Anatomia sistemului nervos

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.

Funcțiile sistemului nervos

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 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.

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.

Reflexul

Mecanismul fundamental de funcționare a sistemului nervos este actul reflex sau reflexul.

Reflexul reprezintă reacția de răspuns a centrilor nervoși la stimularea unei zone receptoare. Termenul de reflex a fost introdus în urmă cu 300 ani de către matematicianul și filozoful francez Rene Descartes. neuronii ganglionilor sistemului nervos periferic și ai substanței cenușii a sistemului nervos central contactează între ei prin sinapse formând lanțuri neuronale, numite arcuri reflexe, care determină conducerea influxului nervos într-un sens bine definit. un arc reflex reprezintă un lanț neuronal interpus între receptor și efector, care trece printr-un centru nervos.

Fig. 3. Arc reflex somatic simplu:

1 - receptor; 2 - ganglion spinal (1 neuron); 3 - neuronul 2 intercalar; 4 - neuronul iii; 5 - mușchi striat (efector).

Cel mai simplu arc reflex este format din doi neuroni: senzitiv și motor (fig. 3). În majoritatea cazurilor, neuronii senzitivi și cei motori sunt legați prin neuronii intercalari sau asociativi. Primul neuron (aferent) este localizat în ganglionul spinal sau în ganglionul senzitiv al nervului cranian. Prelungirile periferice ale acestor neuroni trec în componența nervului spinal sau cranian unde la periferie se termină cu receptorii care asigură recepția. Prin prelungirile centrale neuronul aferent face legături sinaptice cu neuronul ii senzitiv (intercalar) situat în coarnele posterioare ale substanței cenușii a măduvei spinării.

Axonii acestui neuron în cadrul sistemului nervos central (măduva spinării, encefalul) se conectează cu al treilea neuron -neuron motor, efector. Prelungirile neuronului iii părăsec sistemul nervos central în componența nervului spinal sau al nervului cranian, prin care ajung la efector.

În limitele măduvei spinării, o parte din neuronii intercalari dispun de câte un axon care formează sinapse cu neuronii motori din coarnele anterioare ale măduvei spinării la nivelul segmentului respectiv, dând naștere unui arc reflex în cadrul unui singur segment medular. Axonii altor neuroni intercalari, ramificându-se în o ramură ascendentă și alta descendentă, contactează cu neuronii motori din coarnele anterioare ale segmentelor vecine.

Deci, excitarea receptorului poate fi transmisă nu numai neuronilor unui anumit segment medular, dar și neuronilor din segmentele vecine. Drept urmare, la reacția de răspuns se va contracta nu un singur mușchi, dar un grup sau câteva grupuri musculare.

Prin urmare, baza anatomică a actului reflex este arcul reflex alcătuit din cinci componente anatomice: receptorul, calea aferentă, centrii nervoși, calea eferentă și efectorul.

La nivelul receptorilor are loc transformarea energiei excitantului în influx nervos.

În funcție de tipul excitantului, se deosebesc cinci tipuri principale de receptori, și anume:

• mecanoreceptori - detectează deformările mecanice ale receptorului sau ale celulelor vecine;
• termoreceptori - sesizează schimbările de temperatură. unii receptori fiind specializați pentru senzația de cald, alții - pentru senzația de rece;
• nociceptori sau receptori ai durerii - detectează lezările tisulare, indiferent dacă acestea sunt de natură fizică sau chimică;
• chemoreceptori - detectează gustul (situați în cavitatea bucală), mirosul (situați în cavitatea nazală), nivelul oxigenului în sângele arterial, concentrația dioxidului de carbon și, probabil, a altor substanțe importante în biochimia organismului.

După localizare deosebim:

• exteroceptori - la nivelul tegumentelor;
• proprioceptori - la nivelul aparatului locomotor, perceptând excitațiile din capsulele articulare, ligamente, mușchi, tendoane, fascii;
• interoceptori - la nivelul viscerelor și al vaselor sangvine. Percep modificările componenței chimice a mediului intern al organismului și a presiunii din organe și țesuturi. Aceste structuri reprezintă receptori ai sensibilității generale.

După structura receptorului deosebim (fig. 4):

• terminații dendritice libere;
• celule senzoriale (celule epiteliale diferențiate și specializate, constituind majoritatea receptorilor gustativi, auditivi, vizuali, vestibulari);
• corpusculi senzitivi;
• organe receptoare cu structură complexă (retina, organul Corti etc).

