06551 - NEUROFISIOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo lo studente possiede le conoscenze e la capacità di comprendere l'organizzazione funzionale del sistema nervoso, in particolare i meccanismi che sottendono alla trasmissione sinaptica, all'azione dei recettori sensoriali, alle funzioni motorie riflesse, al controllo del movimento volontario, alle funzioni nervose vegetative e alle funzioni nervose superiori.

Contenuti

introduzione al corso: risultati di apprendimento attesi, obiettivi del corso, testo consigliato, risorse informatiche di Ateneo. Ripasso e approfondimento di concetti di base: concentrazioni dei principali ioni entro e fuori le cellule; gradiente elettrico, differenza di potenziale elettrico, intensità di corrente elettrica, resistenza e conduttanza elettrica, potenza elettrica; equazione di Nernst per determinare il potenziale all’equilibrio di uno ione; equazione della conduttanza di membrana per determinare il potenziale di membrana a riposo; pompa sodio-potassio ATPasi; depolarizzazione e iperpolarizzazione; potenziale d’azione; canali voltaggio-dipendenti del sodio e del potassio; periodi refrattari assoluto e relativo. Sinapsi elettriche e chimiche: differenze strutturali e funzionali. Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori. Conduzione elettrotonica, sommazione spaziale e temporale dei potenziali postsinaptici. Codifica dell’intensità dello stimolo nella frequenza dei potenziali d’azione. Eterogeneità strutturale e funzionale delle fibre nervose.

Propagazione del potenziale d’azione nelle fibre nervose amieliniche (punto a punto) e mieliniche (saltatoria). Neuroni sensoriali e motori e interneuroni; cellule neuroendocrine; trasporto assonico. Cellule gliali: oligodendrociti, cellule di Schwann, astrociti, oligodendrociti. Assi e piani di sezione del sistema nervoso centrale. Sistema nervoso centrale e periferico. Cenni di anatomia dell’encefalo e sue principali suddivisioni. Sistema nervoso periferico: nervi spinali, radici ventrali e dorsali, gangli delle radici dorsali, gangli del sistema nervoso simpatico e parasimpatico. Classificazione citoarchitettonica di Brodmann delle aree corticali.

Organizzazione funzionale del sistema nervoso centrale: sistemi di stato, motorio, sensoriale, e cognitivo.

Classificazione dei recettori sensoriali. Sistema nervoso periferico e nervi spinali. Classificazione delle fibre sensitive dei nervi periferici e loro associazione coi diversi recettori che mediano la sensibilità somatica. Canali cationici sensibili agli stimoli meccanici e termici. Relazione tra il potenziale di recettore e la frequenza dei potenziali d’azione trasmessi dal neurone sensitivo e fra questa e l’intensità della percezione. Recettori a rapido e lento adattamento. Cenni sui diversi recettori responsabili della sensibilità tattile. Terminazioni meccanocettive associate ai fusi neuromuscolari e agli organi di Golgi. Dermatomeri. Sistema delle colonne dorsali-lemnisco mediale. Cenni sull’anatomia funzionale del talamo. Corteccia somatosensoriale primaria, somatotopia, homunculus sensitivo. Relazioni tra corteccia somatosensitiva primaria e cortecce associative. Cenni sulle vie afferenti della sensibilità visiva. Nocicettori e fibre coinvolte nella trasmissione della sensibilità dolorifica. Primo e secondo dolore. Allodinia, iperalgesia, dolore nocicettivo e neuropatico.

Infiammazione neurogena; sensibilizzazione periferica e centrale. Neuroni di secondo ordine della trasmissione del dolore. Dolore riferito. Sistema anterolaterale: vie spinotalamica, spinoreticolare e spinomesencefalica. Teoria del controllo a cancello della nocicezione; cenni sulla TENS. Vie centrali discendenti per il controllo del dolore e sistema degli oppioidi endogeni. Cenni sulla sensibilità uditiva: orecchio medio, coclea,

Rilevazione di accelerazioni lineari ed angolari da parte dell’apparato vestibolare. Vie afferenti dell’informazione vestibolare: nuclei vestibolari, integrazione con informazioni propriocettive e visive. Cenni sulla compromissione motoria associata al morbo di Parkinson ed alla corea di Huntington. Nuclei della base: circuito diretto, indiretto e iperdiretto; ruolo di modulazione da parte delle proiezioni dopaminergiche dalla substantia nigra; ruolo nel controllo motorio, oculomotorio, esecutivo/associativo, emotivo/motivazionale. Sistema motorio: unità motrice. Controllo della forza muscolare dipendente dal reclutamento delle unità motrici e dalla frequenza di scarica dei motoneuroni.

