3. sistema somato-sensoriale PDF

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Il sistema somato-sensoriale Ci mette a conoscenza di tutte le informazioni provenienti dalla superficie del corpo e dall'interno.

Sensi somatici Sono quelli che si trovano distribuiti su tutto il corpo. Sono associati alle viscere, alla pelle, ai muscoli e alle articolazioni. Tatto – Pressione – Propriocezione (percezione degli organi) – Temperatura – Dolore (nocicezione) Modalità sensoriale Sensibilità tattile

Tipo di energia

Meccanica

Recettore

Localizzazione

Adattamento

Meccanocettori

Cute superficiale e profonda Cute glabra o con peli

Rapido e lento

Rapido e lento

Propriocezione

Meccanica

Meccanocettori

Muscoli scheletrici, tendini, capsule articolari

Termocezione

Termica

Termocettori

Cute superficiale

Rapido

Meccanica, termica e chimica

Nocicettori: meccanici, termici, chimici e polimodali

Cute superficiale

Nessuno

Nocicezione

Sensibilità tattile Per sensibilità tattile s'intendono: il tatto superficiale, pressione, prurito, solletico, flessione dei peli, vibrazione e stiramento.

Tatto e pressione: Recettori e localizzazione I recettori tattili sono distibuiti sul più grande e pesante organo sensoriale: la pelle. Nonostante il tatto sia diffuso sull'intera superficie della pelle, le terminazioni nervose sono concentrate soprattutto in alcune zone (palmo della mano, dita, pianta del piede, labbra). La pelle può essere glabra o pelosa, i suoi strati possono essere interno (derma) ed esterno (epidermide). I recettori tattili e pressori sono dei meccanocettori ampiamente distribuiti sulla pelle e sono: – Terminazioni nervose libere – Corpuscoli di Meissner incapsulati – Corpuscoli di Ruffini – Corpuscoli di Pacini (i più grandi del corpo, visibili ad occhio nudo) Come viene trasformata l'energia meccanica in energia elettrica dai recettori tattili? Prendiamo come esempio il corpuscolo di Pacini: 1° fase: lo stimolo meccanico (pressione) deforma la membrana del corpuscolo 2° fase: quando il corpuscolo è innervato verso l'assone di aprono i canali 3° fase: se il potenziale generato supera la soglia, vengono generati dei potenziali d'azione che si propagano lungo l'assone. Come viene codificata l'ampiezza dello stimolo?

– Mediante una codificazione in frequenza: Maggiore è la pressione, tanto più il recettore depolarizza, tanto maggiore è il numero di potenziali d'azione che vengono generati. – Dal numero di fibre reclutate: Tante più fibre nervose raggiungono la soglia quanto maggiote è la pressione applicata.

Le proprietà dei recettori tattili: 1) 2) 3) 4)

Tipo di stimolazione per la quale è sensibile Grandezza del campo recettivo Adattamento dei meccanocettori Velocità di conduzione

1) Tipo di stimolazione per la quale è sensibile: Modalità sensoriale

Sensibilità tattile

Sottomodalità sensoriale

Tipo di recettore

Tatto superficiale, pressione

Terminazione nervosa libera

Solletico, prurito

Terminazione nervosa libera

Tatto superficiale, pressione

Dischi di Merkel

Tatto superficiale, pressione, vibrazione

Corpuscolo di Meissner

Flessione del pelo

Recettore del follicolo pilifero

Vibrazione, pressione

Corpuscolo di Pacini

Pressione, stiramento

Corpuscolo di Ruffini

2) Grandezza del campo recettivo: E' quell'area recettoriale la cui stimolazione modifica la frequenza di scarica del neurone stesso. Le dimensioni dei campi recettivi variano con la posizione del recettori sulla superficie corporea. Ad un'alta densità recettoriale fa riscontro un'alta densità di innervazione. Le zone cutanee con la più alta densità di innervazione sono costituite dalla punta delle dita, che possiede fino a 300 fibre afferenti per cm². Nella mano dell'uomo il tatto è mediato da 4 tipi di meccanocettori: Dimensioni del campo recettivo Piccolo (alta discriminazione tattile)

