MOTORIA

PRESENTAZIONE

IL SISTEMA NERVOSO

A opera di Veronica Foschi, Pietro Magistretti e Pietro Panzeri

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INDICE

ARGOMENTI TRATTATI

Sinapsi

Introduzione

Arti Bionici

Fibre Nervose

Storia Sistema Nervoso

Paraolimpiadi

Barriera Emato-Encefalica

Sistema Nervoso

Pompa Sodio-Potassio

INAIL

Il Cervello

La Mielina

Le Cellule

introduzione

In biologia, col termine sistema nervoso (SN) si intente una parte altamente complessa degli animali che coordina ogni sua azione e le informazioni sensoriali, trasmettendo segnali "da" e "verso" le varie parti del corpo.Il sistema nervoso rileva i cambiamenti ambientali che possono avere un impatto sull'organismo, lavorando in coppia col sistema endocrino, per rispondere agli stessi.

Lo sai... I primi animali che mostrano segni di un sistema nervoso primitivo sono comparsi circa 600 milioni di anni fa. Questi organismi, come le spugne, non avevano un sistema nervoso vero e proprio, ma presentavano cellule sensoriali e meccanismi di risposta agli stimoli.

SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC):

Include il cervello e il midollo spinale, responsabili dell'elaborazione delle informazioni e del controllo delle funzioni corporee.

SISTEMA NERVOSO PERIFERICO (SNP):

Composto da nervi e gangli, trasmette informazioni tra il SNC e il resto del corpo. Si suddivide ulteriormente in sistema nervoso somatico (controllo dei movimenti volontari) e nel sistema nervoso autonomo (regolazione delle funzioni involontarie).

L'ORGANO PRINCIPALE: IL CERVELLO

Il cervello è racchiuso nella scatola cranica. Si tratta di uno degli organi più grandi e più complessi dell’organismo: al suo interno sono presenti numerose strutture e miliardi di nervi che comunicano attraverso innumerevoli connessioni, le sinapsi, che consentono il passaggio dell’impulso nervoso. Le sue funzioni sono altrettanto numerose.

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LE CELLULE DEL SISTEMA NERVOSO

CELLULE DEL SISTEMA NERVOSO

Analizziamo tre tipi di cellule presenti nel sistema nervoso

cellule di schwann

cellula di nevroglia

NEURONI

Le cellule di Schwann sono un tipo di cellula del sistema nervoso periferico facente parte della glia. La loro principale funzione è quella di rivestire gli assoni dei neuroni con uno strato di mielina, che conferisce ai nervi e ai tratti un aspetto bianco brillante.

Il sistema nervoso contiene altre cellule specializzate chiamate cellule gliali o nevroglia (o semplicemente glia), che forniscono supporto di tipo strutturale e metabolico ai neuroni (liberano glucosio e recuperano ioni come potassio)

I neuroni hanno strutture speciali che consentono loro di inviare segnali ad altre cellule in modo rapido e preciso.

Problemi correlati al sistema nervoso

Difetti genetici, danni fisici dovuti a traumi o tossicità, infezioni o semplicemente senescenza, possono determinare un malfunzionamento del sistema nervoso.

SINAPSI

Le sinapsi sono siti dove gli impulsi nervosi passano da una cellula presinaptica (neurone) ad un'altra cellula postsinaptica (un neurone, una cellula muscolare o ghiandolare). Riconosciamo quindi due tipi di sinapsi: ELETTRICHE e CHIMICHE

METTITI ALLA PROVA

LE FIBRE NERVOSE

Le fibre nervose consistono in assoni neuronali avvolti da particolari guaine di origine ectodermica.Gruppi di fibre nervose costituiscono i fasci dell'encefalo, del midollo spinale e i nervi periferici.

