emisfero dominante presiede al linguaggio e alle operazioni logiche, mentre l’altro controlla le emozioni, le capacità artistiche e la percezione spaziale. In quasi tutti i destrimani e in molti mancini l’emisfero dominante è il sinistro.

Il cervello

L’encefalo ha un peso medio di 1200-1300 grammi ed è rivestito da membrane dette meningi. Esso elabora le informazioni provenienti dal corpo e dal mondo esterno, innescando processi di risposta che possono essere di tipo chimico, motorio, comportamentale. Presiede a funzioni complesse come l’attenzione, la coscienza, il sonno, la memoria, l’immaginazione, il pensiero e l’abilità creativa.

Le funzioni dell’encefalo sono svolte da un’enorme quantità di cellule nervose, circa 100 miliardi.

Il cervello propriamente detto contiene all’incirca la metà dei neuroni complessivamente presenti nell’encefalo e appare diviso in due emisferi, tra loro connessi da un fascio di fibre nervose che prende il nome di corpo calloso.

Negli spazi tra le meningi si trova il liquor (o liquido cerebrospinale); esso è presente anche nel canale centrale del midollo spinale. Il liquor, limpido e incolore, possiede composizione simile a quella del plasma sanguigno, anche se i diversi componenti sono presenti in proporzioni diverse. Tale liquido svolge una funzione di protezione meccanica delle delicate strutture cerebrali.

Il cervello è la struttura più grande dell’encefalo e si trova sopra al diencefalo e al tronco encefalico. La superficie, costituita da sostanza grigia, è detta corteccia cerebrale. Il cervello è diviso in due emisferi da una profonda scissura, la scissura longitudinale; sulla sua superficie si osservano pieghe dette circonvoluzioni, separate tra loro da numerosi solchi e scissure. Ciascun emisfero è a sua volta suddiviso in quattro lobi: frontale, parietale, occipitale e temporale. Un quinto lobo, l’insula (o isola) di Reil, è visibile solo dall’interno. All’interno del cervello si distinguono aree che ricevono e interpretano gli stimoli sensoriali (aree sensoriali); aree in cui hanno inizio i movimenti (aree motorie) e aree che presiedono a funzioni complesse, come le emozioni, la memoria e l’intelligenza (aree associative).

Il diencefalo, posto tra il tronco encefalico e il cervello, contiene diverse strutture, tra cui talamo e ipotalamo.

Il talamo è situato tra i due emisferi cerebrali ed è formato da due aree ovali di sostanza grigia. Il talamo trasmette gli impulsi sensoriali alle aree sensoriali della corteccia cerebrale. Partecipa all’acquisizione delle informazioni.

L’ipotalamo è situato al di sotto del talamo. Controlla il sistema nervoso autonomo e regola la sete, l’appetito, il sonno e la temperatura corporea; inoltre, contribuisce alla regolazione dell’umore e del comportamento. Oltre a svolgere importanti funzioni di regolazione del sistema nervoso, l’ipotalamo ha funzione di ghiandola endocrina; secerne ormoni che agiscono sul lobo anteriore dell’ipofisi, stimolando o inibendo la liberazione degli ormoni ipofisari, e regola l’attività di altri ormoni che si formano nel lobo ipofisario posteriore.

Il tronco encefalico è situato fra il midollo spinale e il diencefalo. Considerato la porzione più primitiva dell’encefalo, si può a sua volta suddividere in tre parti principali (mesencefalo, ponte di Varolio e midollo allungato), attraverso cui decorre longitudinalmente un canale contenente il liquido cerebrospinale. All’interno del tronco encefalico e per tutta la sua lunghezza, sono situate aree circoscritte di sostanza grigia intrecciata a sostanza bianca, che nel complesso costituiscono la formazione reticolare: tale struttura interviene in varie funzioni e, in particolare, regola lo stato di vigilanza dell’individuo.

Il mesencefalo trasmette gli impulsi motori dal cervello al ponte di Varolio, al midollo allungato e al midollo spinale e gli impulsi sensoriali al talamo. Partecipa alla coordinazione dei movimenti muscolari, ad esempio dei movimenti degli occhi, del collo e del capo in risposta agli stimoli visivi, e alla coordinazione dei movimenti del capo e del tronco in risposta agli stimoli sonori.

Il ponte di Varolio, una protuberanza posta tra il midollo allungato e il mesencefalo, funge da mediatore tra cervello e cervelletto e tra midollo allungato e mesencefalo. Inoltre, insieme al midollo allungato controlla le funzioni respiratorie, regolando la durata dell’inspirazione e l’intervallo tra inspirazione e espirazione.

