Fisiologia di cervelletto, nuclei della base, olfatto e gusto, Dispense di Fisiologia Umana

Scarica Fisiologia di cervelletto, nuclei della base, olfatto e gusto e più Dispense in PDF di Fisiologia Umana solo su Docsity! Libreria universitaria Ferrara A cura di Francesco Nicolò Cervelletto, nuclei della base, olfatto e gusto Cervelletto, nuclei della base, olfatto e gusto 1 Cervelletto 2 Patologie cerebellari 2 Prova di Romberg 2 Cervelletto e funzioni cognitive superiori 3 Somatotopia del cervelletto 3 Cervelletto e pensiero 3 Studio delle fibre muscoidi e rampicanti 4 Circuiti della corteccia cerebellare 4 Sottosezione: nuclei della base 5 Patologie associate 5 Morbo di Parkinson 5 Ballismo 6 Còrea di Huntington 6 Distonia 7 Sottosezione: olfatto e gusto 7 Sistema gustativo 7 Percorso dell’impulso nervoso 7 Sistema olfattivo 8 Percorso dell’impulso nervoso 8 Libreria universitaria Ferrara Pagina ! di !1 8 Libreria universitaria Ferrara A cura di Francesco Nicolò Cervelletto Assieme ai nuclei della base ha competenze spiccatamente motorie, e diverse dai neuroni corticali. Nonostante esso costituisca solo il 10% del volume totale del SN, contiene più della metà dei neu- roni cerebrali totali. Patologie cerebellari Luigi Luciani ai primi del ‘900 somministrò un alcaloide agonista del GABA ad azione temporanea (muscimolo, 30 min circa di effetto) ad animali da esperimento, studiando le conseguenze di una lesione cerebellare simulata. I segni principali nel paziente cerebellare sono: ✓Atassia cerebellare → mancanza di coordinazione, che però non va confusa con l’atassia sensitiva, derivata dalla lesione delle vie sensibile nella sostanza bianca spinale, causante la mancanza dei feedback propriocettivi e tattili dagli arti inferiori. Quest’ultima, soprattutto ai tempi di Luciani, era piuttosto comune in quanto dovuta alla formazione di bolle luetiche nel midollo come conseguen- ze della sifilide terziaria; ✓Astasia o abasia → incapacità di mantenere una postura stabile, condizione che peggiora ad occhi chiusi; ✓Ipotonia e astenia; ✓Tremore intenzionale → diverso dal tremore a riposo tipico del Parkinson, questo si manifesta al termine di un atto volontario; ✓Perdita di coordinamento muscolare → genesi di movimenti frammentati in tutti i distretti musco- lari, compresa l’articolazione delle parole, caratterizzata da parola scandita: il paziente cerebellare inserisce pause inopportune fra una parola e l’altra, poiché vengono compromessi i processi di co- articolazione; ✓Dismetria → il paziente cerebellare sbaglia i movimenti di raggiungimento di uno o più oggetti, se l’atto è lento di solito il movimento è più corto del necessario (ipometria), se l’atto è veloce il mo- vimento è solitamente troppo lungo (ipermetria); ✓Adiadococinésia → incapacità di eseguire movimenti rapidi e alternati; ✓Nistagmo → movimenti rapidi e orizzontali dei bulbi oculari. Nell’animale decerebrato la rigidità da decerebrazione aumenta in caso di ablazione del cervelletto, perché viene meno l’inibizione tonica delle fibre del Purkinje sui nuclei vestibolari: il paziente mani- festa opistòtono, ossia iperestensione di capo, collo e colonna. Lesionando il nucleo vestibolare laterale la condizione si risolve. Tutte le lesioni cerebellari sono recuperabili per la gran parte, grazie alla mediazione corticale. Tanto più alto è il grado di encefalizzazione in una specie, tanto prima avviene il recupero: il soggetto per- de però definitivamente la capacità di eseguire: 
 ✓ Movimenti fini di afferramento con le dita ✓Movimenti complessi come suonare uno strumento Prova di Romberg Il paziente tiene i piedi uniti, le braccia in avanti e gli occhi chiusi. Se tende a perdere l’equilibrio è probabile abbia una lesione cerebellare: le informazioni propriocettive dagli arti inferiori non sono sufficienti a controbilanciare la mancanza di informazioni vestibolari e visive. Libreria universitaria Ferrara Pagina ! di !2 8 Libreria universitaria Ferrara A cura di Francesco Nicolò Con l’organizzazione input-nucleo/i- output si memorizzi l’immagine a lato (D sta per dentato, IP per nucleo in- terposto, F per fastigio). Il circuito di base della corteccia cere- bellare, coinvolgente le cellule viste in anatomia (Golgi, granuli, ecc.) è inve- ce: ✓Nucleo olivare inferiore (quadrato viola) e le fibre rampicanti che da qui nascono → sinapsi con le cellule del Purkinje ✓Fibre muscoidi (in rosso) che inviano un collaterale ai nuclei profondi, poi si portano alle cellule dei granuli ✓Cellule del Golgi → ricordando la loro natura inibitoria, esse ricevono una collaterale dalla