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Pompa sodio-potassio

La pompa sodio-potassio è un'importante proteina di membrana presente nelle cellule degli organismi viventi.La sua funzione principale è quella di mantenere il corretto equilibrio ionico all'interno della cellula mediante il trasporto attivo di ioni sodio (Na⁺) e potassio (K⁺). La pompa sodio-potassio è un elemento chiave nei processi cellulari che governano l'equilibrio degli ioni e il metabolismo energetico. Un malfunzionamento di questa pompa può portare a diverse patologie, come disturbi neurologici e cardiovascolari.

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Barriera emato-encefalica

La barriera emato-encefalica è una membrana costituita principalmente da cellule endoteliali.Essa svolge importanti funzioni come:

• Proteggere il cervello da "sostanze estranee" presenti nel sangue;
• Proteggere il cervello da ormoni e neurotrasmettitori liberati per agire in altre parti del corpo;
• Mantenere un ambiente costante per il cervello.

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La mielina

"L'isolante" del nostro sistema nervoso

La mielina è una sostanza grassa che riveste le fibre nervose, formando una sorta di "isolante" che consente una conduzione rapida e efficiente degli impulsi nervosi lungo i neuroni. La mielina permette una trasmissione veloce degli impulsi elettrici tra i neuroni, accelerando così i processi di comunicazione nel sistema nervoso. La sua mancanza o danno, come nel caso di malattie demielinizzanti come la sclerosi multipla, può compromettere gravemente la funzionalità nervosa.

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FUNZIONI DELLA MIELINA

Sviluppo e Rigenerazione

Protezione e Nutrimento

Conduzione Saltatoria

La mielina svolge un ruolo importante nello sviluppo del sistema nervoso e nella rigenerazione neuronale. La sua formazione è essenziale durante le fasi di crescita, e la perdita di mielina può influenzare negativamente la capacità di riparazione delle vie nervose.

Oltre alla conduzione degli impulsi, la mielina protegge gli assoni da danni fisici e fornisce supporto metabolico, contribuendo alla salute generale delle cellule nervose.

La mielina consente la conduzione saltatoria degli impulsi nervosi. Negli assoni mielinizzati, gli impulsi "saltano" da un nodo di Ranvier all'altro (dove la mielina non è presente), accelerando notevolmente la velocità di conduzione rispetto agli assoni non mielinizzati.

Patologie

Isolamento Elettrico

La mielina isola gli assoni, riducendo la perdita di carica elettrica durante la trasmissione dell'impulso nervoso. Questo isolamento consente un'efficiente conduzione del segnale elettrico.

La demielinizzazione, ovvero la perdita della guaina mielinica, è associata a diverse patologie neurologiche, tra cui la sclerosi.

le malattie legate al danneggiamento della mielina

Sclerosi multipla

Distrofia muscolare di Duchenne

Adrenoleucodistrofia

Encefalomielite acuta disseminata

Arti bionici

Gli arti bionici, o protesi bioniche, rappresentano una delle frontiere più avanzate nel campo della medicina e della tecnologia. Questi dispositivi sono progettati per sostituire arti mancanti o danneggiati, utilizzando tecnologie avanzate per restituire funzionalità e, in alcuni casi, anche sensibilità e movimento.

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tipologie di Arti bionici

livello di controllo

tecnologia utilizzata

funzione

specializzazione

segmento corporeo

sindrome dell'arto fantasma e protesi

Investigare il legame tra arti bionici e sindrome dell'arto fantasma offre opportunità per lo sviluppo di strategie terapeutiche innovative e per una migliore comprensione dell'interazione tra corpo e mente. La ricerca in questo campo continua a progredire, con l'obiettivo di migliorare la qualità della vita di coloro che vivono con amputazioni e con la sindrome dell'arto fantasma.

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Paralimpiadi

Un opportunità per tutti.

gli arti bionici

Storia

Negli ultimi anni, c'è stato un crescente interesse e sviluppo riguardo le arti bioniche e il loro impatto sugli sport paralimpoici. Impatto delle Arti Bioniche nello Sport Paralimpico. Alcuni esempi di Sport Paralimpici e di Tecnologie Utilizzate sono: nell'Atletica Leggera: Gli sprinter paralimpici utilizzano protesi biomeccaniche avanzate progettate per offrire elasticità e slancio; nel nuoto si utilizzano protesi specializzate permettono agli atleti di ottimizzare la loro tecnica di nuoto, migliorando le loro prestazioni anche in acqua; nel basket in carrozzina le tecnologie innovative sono utilizzate per progettare carrozzine che rispondono in modo più agile e competitivo.

