Anatomia sistemului nervos

Sistemul nervos uman reprezintă una dintre cele mai complexe și sofisticate rețele biologice din natură, fiind responsabil pentru coordonarea tuturor activităților organismului. La baza acestei complexități se află capacitatea sa de a primi, interpreta și răspunde la stimuli interni și externi cu o precizie remarcabilă.

Această rețea neurală extinsă cuprinde aproximativ 86 de miliarde de neuroni interconectați, formând un sistem de comunicare care transmite informații prin impulsuri electrice și semnale chimice. Fiecare neuron poate forma până la 10.000 de conexiuni sinaptice, creând o rețea cu un potențial computațional care depășește cele mai avansate sisteme informatice actuale.

Sistemul nervos uman a evoluat pe parcursul a milioane de ani pentru a răspunde rapid și eficient la schimbările din mediu, permițând adaptarea continuă și supraviețuirea. Această adaptabilitate se manifestă prin capacitatea sa de a învăța, de a forma amintiri și de a modifica răspunsurile în funcție de experiențele anterioare.

Un aspect fundamental al sistemului nervos uman îl reprezintă reflexele - răspunsuri rapide, automate și involuntare la stimuli specifici, care nu necesită procesare conștientă. Aceste mecanisme protective reprezintă una dintre primele linii de apărare ale organismului.

Funcțiile sistemului nervos

Sistemul nervos îndeplinește numeroase funcții vitale pentru organism, acționând ca un centru de comandă și control pentru toate activitățile corporale. Principalele sale funcții includ:

1. Recepția stimulilor

Sistemul nervos detectează continuu schimbările din mediul intern și extern prin receptori specializați. Acești receptori transformă stimuli de diverse tipuri (mecanici, termici, chimici, luminoși) în impulsuri nervoase care pot fi procesate de sistemul nervos.

2. Procesarea și integrarea informațiilor

După recepționarea stimulilor, sistemul nervos procesează informațiile primite, le compară cu experiențele anterioare și le integrează pentru a forma un răspuns adecvat. Această funcție complexă implică multiple niveluri de procesare, de la reflexe simple la procese cognitive superioare.

3. Reglarea funcțiilor corporale

Sistemul nervos coordonează și reglează funcțiile vitale ale organismului, inclusiv:

• Ritmul cardiac și tensiunea arterială
• Respirația
• Digestia
• Metabolismul
• Termoreglarea
• Echilibrul hidric și electrolitic

4. Controlul mișcării

Coordonarea mișcărilor voluntare și involuntare reprezintă o funcție esențială a sistemului nervos. De la reflexe simple la mișcări complexe care necesită precizie fină, sistemul nervos asigură activarea coordonată a mușchilor pentru a produce mișcări eficiente și adecvate situației.

5. Funcții cognitive superioare

În cazul oamenilor, sistemul nervos este responsabil pentru funcțiile cognitive superioare, cum ar fi:

• Conștiența
• Gândirea
• Memoria
• Învățarea
• Limbajul
• Emoțiile
• Raționamentul

6. Răspunsuri reflexe

O funcție critică a sistemului nervos este generarea de răspunsuri reflexe rapide și automate la stimuli potențial periculoși. Aceste răspunsuri protective acționează înainte ca informația să ajungă la nivelul conștient, permițând organismului să reacționeze în milisecunde la situații care necesită intervenție imediată.

Funcțiile principale ale sistemului nervos central, în ordinea apariției, sunt:

• adaptarea la condițiile în continuă schimbare ale mediului extern;
• menținerea constantă a mediului intern;
• memoria și inteligența, în sensul adaptării răspunsului la o situație nouă prin raportarea ei la experiența trecutului, stocată în structurile sale;
• având la bază funcția reflexă, stabilește legătura organismului cu mediul în care activează și se dezvoltă, realizând unitatea organism – mediu;
• coordonează activitatea organelor și aparatelor corpului, realizând unitatea funcțională a organismului.

Prin intermediul sistemului nervos are loc integrarea tuturor organelor și sistemelor de organe într-un tot unitar.