Grande (bassa discriminazione tattile)

- Meissner - Merkel

- Pacini - Ruffini

3) Adattamento dei meccanocettori Con l'adattamento il numero di potenziali d'azione al secondo si riduce col tempo, perché per adattamento s'intende la capacità di adeguarsi a stimolazioni costanti e quindi smettere di scaricare. Ciò avviene in parte perché si adatta il potenziale d'azione del recettore a causa di modificazioni meccaniche. Es.: La pressione degli abiti sul corpo (stimolo lieve e costante) non viene quasi più percepito. I meccanocettori con adattamento lento (AL) continuano a scaricare, con adattamento rapido (AR) diventano silenti. Recettori di superficie con campo Recettori di superficie con campo

recettivo piccolo

recettivo grande

AR

Recettori piliferi e Recettori di Meissner La sensazione è quella di una vibrazione localizzata, utilizzati per riconoscere la composizione di un oggetto

Corpuscoli di Pacini Attivati da vibrazioni diffuse Es.: Tocco della punta di una matita

AL

Dischi di Merkel Usati per la percezione fine dei bordi delle superfici

Corpuscoli di Ruffini Attivati dallo stiramento della pelle, usati per segnalare la posizione delle articolazioni delle dita

Come fa il cervello a determinare di quale tipo di stimolo si tratta? Il cervello per riconoscere lo stimolo non può farlo solo tramite la risposta (scarica di potenziale d'azione), ma necessita di sapere quale fibra afferente sta producendo quella risposta. – Se la fibra afferente è ad AR, allora lo stimolo sarà percepito come una vibrazione (infatti queste fibre necessitano di un'attivazione ripetuta per generare una risposta). – Se la fibra afferente è ad AL, allora lo stimolo sarà percepito come una pressione mantenuta. – Se la fibra afferente proviene dallo stato superficiale, allora lo stimolo verrà percepito come un leggeto tremito. – Se la fibra afferente proviene dallo strato profondo, allora lo stimolo verrà percepito come un ronzio diffuso profondo. Terminazioni nervose libere Localizzate nello strato più superficiale della cute. – Meccanocettori tonici – Piccoli campi recettivi Rispondono alla stimolazione tattile superficiale ma rilevano anche stimoli pressori più intensi. Altre terminazioni nervose libere sono recettori fasici, la cui stimolazione meccanica genera la percezione di prurito o solletico; anche la stimolazione chimica può generare la percezione di prurito. 4) Velocità di conduzione Fibre nervose afferenti che hanno caratteristiche differenti che si riflettono sulla velocità di trasmissione del segnale. Anche la presenza di mielina permette una maggiore velocità del segnale. Il dolore ha una ricezione più lenta. μm

m/sec

Aα

20 – 13

80 – 120

Propriocettori

Aβ (grandi, mielina)

12 – 6

37 – 75

Meccanocettori cutanei (tatto)

Aδ (piccoli, mielina)

5–1

5 – 30

Nocicettori e Termocettori

C (piccoli, no mielina)

0,2 – 1,5

0,5 – 2

Nocicettori e Termocettori (prurito)

Dischi di Merkel (AL)