Fig. 4. Tipuri de receptori:

a, b – terminaţii nervoase arboriscente; c – corpuscul Pacini; d – corpuscul

Krause.

Calea aferentă este reprezentată de neuronul senzitiv al ganglionului spinal sau al ganglionului nervului cranian, dendritele cărora se îndreaptă spre periferie terminându-se cu receptorul, iar axonul pătrunde în sistemul nervos central, unde va contacta cu un neuron senzitiv din coarnele posterioare ale măduvei spinării sau chiar direct pe un neuron motor. Axonul neuronului cranian va contacta cu neuronii nucleului senzitiv din trunchiul cerebral.

Distribuția căii aferente în centrii nervoși se face în două moduri: convergent și divergent. Convergența este un mod de distribuție în care un singur neuron central primește contacte sinaptice de la mai multe fibre aferente. Divergența constă în ramificarea unei singure fibre aferente la mai mulți neuroni centrali.

Centrii unui reflex prezintă totalitatea structurilor din sistemul nervos central care participă la actul reflex respectiv. De exemplu, centrii reflexelor respiratorii se află în bulbul rahidian, în punte, precum și în hipotalamus și în scoarța cerebrală. Complexitatea și întinderea unui centru depind de complexitatea actului reflex pe care îl efectuează.

Sistemul nervos central are trei nivele majore cu atribute funcționale specifice:

• nivelul măduvei spinării (medular)
• nivelul subcortical
• nivelul cortical

Nivelul medular

Măduva spinării deseori este considerată doar ca o cale de conducere a semnalelor de la periferie către encefal sau invers, de la encefal către organe și sisteme de organe. Însă și după secționarea măduvei la nivel cervical superior multe din funcții se mențin.

De exemplu, circuitele neuronale medulare pot reproduce mișcările mersului automat, reflexele de retragere a segmentelor corpului față de diferite obiecte, reflexele care determină sprijinirea antigravitațională a corpului pe membrele inferioare și reflexele care controlează vasele sangvine locale, mișcările gastrointestinale și multe alte funcții.

De cele mai multe ori centrii nervoși superiori trimit semnale nu direct la periferie, dar centrilor medulari pentru ca aceștia să-și excercite funcțiile.

Nivelul subcortical

Majoritatea activităților subconștiente sunt controlate de formațiunile subcorticale: trunchiul cerebral, hipotalamusul, talamusul, cerebelul și nucleii bazali. Astfel, controlul presiunii arteriale și al respirației se realizează în principal în bulbul rahidian și în punte.

Controlul echilibrului este o funcție a structurilor cerebelului și a substanței reticulare din bulb, punte și mezencefal. Reflexele alimentare sunt controlate de formațiuni din trunchiul cerebral, amigdală și hipotalamus.

Nivelul cortical

Cortexul nu funcționează niciodată singur, ci numai împreună cu centrii nervoși inferiori. În absența cortexului, funcțiile centrilor subcorticali sunt adesea imprecise. numeroasele informații depozitate în memorie la nivel cortical fac ca activitatea centrilor subcorticali să fie foarte bine determinată și precisă.

Cortexul cerebral este esențial pentru cele mai multe din procesele de gândire.

Deci, fiecare parte a sistemului nervos îndeplinește funcții specifice. Multe din funcțiile integrative sunt bine dezvoltate la nivelul măduvei spinării, iar multe din funcțiile subconștiente au originea și sunt executate exclusiv de către centrii subcorticali.

Calea eferentă este constituită din axonii neuronilor motori somatici și vegetativi prin care se transmite comanda către organul efector. Cea mai simplă cale eferentă o întâlnim în cazul reflexelor monosinaptice (bineuronale) și este formată de axonul motoneuronului din coarnele anterioare ale măduvei spinării. În cazul sistemului nervos vegetativ calea eferentă este formată dintr-un lanț de doi neuroni motori: un neuron preganglionar, situat în coarnele laterale ale măduvei spinării sau într-un nucleu vegetativ din trunchiul cerebral, și un neuron postganglionar din ganglionii vegetativi periferici.

Efectorii . Principalii efectori sunt mușchii striați, mușchii netezi și glandele.