fibra muscoide e c’è una connessione sia in entrata che in uscita con le cellule dei granuli, rea- lizzando un circuito ad inibizione ricor- rente (stile Renshaw) ✓Cellule dei granuli (verde) → invia l’assone in superficie, esso si biforca in due contraendo sinapsi con le arborizzazioni dendritiche delle cellule del Purkinje e con le cellule del Golgi, creando una seconda ansa di inibizione ricorrente. ✓Cellule stellate e a canestro → inibitorie, fanno un altro circuito ricorrente. Inviano fibre l’una al- l’arborizzazione dendritica e l’altra al corpo cellulare delle cellule del Purkinje ✓Cellula del Purkinje (blu) → è l’output della corteccia cerebellare dedicato all’inibizione dei nuclei profondi. ✓Neuroni dei nuclei profondi → output al midollo se essi sono nello spinocerebello, oppure out- put verso la corteccia telencefalica attraverso il NVL talamico Sottosezione: nuclei della base Patologie associate Morbo di Parkinson Degenerazione/atrofia/ morte cellulare dei neuroni della pars compacta della substantia nigra, dà sintomi raggruppabili in due categorie: Sintomi positivi (iperattività del sistema motorio) Libreria universitaria Ferrara Pagina ! di !5 8 964 Part VI / Movement F IP D Input Vestibular nuclei Spinocerebellar and pontine nuclei Pontine nuclei Spinocerebellar nuclei Association cortex Somatosensory receptors (limbs), motor cortex Somatosensory receptors (trunk), auditory and visual information Somatosensory receptors (neck), labyrinths, and visual information Vestibular nucleiOutput Motor, prefrontal, premotor, and parietal cortices Interneurons (spinal cord), inferior olive, other brain stem nuclei Motor and interneurons (spinal cord and brain stem) Ventrolateral thalamus Red nucleus reticular nuclei Vestibular nuclei Cerebrocerebellum Spinocerebellum Vestibulocerebellum Spinocerebellar paths (and vestibulocerebellar and pontocerebellar paths) Vestibulocerebellar paths (and spinocerebellar and pontocerebellar paths) Figure 42–3 The three functional regions of the cerebellum have different inputs and different output targets. In the figure the cerebellum is unfolded, and arrows show the inputs and outputs of the different functional areas. The body maps in the deep nuclei are based on anatomical tracing and single- cell recordings in nonhuman primates. (D, dentate nucleus; IP, interposed nucleus; F, fastigial nucleus.) (Adapted, with permis- sion, from Thach 1980.) Libreria universitaria Ferrara A cura di Francesco Nicolò ✓Tremore a riposo → diverso dal tremore cerebellare, sparisce durante l’esecuzione di movimenti e durante il sonno ✓Rigidità articolare → data da co-contrazione di agonisti-antagonisti che blocca le articolazioni. Muovendo passivamente l’arto di un paziente si avverte una forte reisstenza e una serie di scatti che ricordano il movimento di una ruota dentata (segno della troclea). 
 Ciò è dovuto al fatto che lo stiramento passivo di un muscolo già teso stimola per forza di cose gli organi tendinei del Golgi, che inducono il riflesso di inibizione autogena. Il muscolo si rilassa per un istante grazie al riflesso, poi però si ricontrae a causa della patologia. Sintomi negativi (ipoattività del sistema motorio) ✓Acinesia o ipocinesia → diminuzione della capacità di movimento, è generalizzata ed estesa an- che al viso con perdita dell’espressività facciale ✓Difficoltà ad iniziare e fermare i movimenti Si ritiene che gran parte dei sintomi siano causati dalla diminuzione dell’influenza della dopamina sui recettori D1 e D2 dei neuroni striatali a seguito della degenerazione della pars compacta, viene quindi a mancare anche l’azione di tali neuroni compromettendo la via diretta. Negli USA attorno agli anni ’70 venne scoperta in parte la patogenesi: soggetti giovani tagliavano l’eroina con MPTP (metil-fenil-tetraidro-piridina) sviluppando sintomi parkinsoniani, cosa anomala perché solitamente la patologia si presenta dopo i 50 anni. Si capì che la MPTP distrugge i neuroni della pars compacta, dando il Parkinson. La somministrazione di MPTP alle cavie in laboratorio dà quadri clinici perfettamente sovrapponibili a quelli della patologia (gli operatori devono stare lontani dai topi trattati durante il ricambio del pelo degli animali perché la sostanza è estremamente ag- gressiva). Trattamento del Parkinson ✓Levo-dopa → la dopamina non attraversa la BEE e verrebbe convertita in adrenalina nel surrene. Viene usato il suo precursore, la D.O.P.A., assieme ad un inibitore della DOPA carbossilasi. La DOPA attraversa indenne la BEE, ma l’inibitore no: in tal modo essa viene convertita in dopamina nel SN.