Structura sistemului nervos

Sistemul nervos este organizat într-o structură ierarhică complexă, cu multiple niveluri de organizare și specializare. Din punct de vedere anatomic, acesta se împarte în două mari componente:

Sistemul nervos central (SNC)

Sistemul nervos central reprezintă "centrul de comandă" al întregului sistem nervos și include:

1. Encefalul

Encefalul, protejat de cutia craniană, include:

• Creierul (Telencefalul) - cea mai dezvoltată parte a encefalului uman, împărțit în două emisfere și responsabil pentru funcțiile cognitive superioare, interpretarea senzorială, controlul mișcărilor voluntare și procesarea emoțiilor.
• Diencefalul - include structuri esențiale precum talamusul (releu principal pentru informațiile senzoriale) și hipotalamusul (centru de control pentru funcțiile autonome și hormonale).
• Trunchiul Cerebral - format din mezencefal, puntea lui Varolio și bulbul rahidian, controlează funcții vitale precum respirația, ritmul cardiac și reflexele protective.
• Cerebelul - situat posterior trunchiului cerebral, este esențial pentru coordonarea mișcărilor, echilibru și învățarea motorie.

2. Măduva spinării

Măduva spinării este o structură cilindrică care se extinde de la bulbul rahidian până la nivelul primei sau celei de-a doua vertebre lombare. Protejată de coloana vertebrală, măduva spinării:

• Transmite informații între creier și restul corpului
• Servește ca centru de integrare pentru reflexele spinale
• Este organizată în segmente cervicale, toracice, lombare și sacrale
• Conține substanță cenușie (corpii neuronali) în centru și substanță albă (axoni mielinizați) la periferie

Sistemul nervos periferic (SNP)

Sistemul nervos periferic conectează sistemul nervos central cu restul organismului și include:

1. Nervii cranieni

Cei 12 perechi de nervi cranieni emergi direct din creier și inervează structuri din cap, gât și unele organe toracice și abdominale. Fiecare pereche are funcții specifice, de la transmiterea informațiilor senzoriale (văz, auz, miros) la controlul mușchilor faciali și funcții vegetative.

2. Nervii spinali

Cei 31 de perechi de nervi spinali emergi din măduva spinării prin foramenele intervertebrale și inervează restul corpului. Fiecare nerv spinal este format prin unirea rădăcinii dorsale (senzitive) cu rădăcina ventrală (motorie).

3. Ganglionii

Ganglionii sunt aglomerări de corpuri neuronale situate în afara SNC. Cei mai importanți sunt:

• Ganglionii spinali (conțin corpii neuronilor senzitivi)
• Ganglionii autonomi (parte a sistemului nervos autonom)

Din punct de vedere funcțional, sistemul nervos periferic se împarte în:

Sistemul nervos somatic

Controlează mușchii scheletici și mediază percepția senzorială conștientă. Este responsabil pentru mișcările voluntare și reflexele somatice, cum ar fi reflexul tendinos.

Sistemul nervos autonom

Reglează funcțiile involuntare ale organelor interne și este subdivizat în:

• Sistemul Simpatic - pregătește organismul pentru situații de stres ("luptă sau fugi")
• Sistemul Parasimpatic - promovează funcțiile de "odihnă și digestie"
• Sistemul Enteric - rețea neurală complexă din tractul gastrointestinal, adesea numit "al doilea creier"

Din punct de vedere structural sistemul nervos poate fi impartit in:

• sistem nervos central (SNC), cuprinzand encefalul si maduva spinarii
• sistemul nervos periferic, ce include componenta somatica (nervii spinali si cranieni) si componenta vegetativa (sistemul nervos vegetativ simpatic si sistemul nervos vegetativ parasimpatic).

Din punct de vedere functional sistemul nervos reprezinta o retea de neuroni intercontectati, asemanator cu structura unui computer, datorita faptului ca ambele prezinta un sistem de introducere a datelor, un sistem de procesare a acestora si un sistem in care sunt afisate rezultatele obtinute.

Fig. 1 Structura functionala a sistemului nervos

Sistemul nervos central uman reprezintă cea mai înaltă treaptă de organizare și perfecționare a țesutului nervos din toată seria animală. În conflictul permanent dintre organism și mediul ambiant în continuă modificare, sistemul nervos central s-a perfecționat morfologic și funcțional în raport cu necesitățile sporite de adaptare impuse de legile evoluției și selecției naturale.

Speciile, care nu au fost capabile să-și creeze mecanisme de adaptare, nu au reușit să elaboreze un răspuns adecvat și eficient stimulilor nociceptivi din mediul extern, au dispărut.

Perfecționarea a constat în crearea de noi și complicate circuite neuronale, de mecanisme de integrare a acestora și de stocare a experienței, de structuri care să elaboreze răspunsurile cele mai adecvate pe baza experienței acumulate. Din punct de vedere morfologic complicarea s-a manifestat prin adăugarea în timp de noi etaje, diferite ca vârstă filoge- netică. Aceste etaje sunt dependente unele de altele. Etajele superioare, filogenetic mai noi, au legături cu periferia numai prin intermediul etajelor inferioare, filogenetic mai vechi. 