Pentru ca influxul nervos să poată fi condus de la receptor la centru sau de la centru la efector, fibra nervoasă trebuie să îndeplinească anumite condiții:

• să fie intactă, deci să nu fie comprimată, lezată sau secționată;
• să conducă influxul nervos independent de celelalte fibre din nerv și chiar din același fascicul. Această conducere izolată are mare importanță în executarea unor contracții izolate ale anumitor mușchi, care permit activități strict specializate;
• să conducă influxul nervos numai într-un singur sens. Astfel, fibrele senzitive conduc influxul nervos în sens centripet (de la periferie la centru), iar fibrele motorii în sens centrifug (de la centru la periferie).

Viteza de conducere a influxului nervos nu este aceeași la toate fibrele nervoase. Astfel, în fibrele mielinice viteza de conducere este mai mare, decât în fibrele amielinice. Fibrele nervilor motori conduc influxul nervos cu o viteză de 60 - 120 m/sec, în fibrele senzitive de 30 - 70 m/sec, în fibrele amielinice de 0,6 - 2 m/sec.

Nervul este format din fascicule de fibre nervoase ce constituie calea de conducere a influxului nervos. Fiecare fascicul este învelit de o teacă conjunctivă, numită perinevru, perineurium, iar toate fasciculele unui nerv sunt acoperite, la rândul lor, de o membrană din țesut conjunctiv lax, numită epinevru, epineurium.

Deci, de la exterior către interior, învelișurile unui nerv sunt:

• epineurium - pentru nerv;
• perineurium - pentru fascicule de fibre nervoase. Membranele conjunctive ale nervului conțin vase sangvine și limfatice, terminații nervoase.

Fibrele nervoase ale unui nerv sunt reprezentate prin fibre aferente și fibre eferente. Fibrele aferente conduc influxul nervos de la periferie spre centru și pot fi somatice sau vegetative, numindu-se fibre somatosenzitive și fibre viscerosenzitive. Fibrele eferente conduc influxul nervos de la centru la periferie și pot fi somatice sau vegetative, numindu-se fibre somatomotorii și fibre visceromotorii.

În structura unui nerv deosebim fibre somatice și vegetative. Cele somatice sunt mai groase, mielinice și predomină în sistemul nervos somatic, iar cele vegetative sunt subțiri, amielinice și predomină în sistemul nervos vegetativ.

nu există nervi numai motori sau numai senzitivi. Astfel, un nerv motor care inervează un mușchi, conține și fibre aferente (senzitive), cu rol de a transmite la centru starea mușchiului, iar un nerv senzitiv cutanat conține și fibre eferente (motorii sau secretorii) pentru vasele sangvine și glandele din piele.

Fibrele nervoase care constituie un nerv pornesc de la nucleii motori și de la nucleii senzitivi. Nucleii motori ai fibrelor somatice se găsesc în coarnele anterioare ale măduvei spinării și în nucleii motori ai nervilor cranieni din trunchiul cerebral. nucleii motori ai fibrelor vegetative se află în coarnele intermedio-laterale din măduva toracolombară și din cea sacrală, precum și în nucleii echivalenți din trunchiul cerebral.

nucleii senzitivi ai fibrelor aferente somatice și vegetative se află în neuronii pseudounipolari din ganglionii spinali și în ganglionii echivalenți ai nervilor cranieni.

Mecanismul reflex și arcul reflex cu cele cinci componente ale sale reprezintă un model incomplet al desfășurării activității reflexe. În ultimele decenii s-au evidențiat noi componente anatomice și mecanisme funcționale care participă la controlul modului în care se execută comanda. S-a descoperit existența unor circuite nervoase eferente care leagă centrii de organele receptoare.

Prin intermediul acestora centrii nervoși pot regla pragul de excitabilitate al receptorilor și, implicit, intensitatea stimulilor aferenți. un asemenea control asupra efectorilor musculari este exercitat de către centrii motori extrapiramidali și cerebelici. În același timp, de la nivelul efectorilor pornește spre centri un circuit recurent care îi informează asupra modului de îndeplinire a comenzii.

Comanda și controlul motor exercitate de centrii nervoși sunt de natură reflexă. În acest sens centrii nervoși nu sunt numai senzitivi sau numai motori, ci reprezintă centri de integrare senzitivo-motorie. Răspunsul reflex poate surveni imediat după acțiunea stimulului sau poate întârzia minute, zile sau ani.

Existența semnalizării bilaterale prin lanțuri reflexe circulare permite efectuarea și modificarea în permanență a reacțiilor de răspuns ale organismului la tot felul de modificări ale mediului extern și intern. În lipsa acestor mecanisme de aferentație inversă adaptarea organismului la mediul ambiant este imposibilă.