Recettori termici (dischi tattili) molto sensibili localizzato nello strato superficiale della cute (epidermide). Hanno campi recettivi piccoli. Sono costituiti da una grossa cellula epiteliale (strato germinativo dell'epidermide). La compressione della cellula di Merkel causa il rilascio di neurotrasmettitori che attivano la fibra nervosa. Rispondono sia alla stimolazione tattile superficiale sia agli stimoli pressori più intensi. Corpuscoli di Meissner (AR) Recettori fasici molto sensibili (corpuscoli tattili) localizzati al confine fra l'epidermide e il derma (polpastrelli, palmo della mano, labbra). Hanno campi recettivi piccoli. Sono costituiti da una capsula di tessuto connettivo contenente diverse lamine di cellule di Schwann modificate e una o più fibre nervose afferenti (utilizzati per afferrare con precisione oggetti di piccole dimensioni). Non reagiscono ad una pressione persistente, ma solamente a variazioni di pressione: quanto più rapidamente varia la pressione, tanto più intensamente scarica la fibra nervosa. Meissner e Merkel hanno un ruolo importante nella percezione della forma e del tipo di superficie degli oggetti. Corpuscoli di Pacini (AR) Corpuscoli lamellari localizzati negli strati più profondi del derma e in tessuti ancora più profondi (es.: capsule articolari). Sono composti da un signolo dendrite avvolto da lamelle concentriche di collagene (assone formato da fibroblasti specializzati) separate da fluido interstiziale (soluzione acquosa presente fra le cellule di un tessuto, ne media gli scambi). La compressione meccaniza causa la deformazione del recettore ed attivazione del terminale nervoso. Particolarmente sensibili alle vibrazioni. Il corpuscolo di Pacini scarica quando avviene una pressione, se questa persiste i recettori diventeranno silenti per poi riscaricare quando la pressione cesserà. Corpuscoli di Ruffini (AL) Situati nella profondità del derma e in tessuti più profondi (legamenti, tendini, capsule articolari). Costituiti da una capsula contenente una rete di terminali nervosi in stretto contatto con fibre di collagene. Sensibili non solo alla pressione ma anche allo stiramento, media infatti informazioni provenienti dallo stiramento di pelle e tendini. Hanno funzione propriocettiva. Recettore del follicolo pilifero Terminazioni nervose libere avvolte alla base dei singoli peli. Situati più in profondità, rispondono a stimolazioni tattili superficiali perché sensibili al movimento dei peli. Risposte fasiche: il recettore segnala la variazione deell'assetto del pelo e non il mantenimento del nuovo assetto raggiunto.

Rilevazione dell'intensità della pressione sulla cute Leggera stimolazione - Dischi di Merkel Term. nervose libere

Acuità tattile

-

- Corpuscoli di Meissner - Recettori dei bulbi pilifer

Intensa stimolazione - Corpuscoli di Pacini - Corpuscoli di Ruffini

E' maggiore se: – Vi è un gran numero di recettori/unità di superficie – Il campo recettivo delle singole unità sensoriali è piccolo – I campi recettivi di unità sensoriali adiacenti sono parzialmente sovrapposti – C'è inibizione laterale – Le fibre sensitive sono a rapida conduzione L'acuità tattile può essere valutata misurando la capacità di distinguere due stimoli tattili separati l'uno dall'altro. Emisoma destro e sinistro solo in equilibrio in quasi tutto lo spazio corporeo. Più basso è il valore soglia, più alto è il valore di discriminazione. E' altissima nelle dita.

La propriocezione E' il senso della posizione e dei movimenti (cinestesia) dei propri arti e del proprio corpo. Queste informazioni sono essenziali per il controllo dei movimenti e della postura, ma sono anche parte essenziale della percezione del nostro corpo. La propriocezione collabora con l'apparato locomotore e il sistema vestibolare. Avviene un'integrazione delle funzioni propriocettive del sistema somato-sensoriale con quelle dell'apparato vestibolare (percezione della posizione della testa rispetto all'asse gravitazionale e del movimento di accelerazione lineare e rotazionale). La propriocezione, come il tatto, è mediata da meccanocettori. I canali ionici delle terminazioni nervose dei meccanocettori sono attivati da stimoli meccanici che stirano o deformano la membrana cellulare. La propriocezione è mediata principalmente dal fuso neuromuscolare, il quale presenta una componente motoria e una sensoriale.

L'introcezione Si riferisce a sensazioni che provengono dagli organi interni (viscere), escluso l'apparato locomotore (propricezione). I recettori sensoriali forniscono informazioni necessarie per mettere in atto riflessi viscerali. Es.: L'eccessivo riempimento gastrico causa l'attivazione dei tensocettori della parete dello stomaco, lo stesso vale per il riempimento della vescica.

