Classi di cellule del sistema nervoso

• Cellule nervose– Unita` morfologica e

funzionale del sistema nervoso (neurone)

• Cellule gliali– Funzione di sostegno

Cellule gliali

• Astroglia– funzione di sostegno e

nutritiva• Oligodendroglia

– Formazione e mantenimento della mielina

• Microglia– azione fagocitaria

Il neurone

• Il neurone e’un’unita’:– anatomica– funzionale– genetica

• neuroblasto

– trofica

Classi di neuroni

• Neurone unipolare• Neurone bipolare• Neurone multipolare• Interneurone

Il neurone

• Unita` ricevente– Corpo cellulare– Dendriti– Recettori

• Unita` di trasmissione– Assone– Terminazioni

presinaptiche– Neurotrasmettitori

Corpo cellulare

• Centro metabolico del neurone– Nucleo

– Reticolo endoplasmatico (corpi di Nissl)

– Apparato del Golgi

Membrana cellulare

Doppio strato lipidico che contiene– proteine di canale

– proteine di segnale (recettori)

Assone unita’ di trasmissione

• Conduzione di segnali elettrici– Mielina

– Nodi di Ranvier

• Trasporto assonico (microtubuli)– Anterogrado

– Retrogrado

Terminazione presinapticaunita’ di trasmissione

• Funzione secretoria

• Vescicole sinaptiche corpuscoli che contengono neurotrasmettitori

• Neurotrasmettitori molecole in grado di influenzare l’attivita’ di altre cellule

Terminazione presinaptica

I neurotrasmettitori sintetizzati nel nucleo, sono immagazzinati nelle vescicole, trasportati nella terminazione presinaptica e liberati nella sinapsi per esocitosi a seguito di un impulso nervoso

Conduzione nervosa

potenziale di riposopotenziali d’azione

Aspetto chiave per la comprensione della conduzione nervosa e’ il potenziale di membrana a riposo, ovvero la differenza di carica fra l’esterno e l’interno della cellula

Potenziale di membrana a riposo

• Esiste una differenza di potenziale di circa 70mV fra l’interno e l’esterno della membrana

• Tale differenza e’ dovuta ad una maggiore concentrazione di sali con carica negativa all’interno della cellula nervosa

Ioni che contribuiscono al potenziale di riposo

• Ioni a carica positiva

• sodio (Na)• potassio (K)

• Ioni a carica negativa

• cloro (Cl)• proteine a carica

negativa

Che cosa mantiene il potenziale di riposo?

La diversa distribuzione di ioni ai due lati della membrana e’ mantenuta dall’interazione di diversi fattori

Fattori che tendono a diminuire la differenza di potenziale

• Movimento casuale - gradiente di concentrazione– ioni tendono a muoversi verso aree a bassa

concentrazione

• gradiente elettrico– ioni tendono ad allontanarsi da un’area in cui si

sono accumulate cariche del loro segno

Fattori che tendono a mantenere la differenza di potenziale

• Caratteristiche della membrana cellulare:– permeabilita’ selettiva della membrana (canali

ionici): ioni K e Cl attraversano liberamente la membrana attraverso proteine canale

– pompe sodio/potassio che spingono ioni Na fuori dalla cellula e trasportano ioni K dentro la cellula

Generazione e conduzione dei potenziali postsinaptici (PPSP)

• I neurotrasmettitori (NT) liberati nello spazio sinaptico si legano a recettori situati nella membrana postsinaptica, innescando effetti di:

• depolarizzazione (diminuzione del potenziale di riposo da -70 a -67 mV)

• iperpolarizzazione (aumento del potenziale di riposo da -70 a -72 mV)

I potenziali postsinaptici

• Depolarizzazioni postsinaptiche– Potenziali postsinaptici eccitatori (PPSE)

• aumentano la probabilita’ che il neurone scarichi

• Iperpolarizzazioni postsinaptiche– Potenziali postsinaptici inibitori (PPSI)

• riducono la probabilita’ che il neurone scarichi

• PPSE e PPSI sono risposte graduate

Integrazione dei PPS

Somma algebrica di tutte le attivita’ sinaptiche (PPSE e PPSI) determina se l’effetto finale sara’ eccitatorio o inibitorio

