In questo articolo Introduzione al sistema nervoso abbiamo parlato del sistema nervoso, di come viene suddiviso e delle cellule che lo compongono. Adesso vediamo le vie efferenti del sistema nervoso periferico (SNP) ovvero il sistema nervoso autonomo chiamato anche involontario o vegetativo e il sistema motorio somatico o volontario.
Divisione autonomica
Le vie efferenti del SNP sono distinte in:
- neuroni motori somatici che controllano i muscoli scheletrici;
- neuroni autonomici che controllano la muscolatura liscia e cardiaca, molte ghiandole ed alcuni tessuti adiposi.
La divisione autonomica delle vie efferenti viene divisa in sistema nervoso simpatico e sistema nervoso parasimpatico. Il controllo autonomico delle funzioni corporee è regolato dalla compartecipazione di entrambi i sistemi, e solo in certi casi l’equilibrio si sposta da una parte.
La branca parasimpatica è la branca che predomina quando riposiamo o dopo un pasto, mentre la branca simpatica è dominante in situazioni di stress come le risposte di attacco o fuga.
Il sistema nervoso autonomo lavora a stretto contatto col sistema endocrino e con il sistema che controlla il comportamento. Le informazioni sensoriali arrivano ai centri di controllo omeostatico nell’ipotalamo e nel tronco encefalico (ponte e bulbo). Le vie efferenti di questi centri provocano risposte autonomiche, endocrine e comportamentali (come bere o coprirsi quando fa freddo).
La maggior degli organi interni ha un controllo antagonista dove una branca è eccitatoria ed una è inibitoria. Le ghiandole sudoripare e la muscolatura liscia dei vasi invece sono innervati solo dalla branca simpatica e la regolazione avviene con l’aumento o la diminuzione del controllo tonico.
Differenze anatomiche
Le vie autonomiche sono costituite da un neurone pregangliare che origina nel SNC e che proietta ad un ganglio (ovvero un raggruppamento di corpi cellulari nervosi) situato al di fuori del SNC. A questo livello il neurone pregangliare fa sinapsi con un secondo neurone chiamato postgangliare che ha il corpo nel ganglio e che proietta il proprio assone verso l’organo bersaglio.
Esistono delle differenze anatomiche tra le fibre simpatiche e parasimpatiche:
- le vie simpatiche originano nella regione toracica e lombare del midollo spinale, le vie parasimpatiche originano nel tronco encefalico e nella regione sacrale del midollo spinale;
- i gangli simpatici si trovano in due catene che decorrono ai lati della colonna vertebrale, quelli parasimpatici si trovano all’interno degli organi bersaglio o nelle immediate vicinanze;
- le vie simpatiche hanno neuroni pregangliari brevi e neuroni postgangliari lunghi, le vie parasimpatiche si comportano in modo opposto.
Differenze chimiche
Dal punto di vista chimico le due branche utilizzano neurotrasmettitori e recettori diversi. I neuroni pregangliari simpatici e parasimpatici rilasciano acetilcolina a livello dei recettori colinergici nicotinici che si trovano sulla cellula postgangliare. I neuroni postgangliari simpatici secernono noradrenalina ai recettori adrenergici della cellula bersaglio, quelli parasimpatici rilasciano acetilcolina ai recettori colinergici muscarinici sempre sulla cellula bersaglio.
I recettori adrenergici che legano le catecolamine della via simpatica si dividono in recettori alfa che rispondono intensamente alla noradrenalina, e in recettori beta che hanno differente affinità alle catecolamine. Queste due tipologie di recettori presentano una serie di sottotipi: α1, α2, β1, β2 e β3.
I recettori β1 rispondono con la stessa intensità sia alla noradrenalina sia all’adrenalina, i recettori β2 sono più sensibili all’adrenalina, i recettori β3 sono più sensibili alla noradrenalina. Tutti i recettori sono accoppiati a proteine G Comunicazione intercellulare quindi la risposta della cellula bersaglio è più lenta a partire ma dura più a lungo.
Quando le catecolamine si legano ai recettori beta l’AMP ciclico aumenta e viene attivata la fosforilazione delle proteine intracellulari. La risposta della cellula bersaglio dipende dalla via attivata, l’attivazione dei recettori β1 aumenta la contrazione cardiaca mentre l’attivazione dei recettori β2 provoca il rilassamento della muscolatura liscia.
I recettori α1 attivano la fosfolipasi C e stimolano la produzione di IP3 e DAG. Il DAG provoca una serie di reazioni che porta alla fosforilazione di varie proteine mentre IP3 apre i canali per il calcio. L’attivazione dei recettori α1 provoca contrazione muscolare o secrezione per esocitosi. I recettori α2 riducono l’AMP ciclico intracellulare portando al rilassamento della muscolatura liscia e la riduzione della secrezione nel pancreas.
I neuroni parasimpatici rilasciano acetilcolina ai recettori colinergici muscarinici accoppiati a proteine G. L’attivazione dei recettori stimola le vie mediate da secondi messaggeri che aprono i canali per il potassio o per il calcio.
Sistema somatomotore
Le vie motorie somatiche controllano i muscoli scheletrici, sono costituite da un neurone localizzato nel SNC (corno anteriore del midollo spinale oppure nell’encefalo) e da un lungo assone che proietta al muscolo. A differenza delle le vie autonomiche che possono essere eccitatorie o inibitorie, le vie somatiche sono sempre eccitatorie.
In prossimità del loro bersaglio il motoneurone si ramifica formando gruppi di terminali assonici che si portano sulla superficie delle cellule muscolari. La ramificazione permette al neurone di controllare diverse fibre muscolari contemporaneamente (unità motoria). La sinapsi del motoneurone sulla fibra si chiama giunzione neuromuscolare e presenta tre componenti:
- assonico del neurone che presenta vescicole sinaptiche e mitocondri;
- fessura o vallo sinaptico;
- membrana postsinaptica della fibra muscolare.
A livello del terminale assonico la fibra muscolare presenta la placca motrice ovvero dei ripiegamenti poco profondi dove si trovano i recettori nicotinici per l’acetilcolina (ACh). I potenziali di azione che arrivano al terminale assonico aprono i canali per il Ca2+ che diffonde nel terminale assonico innescando il rilascio di Ach.
L’ACh diffonde attraverso il vallo sinaptico e raggiunge i recettori sulla membrana della fibra muscolare dando il via al meccanismo della contrazione muscolare. Il meccanismo della contrazione muscolare lo trovate qui La contrazione muscolare.