Sistemul nervos topografic se împarte în sistem nervos central și sistem nervos periferic. Sistemul nervos central include encefalul și măduva spinării. Sistemul nervos periferic cuprinde 12 perechi de nervi cranieni, 31 perechi de nervi spinali cu ramurile și plexurile nervoase, ganglionii nervoși formați de corpurile neuronilor, terminațiile nervoase. Sistemul nervos periferic conectează sistemul nervos central cu organele și țesuturile corpului.

De aceea, sistemul nervos periferic este răspunzător de trimiterea semnalelor aferente și eferente către și dinspre sistemul nervos central. Semnalele, ce vin la sistemul nervos central, sunt numite aferente, iar cele ce pornesc de la sistemul nervos central către periferie - eferente.

Din punct de vedere funcțional, sistemul nervos se diferențiază în două porțiuni:

• sistemul nervos somatic
• sistemul nervos vegetativ sau autonom

Sistemul nervos somatic realizează, în special, inervația pielii, mușchilor scheletici, ligamentelor, articulațiilor, oaselor. Prin intermediul organelor de simț și a receptorilor distribuiți în piele, organismul exercită funcțiile de legătură cu mediul ambiant.

Sistemul nervos vegetativ inervează viscerele, glandele, musculatura netedă a viscerelor, a pielii, a vaselor sangvine și celor limfatice, a cordului.

Acest sistem contribuie la reglamentarea proceselor metabolice în țesuturi și organe. În cadrul sistemului nervos vegetativ deosebim: partea simpatică, pars sympathica, și partea parasimpatică, pars parasympathica. La fiecare din aceste părți distingem formațiunile centrale și periferice.

Divizarea menționată a sistemului nervos este convențională și acceptată din considerente de ordin didactic, facilitând studierea și înțelegerea anatomiei sistemului nervos.

În structura sistemului nervos deosebim două componente: țesutul nervos și stroma conjunctivo-vasculară. Studiul țesutului nervos este o problemă a histologiei, însă ne vom opri doar la datele generale necesare înțelegerii anatomiei funcționale a sistemului nervos.

Neuroanatomia sistemului reflex

Reflexele reprezintă răspunsuri rapide, automate și stereotipe la stimuli specifici, mediați prin căi neuronale predeterminate numite arcuri reflexe. Aceste arcuri au o structură anatomică distinctă:

Componentele Arcului Reflex

1. Receptorul - structură specializată care detectează stimulul
2. Neuronul aferent (senzitiv) - transmite impulsul de la receptor către sistemul nervos central
3. Centrul de integrare - neuron sau grup de neuroni din SNC care procesează informația
4. Neuronul eferent (motor) - transmite comanda de la SNC către efector
5. Efectorul - structură (mușchi sau glandă) care execută răspunsul

Tipuri de reflexe

Reflexe Spinale

Reflexele spinale sunt mediate la nivelul măduvei spinării, fără implicarea centrilor superiori. Exemple includ:

• Reflexul miotatic (de întindere) - exemplificat de reflexul rotulian
• Reflexul de retragere - răspuns protectiv la stimuli nocivi
• Reflexul de încrucișare - coordonează mușchii antagoniști în timpul retragerii

Reflexe Craniene

Mediate de nervii cranieni, aceste reflexe includ:

• Reflexul pupilor la lumină
• Reflexul corneean
• Reflexul de clipire
• Reflexul de deglutiție

Baza celulară a sistemului nervos

La nivel celular, sistemul nervos este format din două tipuri principale de celule:

Neuronii

Neuronii sunt unitățile structurale și funcționale de bază ale sistemului nervos, specializate în transmiterea informațiilor. Un neuron tipic include:

• Corpul celular (soma) - conține nucleul și majoritatea organitelor
• Dendrite - extensii ramificate care primesc semnale de la alți neuroni
• Axon - extensie lungă care conduce impulsul nervos spre alte celule
• Terminații axonale - eliberează neurotransmițători în spațiul sinaptic

Celulele gliale

Mai numeroase decât neuronii, celulele gliale îndeplinesc funcții suport esențiale:

• Astrocitele - susțin bariera hemato-encefalică și reglează mediul extracelular
• Oligodendrocitele (în SNC) și celulele Schwann (în SNP) - produc teaca de mielină
• Microgliile - mediază apărarea imunitară în SNC
• Celulele ependimale - tapetează ventriculele și facilitează circulația lichidului cefalorahidian

Ca unitate morfofuncțională de bază a sistemului nervos sunt considerate celulele nervoase specializate pe care Waldeyer le-a numit neuroni. Neuronii sunt elemente înalt diferențiate morfologic. În alcătuirea unui neuron distingem corpul celular și una sau mai multe prelungiri.