Il midollo allungato fa da collegamento tra encefalo e midollo spinale e si trova a fianco del ponte di Varolio. Le sue fibre sono incrociate, poiché l’emisfero sinistro del cervello controlla la parte destra del corpo e viceversa. Esso contiene numerosi centri di controllo di funzioni fondamentali per la sopravvivenza, come il ritmo respiratorio, il battito cardiaco, la vasocostrizione e la deglutizione; inoltre, trasmette impulsi motori e sensoriali ad altre regioni encefaliche e del midollo spinale.

Il tronco encefalico è qui visibile in sezione, costituisce la parte inferiore dell’encefalo, che collega la parte superiore del cervello con il midollo spinale. Esso controlla funzioni quali la respirazione, la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca, e riflessi quali i movimenti oculari e il vomito.

Il cervelletto è posto sotto la parte posteriore del cervello e dietro al midollo allungato e al ponte di Varolio. È formato da due emisferi, emisferi cerebellari, uniti da una formazione chiamata verme. Ciascun emisfero è formato da lobi separati da scissure. Il cervelletto coordina i movimenti volontari e regola la postura e l’equilibrio attraverso il controllo del tono muscolare e la percezione della posizione delle varie parti del corpo.

Il Sistema Nervoso

Il sistema nervoso è il mezzo con il quale interagiamo con l'ambiente che ci circonda, dal quale riceviamo gli stimoli e al quale rispondiamo.

Attraverso il Sistema Nervoso sperimentiamo noi stessi, in quanto individui inconfondibili, cioè abbiamo coscienza di noi stessi. I pensieri, i ricordi, i sogni, le emozioni, l’apprendimento, la creatività, sono funzioni del sistema nervoso.

Viene chiamato “Sistema” Nervoso poiché gli organi che lo compongono sono formati tutti da tessuto nervoso, la cui unità fondamentale è il neurone.

Il Sistema Nervoso Centrale è composto dall’encefalo e dal midollo spinale.
Il Sistema Nervoso Periferico 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 comprende il sistema nervoso centrale e il sistema periferico. Il primo, formato dall'encefalo e dal midollo spinale, interpreta i segnali che provengono sia dall'esterno sia dall'interno del corpo, ed elabora risposte. Il sistema nervoso periferico è formato da nervi sensitivi e motori, che trasmettono rispettivamente segnali dagli organi di senso e segnali che controllano muscoli e ghiandole. In particolare, il sistema nervoso somatico agisce sull'attività di muscoli scheletrici, volontari, mentre il sistema autonomo regola le risposte involontarie della muscolatura liscia, di ghiandole e organi. Il sistema autonomo simpatico ha un effetto globale di preparazione dell'organismo a situazioni di stress o di maggiore dispendio energetico; il parasimpatico determina un effetto opposto, determinando un effetto di rilassamento delle funzioni involontarie.

Il sistema nervoso periferico, può essere distinto in sistema nervoso somatico responsabile delle risposte volontarie e sistema nervoso autonomo o vegetativo, responsabile delle risposte 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.

Il Neurone

Il neurone costituisce il tipo fondamentale di cellula nervosa, responsabile della ricezione degli stimoli e della loro conduzione verso altre cellule nervose. La porzione centrale è il corpo cellulare, contiene il nucleo e la maggior parte del citoplasma con i suoi organuli. Dal corpo cellulare si diramano uno o più prolungamenti, i dendriti, ai quali giunge lo stimolo nervoso proveniente da un'altra cellula nervosa. Un particolare prolungamento è l'assone, che può raggiungere anche una lunghezza notevole, che termina in una o più stazioni sinaptiche, che appaiono come rigonfiamenti che hanno invece il compito di propagare lo stimolo verso altri neuroni.

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.

L’APPARATO RESPIRATORIO

L'organismo umano necessita di una grande quantità di energia per ogni tipo di attività e per la sopravvivenza stessa. Gli elementi che ingeriamo contengono energia, immagazzinata sotto forma di energia chimica. Gli elementi si combinano con l’ossigeno, liberando quella quantità di energia di cui l’organismo necessita. Per questo la respirazione è altrettanto indispensabile quanto l’alimentazione. Anzi, mentre senza mangiare e senza bere si sopravvive qualche giorno consumando il grasso del nostro corpo, senza respirare si sopravvive pochi minuti.

La respirazione, segnalata dal visibile abbassarsi e alzarsi della cassa toracica, è quindi una delle funzioni fondamentali dell’organismo umano e dipende dall’espansione e dallo svuotamento dei polmoni.

All’apparato respiratorio è affidato il processo di ematosi, ovvero il processo grazie al quale il sangue si carica di ossigeno e si impoverisce di anidride carbonica, prodotta dalle reazioni chimiche che avvengono nei nostri organi.