Termocezione I termorecettori (AR) si divisono in recettori del celdo e recettori del freddo. Effettuano una scarica costante alle normali temperature corporee (35-37°). Risponde alle variazioni di temperatura del corpo in risposta all'esterno. I recettori segnalano la differenza di temperatura di un oggetto o dell'aria rispetto alla temperatura della cute, che risente della temperatura esterna, I termocettori sono terminazioni nervose libere situate sia nell'epidermide che nel derma. Recettori per il caldo

Recettori per il freddo

Fibre afferenti amieliniche

Fibre afferenti mieliniche

La trasmissione è più lenta e avviene tramite le pompe sodio-potassio.

Trasmettono gli impulsi al midollo spinale più velocemente.

Attivazione tra i 30° e i 45°, oltre i 50° i recettori diventano silenti (attivazione dei nocicettori)

Attivazione tra i 10° e i 45°, minore di 10° cessa la scarica (attivazione dei nocicettori). Oltre i 47° riprendono a scaricare. (sensazione fredda "paradosso")

I nocicettori termici sono responsabili delle sensazioni di dolore dovute al forte raffreddamento o

riscaldamento della cute. La quantità di impulsi inviati è maggiore quando la temperatura sta variando rispetto a quando è costante (perché sono ad AR). Vi è un livello di temperatura che, per una regione particolare della pelle, produrrà una sensazione di temperatura neutrale → Valore relativo (dipende dalla precedente stimolazione termica di quell'area). Adattamento Le risposte dei termocettori si adattano durante stimolazioni di lunga durata. Impulsivo calo della temperatura cutanea → intensa risposta del termorecettore per il freddo. Il ritorno alla temperatura iniziale fa aumentare la frequenza di scarica dei recettori per il caldo. I termorecettori non si adattano mai completamente, ciò consente di percepire costantemente la temperatura della pelle.

Il viaggio dell'informazione sensoriale I neuroni sensitivi sono i neuroni pseudounipolari. I corpi cellulari sono nei gangli mentre i dendriti sono nelle radici posteriori del midollo spinale. Le informazioni somato-sensoriali provenienti dagli arti del tronco vengono ritrasmesse al talamo e alla costeccia cerebrale attraverso due vie ascendenti: – Via delle colonne dorsali lemnisco-mediali: tatto fine, cinestesia, vibrazioni, movimento sulla cute, senso di posizione. – Via spino-talamica: sensibilità tattile grossolana, dolore, temperatura, solletico e prurito. Il sistema delle colonne dorsali lemniscomediali

Il sistema spino-talamico

Ha un grado molto alto di organizzazione spaziale dlele fibre nervose, organizzazione somatotopica

Ha un grado di organizzazione molto inferiore

Trasmette le informazioni che richiedono rapidità e alta fedeltà spaziale e temporale

Trasmette le informazioni più grossolane

Elaborazione corticale Dal talamo le informazioni somatosensoriali arrivano dall'area somatosensoriale primaria S1 (nel lobo parietale). S1 comunica con S2 (al di sopra del solco laterale) e con altre aree corticali (corteccia parietale posteriore). Ciascuna regione della corteccia somatosensoriale primaria contiene una mappa nervosa completa di tutta la superficie corporea. L'homunculus sensoriale di Penfield descrive la rappresentazione delle regioni corporee nell'area S1 della corteccia cerebrale.

Agnosie tattili Difficoltà a riconoscere con la sola palpazione un oggetto in assenza di disturbi della sensibilità superficiale e profonda. – Amorfognosia (incapacità di distinguere forma e dimensione di un oggetto) – Asimbolia tattile (incapacità attribuire un significato ad un oggetto) – Ailognosia (incapacità di distinguere il peso, le caratteristiche materiali e termiche di un oggetto)...