Le Paralimpiadi sono un evento sportivo internazionale che coinvolge atleti con disabilità fisiche o mentali. La storia delle Paralimpiadi inizia nel 1948, quando Sir Ludwig Guttmann, un neurologo britannico, organizzò una competizione per soldati feriti durante la Seconda Guerra Mondiale, chiamata "Stoke Mandeville Games", a Stoke Mandeville, in Inghilterra. Questo evento è considerato l'antecedente diretto delle Paralimpiadi. Nel 1960, le Paralimpiadi vennero formalmente riconosciute come un evento internazionale, e la prima edizione si svolse a Roma in concomitanza con le Olimpiadi estive. Da allora, le Paralimpiadi si sono svolte ogni quattro anni, in concomitanza con le Olimpiadi, e si sono espanse includendo atleti con diverse disabilità.

logo comitato internazionale paralimpiadi

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INAIL

L'INAIL (Istituto Nazionale Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro) è un ente pubblico italiano che offre tutela assicurativa e assistenziale ai lavoratori infortunati o affetti da malattie professionali. I suoi centri sono presenti su tutto il territorio nazionale e svolgono diverse funzioni, tra cui assistenza ai lavoratori, prevenzione degli infortuni, ricerca nel campo della sicurezza sul lavoro, gestione delle pratiche relative a infortuni e malattie, e programmi di riabilitazione.

GRAZIE DELL'ATTENZIONE!

servizi offerti

Includono assistenza medica, riabilitazione, corsi di formazione sulla sicurezza, consulenza alle aziende e certificazioni di idoneità. L'INAIL è organizzato in direzioni regionali e centri operativi con personale specializzato. Inoltre, l'INAIL supporta l'uso di protesi avanzate, come gli arti bionici, attraverso valutazioni mediche, programmi di riabilitazione e supporto economico per i suoi assistiti. In conclusione, l'INAIL svolge un ruolo fondamentale nella tutela della salute e sicurezza dei lavoratori, promuovendo la prevenzione, la riabilitazione e l'accesso a tecnologie innovative per migliorare le condizioni di lavoro e di vita dei suoi utenti.

Le funzioni della BEE sono permesse dalla semipermeabilità, sua proprietà caratteristica.Le grosse molecole non riescono a superarla, cosi come le sostanze scarsamente solubili nei lipidi. Alcune sostanze, tuttavia, come alcol o barbiturici, riescono a superarla, poichè sono sostanze solubili nei lipidi. Altri motivi per i quali la barriera può essere danneggiata sono: ipertensione, iperosmolarità, microonde, radiazioni, infezioni o traumi.

CERVELLO

Il cervello è un organo diviso in due emisferi uniti dal corpo calloso, che comunica con il midollo spinale attraverso il tronco encefalico. Il suo strato più esterno è la corteccia, mentre al suo centro si trovano i gangli basali e alla sua base, in posizione posteriore, il cervelletto.

tecnologia utilizzata

Arti bionici robotici: Dotati di componenti robotici avanzati (motori, sensori e attuatori) per una maggiore precisione e forza nei movimenti. Arti con feedback sensoriale: Incorporano sensori per restituire sensazioni come pressione, temperatura o texture, simulando il senso del tatto. Arti stampati in 3D: Prodotti tramite stampa 3D, spesso per ridurre i costi o per creare protesi personalizzate. Arti con intelligenza artificiale: Utilizzano algoritmi di apprendimento per adattarsi ai movimenti e ai bisogni specifici dell'utente nel tempo.

specializzazione

Arti per sportivi: Ottimizzati per prestazioni atletiche, come la corsa o il sollevamento pesi. Esempi noti sono le protesi da corsa a forma di lama. Arti multifunzionali: Permettono di cambiare accessori (ad esempio, una mano con una pinza o un utensile specifico).