 Terapia inizialmente molto efficace, l’efficacia decresce col tempo. ✓Pallidotomia → procedura chirurgica che interviene sui circuiti a seconda dei sintomi ✓DBS → la deep brain stimulation viene effettuata con microelettrodi inseriti permanentemente a livello dei nuclei della base, di solito a livello subtalamico. Ballismo Sindrome ipercinetica con movimenti involontari rapidi non finalizzati che insorgono dopo lesioni del nucleo subtalamico.
 Di solito: segmento interno del globus pallidus → segnali inibitori ai neuroni talamici e poi corticali. Lesioni, di solito ischemiche e monolaterali (emiballismo) del subtalamico fanno venir meno questa inibizione, con conseguente risposta esagerata e/o anomala alle afferenze di varia provenienza. C’è solitamente compensazione da parte di altri circuiti, con regressione dei sintomi. Còrea di Huntington Si manifesta in genere attorno ai 40-50 anni, neessuna cura, decesso entro 15 anni dall’esordio. C’è produzione di una proteina (detta per questo huntingtina) anomala che provoca danni inizialmente allo striato, poi si espande al SNC. Si inizia con movimenti involontari simili a una danza, da qui il nome della patologia, in stadio avanzato c’è demenza data da degenerazione diffusa del SNC con possibili comportamenti psicotici. Libreria universitaria Ferrara Pagina ! di !6 8 Libreria universitaria Ferrara A cura di Francesco Nicolò Distonia Disturbo positivo con movimenti lenti di torsione che spesso hanno alla base la co-contrazione di agonisti e antagonisti. Dovuta ad alterazione dei collegamenti fra nuclei della base e talamo, e quindi anche con la corteccia. Sottosezione: olfatto e gusto Sistema gustativo Filogeneticamente antico, ma non quanto l’olfattivo. Percorso dell’impulso nervoso 1. Neuroni bipolari modificati nelle papille percepiscono dolce, acido, salato, amaro e umami (glu- tammato). Le afferenze gustative fanno poi capo a 3 nervi cranici, in particolare il nervo Faciale (VII) innerva i calici gustativi dei due terzi anteriori della lingua e del palato; il nervo Glossofarin- geo (IX) innerva i calici gustativi del terzo posteriore della lingua e della faringe; il nervo Vago (X) innerva i calici gustativi dell’epiglottide e della laringe. 2. Gli assoni di tali neuroni penetrano nella porzione craniale del nucleo del tratto solitario a li- vello del bulbo 3. Si uniscono al fascio tegmentale ventrale 4. Si dirigono omolateralmente alla porzione parvicellulare del nucleo ventrale posteromediale del talamo (VPM) 5. Proiezione a livello corticale nell’insula e negli opercoli, dove vi sono le aree corticali gustative primarie. 6. Riproiezione alla corteccia orbitofrontale, che integra le informazioni gustative e olfattive per l’elaborazione dei sapori complessi ( ad esempio la distinzione dei profumi nei vari tipi di vino) Le aree corticali di insula e corteccia orbitofrontale, considerate parte del sistema limbico, aumenta- no il livello di elaborazione dei sapori aggiungendo ad essi un significato emozionale (tipo il ragù di mamma. Sempre il top, a quanto pare per questo motivo), che porterà ad una manifestazione com- portamentale correlata, come il piacere procurato da un buon pasto o l’insoddisfazione che conse- gue un pasto scadente. Sebbene gli stimoli gustativi e le informazioni afferenti viscerali sono modali- tà sensitive distinte e hanno vie centrali separate, tra di loro si verifica un interazione, infatti la corre- lazione tra il sapore di un alimento e l’effetto che l’ingestione dello stesso provoca sulle funzioni corporee rappresenta un fenomeno significativo per lo stato di salute di un individuo. Esemplificati- vo di ciò è il fenomeno del disgusto condizionato che associa il sapore di un alimento alterato con il senso di nausea che esso provoca quando viene ingerito. Alcune persone talvolta vanno incontro a un fenomeno che può essere correlato al disgusto condizionato, sviluppando un intenso disgusto verso un alimento la cui assunzione causa senso di nausea e vomito, determinati non dalla qualità del cibo ma da uno stato patologico, come un’infezione virale.
 Studi sui ratti hanno dimostrato che il disgusto condizionato è causato da interazioni tra il sistema gustativo e il sistema sensitivo viscerale che hanno luogo nella corteccia dell’insula. Libreria universitaria Ferrara Pagina ! di !7 8