Acestea pot fi de două tipuri: dendritele, prelungiri arborescente celulipete (majoritatea neuronilor au mai multe dendrite), prin care neuronul primește impulsuri nervoase, și axonul, care funcțional este celulifug, prelungire unică a neuronului ce transportă impulsurile nervoase de la corpul neuronului către alte structuri.

Axonul poate atinge lungimi de 1 m și grosimi de 1 - 1,5 g; se termină prin butoni terminali ce se pun în contact cu alt neuron, formând sinapsă interneuronală, sau cu mușchiul striat prin placa motorie. Dendritele și axonii constituie căi de conducere nervoasă fie în nevrax (de la măduva spinării până la cortex și invers), fie constituie nervi extranevraxiali.

Ca formă și dimensiuni, neuronii sunt foarte diferiți: de la neuroni mici de 5 - 7 (stratul granular din cerebel), până la neuroni giganți - 130 - 150 (celulele piramidale Betz din cortexul cerebral și celulele coarnelor anterioare ale măduvei spinării). Forma neuronilor este variabilă: stelată, sferică sau ovală, piramidală și fusiformă.

În funcție de numărul prelungirilor, neuronii pot fi (fig. 2):

• neuroni unipolari (celulele cu conuri și bastonașe din retină);
• neuroni pseudounipolari - se află în ganglionii spinali, au o prelungire care se divide în “T” dendrita se distribuie la periferie, iar axonul pătrunde în sistemul nervos central;
• neuroni bipolari - de formă rotundă, ovală sau fusiformă, cu cele două prelungiri pornind de la polii opuși ai neuronului (neuronii ganglionului vestibular Scarpa, retină, mucoasa olfactivă);
• neuroni multipolari - au o formă stelată, piramidală sau piriformă și prezintă numeroase prelungiri dendritice și un axon (scoarța cerebrală, coarnele anterioare din măduva spinării).

Fig. 2. Tipuri de neuroni:

1- neuron unipolar; 2 - neuron bipolar; 3 - neuron pseudounipolar; 4 - neuron multipolar; 5 - axon; 6 - dendrit; 7 - prelungiri centrale; 8 - prelungiri periferice.

După funcție neuronii pot fi: somatosenzitivi și viscerosenzitivi care prin dendrite recepționează excitanții din mediul exterior sau din interiorul organismului; somatomotori și visceromotori ai căror axoni sunt în legătură cu organele efectoare; intercalari (de asociație) care fac legătura între neuronii senzitivi și motori.

După tipul de mediator chimic elaborat, neuronii se împart în:

• colinergici;
• catecolaminergici (depaminergici și noradrenergici)
• serotoninergici.

Neuronul are două proprietăți fundamentale: excitabilitatea și conductabilitatea.

Excitabilitatea reprezintă proprietatea neuronului de a răspunde la un stimul printr-un potențial de acțiune. Conductibilitatea este proprietatea neuronului de a propaga excitația în lungul prelungirilor sale.

Neuronii realizează o rețea vastă, fiind legați între ei prin sinapse. Sinapsele sunt formațiuni structurale specializate care realizează contactul atât între neuroni, cât și între neuroni și celulele efectoare. La nivelul lor are loc o transmitere a impulsului nervos, prin intermediul mediatorilor chimici.

Neuronii formează elementele anatomice și funcționale ale sistemului nervos. Ei întră în componența sistemului nervos central și a celui periferic.

În sistemul nervos central, prin aglomerarea fibrelor mielinice, se formează substanța albă, iar prin aglomerarea corpurilor neuronilor substanța cenușie. În sistemul nervos periferic , corpurile neuronilor formează ganglionii nervoși, care sunt dispuși pe traiectul nervilor, iar fibrele formează - nervii.

În diferitele segmente ale sistemului nervos central corpurile neuronilor se grupează și formează centri sau nuclei nervoși.

În sistemul nervos central fibrele nervoase formează fascicule sau tracturi care constituie un segment, o verigă intermediară a unei căi nervoase ascendente sau descendente. În sistemul nervos periferic, ramificațiile nervilor se unesc între ele, formând plexuri nervoase.