Dal punto di vista meccanico possiamo paragonare la respirazione al funzionamento di una pompa ad aria: i due movimenti che assicurano l’assunzione di aria dall’esterno e l’eliminazione dell’anidride carbonica sono l’inspirazione e l’espirazione, che avvengono grazie alla contrazione e al rilassamento di alcuni muscoli come il diaframma. Questo è posto alla base della cassa toracica e consente ai polmoni, abbassandosi, di espandersi e alzandosi di svuotarsi . Il sistema respiratorio è composto da una serie di organi, le vie respiratorie o aeree, che portano l’aria ai polmoni: l’aria entra tramite le narici, dove viene filtrata, riscaldata e umidificata grazie a una ricca vascolarizzazione della mucosa, che ne ricopre la parete interna, e alla presenza di peli. Da qui passa attraverso la faringe, situata dietro la lingua, da questa alla laringe e poi all’albero tracheo-bronchiale. La laringe è una sorta di piccola scatola all’interno della quale trovano posto le corde vocali; tra essa e la faringe si trova l’epiglottide, una piega che impedisce al cibo di entrare nei nostri polmoni. Appena sotto la laringe si trova la trachea, un robusto tubo formato da anelli di cartilagine, che convoglia l’aria dalle vie aree ai polmoni, ove si divide in due rami, i bronchi. Questi si dirigono ciascuno verso il proprio polmone, suddividendosi ulteriormente in bronchioli e poi in alveoli. È a questo livello, grazie alla presenza di capillari e all’estrema sottigliezza delle pareti degli alveoli, che avviene l’ossigenazione del sangue. La parte dell’albero bronchiale, che arriva ai bronchioli, è quasi esclusivamente deputata alla funzione di trasporto, mentre negli alveoli è lo scambio gassoso a prevalere.

Con l’aria possono entrare nel nostro organismo particelle estranee che solitamente vengono espulse quasi subito grazie ai vortici che si creano nelle prime vie aeree e che le fanno aderire alla mucosa; grazie ai movimento delle vibrisse che ricoprono la parete interna del naso le particelle vengono espulse. Nel caso in cui il materiale inalato sia particolarmente irritante o voluminoso scattano dei riflessi che portano alla chiusura dell’epiglottide e al meccanismo della tosse.

Il processo di respirazione è automatico, cioè avviene senza il nostro intervento grazie ai centri nervosi, che inviano impulsi al muscolo diaframmatico e ai muscoli polmonari. Il nostro apparato respiratorio è in grado di ricambiare circa 8 litri di aria al minuto fino a arrivare ai 200 litri in condizioni di stress fisico.

I POLMONI

I polmoni sono due organi simmetrici contenuti all’interno della gabbia toracica e divisi da uno spazio mediano, all’interno del quale trovano posto esofago, trachea e cuore. Essi hanno una forma grossolanamente conica e poggiano sul diaframma. Il polmone destro è più voluminoso ed è diviso in tre lobi, mentre il sinistro è leggermente incurvato di lato per far posto al cuore ed è diviso in due lobi. I lobi si suddividono ulteriormente in parti sempre più piccole, i lobuli. All’interno dei polmoni penetrano i bronchi, che si suddividono in rami sempre più sottili e numerosi, i quali si distribuiscono in tutto il tessuto. Essi mantengono una struttura cartilaginea fino al livello dei lobuli, dove assumono una struttura muscolare liscia molto sottile. Qui il bronchiolo si ramifica originando gli alveoli, piccole sacche a fondo cieco, in cui avviene l’ossigenazione del sangue. Ogni polmone è rivestito da una membrana sierosa, la pleura , che riveste anche la cavità toracica; il polmone in questo modo risulta immerso in una sorta di sacca, la cavità pleurica, all’interno della quale è presente un liquido che gli consente di abbassarsi e sollevarsi senza attrito.

GLI ALVEOLI POLMONARI

Gli alveoli polmonari sono piccole sacche, raccolte in grappoli, ricche di vasi sanguigni molto minuti, i capillari. Essi sono costituiti da un tessuto epiteliale molto sottile e permeabile grazie al quale può avvenire lo scambio di aria con il sangue che scorre nei capillari. I rami dell’arteria polmonare, una volta penetrati nei polmoni, seguono le ramificazioni dei bronchi fino agli alveoli dove diventano capillari. Qui l’ossigeno è spinto a legarsi all’emoglobina (globuli rossi) , sostanza trasportata dal sangue, mentre l’anidride carbonica si diffonde dal sangue nell’alveolo per poi essere eliminata. I nostri polmoni possiedono circa 300 milioni di alveoli che distesi su di una superficie piana coprirebbero un’area di 60 m², ovvero 40 volte la superficie della nostra pelle.