Intensita` del PPS viene determinata da:

• fattore temporale: – frequenza di scarica proporzionale alla

quantita` di neurotrasmettitori rilasciati

• fattore spaziale: – area ricettiva raggiunta proporzionale alla

quantita` di recettori attivati

Sequenza di trasmissione:eccitatoria ed inibitoria

Potenziale d`azione(o impulso nervoso)

• Espressione di un`inversione di polarita` (+30 mV) che si propaga senza decremento lungo l`assone

• Propagazione continua o saltatoria

Propagazione saltatoria

Propagazione continua

Potenziale d`azione(o impulso nervoso)

• Espressione di una inversione di polarita` (+30/50 mV) mediata da canali ionici voltaggio-dipendenti

• Evento di membrana che non influenza le concentrazioni relative degli ioni

Struttura della Sinapsi

• Terminazione presinaptica

• Fessura sinaptica• Cellula postsinaptica

– Neurone

– Ghiandola

– Muscolo

Tipi di sinapsi

• criterio topografico– sinapsi asso-dendritica– sinapsi asso-somatica– sinapsi dendro-dendritica– sinapsi asso-assonica

Trasmissione sinaptica• Neutrosmettitore (NT) e recettore sono in rapporto

chiave-serratura

Recettore

• Che cos`e` Grossa molecola proteica

immersa nella membrana cellulare che si adatta in maniera specifica ad un dato NT (rapporto chiave-serratura)

• Come agiscel`interazione con il NT altera la forma tridimensionale della proteina, innescando: – PPSE/PPSI di un neurone

– Contrazione muscolare

– Stimolazione ghiandolare

Sottotipi recettoriali

• Le diverse classi di recettori controllate da un singolo neurotrasmettitore costituiscono sottotipi recettoriali

• I vari sottotipi sono localizzati in regioni cerebrali diverse e reagiscono in modo diverso allo stesso NT

Tipi di recettore

• Recettori associati a canale ionico

• Recettori associati a proteina G

Recettore associato a canale ionico

• Quando il NT si lega al recettore canale, il canale si apre o si chiude, producendo un’immediata variazione del potenziale di membrana

Recettore associato a proteina G

• Quando un NT vi si lega, una parte della proteina G si stacca e puo’– attivare un canale ionico, generando

PPSE/PPSI– indurre la sintesi di un secondo messaggero

Recettore associato a proteina G

• Possibili effetti del secondo messaggero:– legarsi ad un canale ionico generando

PPSI/PPSE– influenza sul metabolismo cellulare– modulazione dell’espressione genica del

neurone

I neurotrasmettitori cerebrali

Piccole proteine specializzate nel trasferimento di segnali all`interno

dei circuiti neuronali

Tipi di neurotrasmettitori

• A basso peso molecolare

• Ad alto peso molecolare

Neurotrasmettitori a basso peso molecolare

• monoamine– noradrenalina, dopamina, adrenalina,

serotonina

• aminoacidi– Acido amminobutirrico (GABA), Acido

glutammico, Glicina, Aspartato

• gas solubili

• acetilcolina

Neurotrasmettitori ad alto peso molecolare

• neuropeptidi– endorfine

Vita del neurotrasmettitore• Sintesi nel corpo cellulare

• Immagazzinamento nelle vescicole

• Trasporto assonale verso terminazioni presinaptiche

• Liberazione a seguito di PPSE

• Interazione con un recettore

• disattivazione

Meccanismi di disattivazione del neurotrasmettitore

• Riassorbimento attraverso pompe presinaptiche

• Degradazione enzimatica a livello di spazio sinaptico

Farmaci psicoattivi Agiscono a livello di trasmissione sinaptica

• farmaci agonisti potenziano l`attivita`di un NT – Aumentando la quantita` di precursori

– bloccandone la degradazione o il riassorbimento a livello sinaptico

– Attivandone i recettori postsinaptici

• farmaci antagonisti indeboliscono l`effetto del NT– inattivandone i recettori postsinaptici

– Potenziando i processi di degradazione e riassorbimento

Esempi di farmaci psicoattivi

• Morbo di Parkinson: agonista della dopamina (precursore)

• Depressione: agonisti di serotonina e noradrenalina (diminuzione dei processi di riassorbimento e degradazione)