Ordine del reclutamento delle unità motrici lente e rapide. Riflesso miotatico. Funzioni dei motoneuroni gamma e loro controllo. Riflesso miotatico inverso. Inversione dell’azione delle fibre afferenti Ib durante la locomozione. Riflesso di flessione.

Vie riflesse a circuito lungo ad origine dai propriocettori. Ruolo degli interneuroni spinali e delle vie discendenti nella modulazione dei riflessi. Modulazione dei riflessi spinali a livello dei neuroni sensitivi primari, dei motoneuroni e degli interneuroni. Modulazione dell’attività dei motoneuroni spinali da parte di vie discendenti noradrenergiche e serotoninergiche. Controllo del movimento a feed-forward e a feedback. Ruolo della propriocezione nel controllo del movimento. Effetti di lesioni corticospinali sul controllo motorio. Vie corticospinali laterale e mediale, rubrospinale, vestibolospinali, reticolospinali. Locomozione: fasi del ciclo del passo. Schema locomotorio: localizzazione spinale, modulazione da segnali tonici e fasici; attivazione dello schema nella regione locomotoria del mesencefalo; generazione dello schema nell’ipotalamo posteriore. Regolazione della fase di appoggio da parte delle informazioni propriocettive: afferenze dai fusi dei muscoli flessori e dagli organi di Golgi dei muscoli estensori; inversione del riflesso evocato da afferenze Ib durante la locomozione. Cenni sulla riabilitazione motoria nei pazienti dopo trauma spinale.

Mantenimento della postura: centro di massa, centro di pressione, base di appoggio. Risposte posturali: dipendenza da circuiti sopraspinali; ruolo di informazioni propriocettive e vestibolari e dei nuclei della base.

Risposte posturali: ruolo del cervelletto. Cenni di anatomia funzionale del cervelletto. Disturbi cerebellari: ipotonia, dismetria, astasia-abasia, ritardo dei movimenti, tremore intenzionale, disdiadococinesia. Funzioni e connessioni del vestibolocervelletto, dello spinocervelletto e del corticocervelletto. Circuiti sinaptici cerebellari: fibre rampicanti e muscoidi, granuli, cellule di Purkinje, nuclei cerebellari. Definizione ed anatomia funzionale del sistema nervoso autonomo simpatico, parasimpatico ed enterico. Sinapsi del sistema nervoso autonomo. Sistema nervoso simpatico e midollare del surrene. Recettori per le catecolamine.

Effetti metabolici dell’adrenalina. Riflesso barocettivo e sue relazioni coi meccanismi locali di autoregolazione e di comando autonomico centrale. Barorecettori. Risposta del miocardio all’attività simpatica e parasimpatica: basi dell’antagonismo funzionale e dello studio della variabilità della frequenza cardiaca.

Consumo di ossigeno e produzione di anidride carbonica tramite il metabolismo energetico; quoziente respiratorio. Aumento di frequenza cardiaca associato all’esercizio fisico: contributi simpatici e parasimpatici. Cambiamenti di attività simpatica diretti al cuore, rene, distretto splancnico, muscolo scheletrico, ghiandole sudoripare nel corso dell’esercizio fisico. Risposta della midollare del surrene all’esercizio fisico. Ruolo del comando autonomico centrale, del baroriflesso e del metaboriflesso nel controllo cardiovascolare durante l’esercizio fisico. Cenni sul controllo dell’equilibrio acido-base: acido volatile e acidi non volatili, chemocettori arteriosi periferici e chemocettori centrali. Modificazioni della ventilazione durante l’esercizio fisico. Definizione di ritmo circadiano. Comandi autonomici centrali associati ai ritmi circadiani.

Testi/Bibliografia

Consigliato:  Martini e Nath, Fondamenti di Anatomia e Fisiologia, terza edizione 2010, Edises, Napoli. 
Per chi già possiede/ha accesso a un testo/atlante di anatomia: Zocchi, Principi di Fisiologia. 2012, Edises, Napoli.

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale sugli argomenti trattati a lezione ed elencati nel programma sopra riportato.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico sul sito AMS campus

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Silvani