Grație sinapselor, neuronii realizează lanțuri interneuronale ce pot conduce influxul nervos de la organele de recepție (receptorii situați la suprafața corpului, în elementele aparatului locomotor sau la nivelul viscerelor) spre măduva spinării și de aici spre encefal.

În majoritatea cazurilor, ultimul neuron al lanțului trimite axonul spre o anumită zonă a scoarței cerebrale la nivelul căreia se realizează o anumită senzație conștientă. un asemenea lanț de neuroni care conduce influxul nervos de la receptor, prin nervii periferici, apoi prin sistemul nervos central spre scoarța cerebrală, constituie o cale nervoasă senzitivă sau ascendentă.

De cele mai multe ori o asemenea cale este realizată prin interconectarea sinaptică a trei neuroni:

• primul neuron este reprezentat de celulele pseudounipolare ale ganglionului spinal sau de celulele pseudounipolare ale ganglionilor situați pe traiectul trunchiurilor nervilor cranieni;
• al doilea neuron este situat în coarnele posterioare ale substanței cenușii a măduvei spinării, sau, în cazul nervilor cranieni, este reprezentat de neuronii nucleului senzitiv al acestor nervi;
• al treilea neuron, cu excepția căii olfactive, este situat în talamus.

Lanțurile de neuroni care conduc influxul nervos prin substanța albă a encefalului spre trunchiul cerebral sau spre măduva spinării, realizând aici sinapse cu neuronii nucleilor motori ai nervilor cranieni sau cu neuronii motori ai măduvei spinării, neuroni a căror axoni transmit prin nervii cranieni sau spinali influxul spre efector (mușchi striați, netezi sau glande), constituie căile de conducere motorii sau descendente. Deci, calea nervoasă este un lanț interconectat de neuroni cu conducere în sens definit: ascendent, senzitiv sau descendent motor.

Al doilea component de tip celular al sistemului nervos central sunt celulele neurogliale sau gliale, de formă și dimensiuni diferite, iar prelungirile variabile ca număr. Celulele tecii Schwann reprezintă neuroglia sistemului nervos periferic și au rol în formarea tecii de mielină, fiind implicate în acest proces atât din punct de vedere mecanic, cât și biochimic. neurogliile sunt celule care se divid intens (sunt singurelecelule ale sistemului nervos care dau naștere tumorilor din sistemul nervos central).

Aceste celule au rol de suport pentru neuroni, de protecție, trofic, se implică în fenomenele de cicatrizare ale țesutului nervos (în caz de lezare a unei regiuni din sistemul nervos central formează o rețea ce înlocuiește țesutul nervos), fagocitar, participă la sinteza tecii de mielină și la sinteza de ARn și a altor substanțe pe care le cedează neuronului.

Implicații clinice

Înțelegerea anatomiei sistemului nervos reflex are numeroase aplicații clinice:

1. Evaluarea Neurologică Testarea reflexelor reprezintă o componentă esențială a examinării neurologice, oferind informații despre integritatea sistemului nervos central și periferic.
2. Localizarea Leziunilor Modificările reflexelor pot ajuta la localizarea leziunilor din sistemul nervos:
   • Reflexele exagerate sugerează leziuni ale tracturilor descendente inhibitorii
   • Reflexele diminuate sau absente indică leziuni ale arcului reflex (nerv, rădăcină, segment medular)
3. Monitorizarea Evoluției Bolilor Evoluția reflexelor poate reflecta progresia sau remisia unor afecțiuni neurologice, oferind informații prognostice valoroase.

În concluzie

Anatomia sistemului nervos reprezintă un exemplu remarcabil al complexității și eficienței organizării biologice. De la nivel molecular la integrarea sistemică, reflexele demonstrează capacitatea sistemului nervos de a răspunde rapid și eficient la provocările mediului, protejând organismul de potențiale pericole.

Înțelegerea detaliată a structurii și funcțiilor sistemului nervos reflex nu este doar o curiozitate academică, ci are implicații profunde pentru diagnosticul și tratamentul afecțiunilor neurologice, dezvoltarea intervențiilor terapeutice și avansarea tehnologiilor inspirate de funcționarea sistemului nervos.

Cu fiecare descoperire în domeniul neuroanatomiei și neurofiziologiei, apreciem tot mai mult complexitatea acestui sistem remarcabil care definește în multe privințe natura umană și capacitățile noastre cognitive și adaptive.