LE FIBRE NERVOSE

Si incontrano tuttavia alcune differenze nelle guaine che avvolgono gli assoni a seconda che le fibre facciano parte del SNC o del SNP.

Livello di controllo

Arti meccanici: Utilizzano movimenti meccanici semplici (ad esempio tramite cavi e molle) e sono controllati manualmente. Sono i più semplici e spesso più economici.Arti mioelettrici: Utilizzano sensori per captare i segnali elettrici dai muscoli residui dell'utente. Questi segnali controllano i movimenti del dispositivo, offrendo una maggiore precisione e controllo. Arti neurali o neuro-controllati: Collegati direttamente al sistema nervoso tramite interfacce neurali, consentono il controllo attraverso i segnali del cervello o del sistema nervoso. Sono tra i più avanzati e possono restituire un feedback sensoriale.

Ciascun emisfero è diviso in più lobi: frontale, parietale, occipitale e temporale. Il cervello è circondato da membrane, le meningi (dura madre, aracnoide e pia madre), che formano un triplo strato protettivo. I ventricoli sono in totale quattro e sono connessi da una serie di aperture – i forami – e di tubi.

Segmento corporeo

Mani bioniche: Dotate di dita individuali articolate e funzioni specifiche per movimenti precisi (come afferrare piccoli oggetti o digitare). Braccia bioniche: Possono includere gomiti e spalle articolati, per riprodurre movimenti complessi come il sollevamento o il lancio. Gambe bioniche: Progettate per camminare, correre o saltare, con ginocchia e caviglie articolate per movimenti fluidi e naturali. Piedi bionici: Specificamente progettati per imitare i movimenti del piede umano, migliorando l'equilibrio e il comfort.

funzione

Arti funzionali: Progettati per replicare le funzioni base di un arto naturale, come afferrare, camminare o sollevare pesi. La loro principale attenzione è sulla praticità. Arti estetici: Realizzati principalmente per assomigliare il più possibile a un arto naturale, con un aspetto realistico (pelle sintetica, unghie, ecc.), ma con funzioni limitate. Arti ibridi: Combinano funzionalità avanzate e un aspetto estetico, cercando di bilanciare realismo e tecnologia.

Cos'è?

La sindrome dell'arto fantasma è una condizione neurologica in cui una persona, dopo un'amputazione, continua a percepire sensazioni, dolore o anche prurito nell'arto mancante. Queste sensazioni possono variare da lievi a molto intense e possono causare grande disagio. La sindrome è dovuta alla "riorganizzazione" del cervello e del sistema nervoso dopo la perdita dell'arto, che può portare a una disfunzione nella rappresentazione corporea.

Funzionamento

La pompa utilizza l'energia fornita dall'idrolisi dell'ATP per trasportare ioni contro i loro gradienti di concentrazione. Per ogni molecola di ATP consumata, la pompa espelle tre ioni sodio (Na⁺) fuori dalla cellula e ne introduce due ioni potassio (K⁺) all'interno. Questa attività crea e mantiene un gradiente ionico, essenziale per molte funzioni cellulari, come la conduzione degli impulsi nervosi o il mantenimento del volume cellulare. La pompa sodio-potassio contribuisce anche all'equilibrio elettrochimico necessario per il corretto funzionamento di molte cellule, in particolare le cellule nervose e muscolari.

FUNZIONI PRINCIPALI

1) SENSAZIONE 2) INTEGRAZIONE 3)RISPOSTA

Gli arti bionici possono essere classificati secondo questi aspetti:

• In base al livello di controllo;
• In base alla funzione;
• In base alla tecnologia utilizzata;
• In base al segmento corporeo sostituito;
• Arti specializzati.

La mielina

È prodotta da due tipi di cellule: gli oligodendrociti nel sistema nervoso centrale e le cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico.