LA TRASMISSIONE LA TRASMISSIONE SINAPTICASINAPTICASINAPTICASINAPTICA

Il neurone :Il neurone :unità elementare responsabile dei messaggi nervosiunità elementare responsabile dei messaggi nervosi

La più nota proprietà del neurone è quella di ricevere e trasmettere segnalicostituiti principalmente da eventi elettro-chimici.

Caratteristica peculiare delle cellule nervose è quella di ricevere,elaborare e comunicare informazioni. Le zone specializzate a livellodelle quali le cellule entrano in comunicazione sono definite sinapsisinapsi..

La trasmissione sinaptica può essere di due tipi:La trasmissione sinaptica può essere di due tipi:•Elettrica •Chimica (rapida e lenta)

Le sinapsi elettricheLe sinapsi elettriche•Presenti anche al di fuori delS.N.•Continuità citoplasmatica tracellula pre è postsinaptica•Componenti ultrastrutturali: canali delle gap-junction•Gli agenti della trasmissione sono •Gli agenti della trasmissione sono le correnti ioniche•La trasmissione dei segnali è virtualmente istantanea•Sono generalmente bidirezionali

•Sincronizzano le risposte di popolazioni di neuroni (o altro tipodi cellule)

Trasmissione sinaptica chimicaTrasmissione sinaptica chimica

Ingresso

Integrazione

Uscita

Conduzione

Componenti ultrastrutturali presinaptici e postsinaptici. Presenza di fessura sinaptica (20-40 nm). Presenza di ritardo sinaptico (da 0.3 ms a qualchems). Sono unidirezionali.

E’ necessario che il neurotrasmettitoreE’ necessario che il neurotrasmettitorevenga rapidamente inattivato o venga rapidamente inattivato o rimosso dalla fessura sinaptica.rimosso dalla fessura sinaptica.

Meccanismi Meccanismi postsinapticipostsinaptici:il potenziale :il potenziale postsinapticopostsinaptico

Il potenziale postsinaptico è determinato dalla somma di un appropriato numero di quanti di neurotrasmettitore liberati dalla terminazione

Terminazione presinaptica

EPPS

Elettrodi di registrazione

Membrana postsinaptica

Distanza

Meccanismi postsinaptici

L’attività eccitatoria è mediata da recettori-canale permeabili sia al sodio (principalmente) che al potassio. Il glutammato è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del S.N.C

Membrana presinaptica

Membrana postsinaptica

Aumento di eccitabilità

- 65mV

L’attività sinaptica inibitoria è mediata da recettori canale selettivi per il cloro (o attraverso secondi messaggeri che determinano l’apertura di canali selettivi peril potassio). GABA (e Glicina in modo minore) sono i principali neurotrasmettitori inibitori

Diminuzione di eccitabilità

- 65mVMembrana postsinaptica

Membrana presinaptica

Esistono due principali tipi di trasmissione sinaptica chimica che si differenziano dalla tipologia di recettore postsinaptico attivato

• I recettori postsinaptici sono canali ionici ligando-dipendenti(sinapsi rapide).

• I recettori postsinaptici attivano indirettamente i canali ionici per mezzo di secondi messaggeri (sinapsi lente).

Innesca la risposta intracellulare

I

II

Risposte postsinaptiche rapide e lente

Principali neurotrasmettitoriPrincipali neurotrasmettitori

L’integrazione dell’informazione L’integrazione dell’informazione nervosanervosa

•Sommazione spaziale•Sommazione temporale

Su ogni neurone convergono molte afferenze sia inibitorie che eccitatorie (ogni una produce variazioni del potenziale di membrana inferiori ad 1 mv). Gli effetti di tali impulsi si sommano algebricamente determinando il grado finale di eccitabilità del neurone. La “decisione” di dare Inizio ad un potenziale d’azione spetta al segmento iniziale del neurone.

Convergenza e divergenza delle Convergenza e divergenza delle vie nervosevie nervose

PlasticitàPlasticitàModulazione presinaptica

•Facilitazione •Inibizione

-- +- +

Plasticità a lungo terminePlasticità a lungo termine

•LTP e LTD

Sensore Integrazione

Input sensitivo

Sistema afferenteInvia informazioni

relative alle condizioni dell'ambiente esterno ed

interno

Centrale

Integra le informazioni periferiche e genera

una risposta

Organizzazione generale del sistema Organizzazione generale del sistema nervosonervoso

Uscita motoria

Effettore

internouna risposta

Sistema efferenteInvia informazioni

agli effettori

Via afferente

S.N.P.

Via efferente

S.N.P.

S.N.C

Anatomia del sistema nervoso centraleAnatomia del sistema nervoso centrale

Diencefalo (talamo, ipotalamo)

Emisferi cerebrali(corteccia, gangli della base, ippocampo, amigdala)

Via afferente Via efferente

Talamo

Cortecciacerebrale

Neurone di terzoordine

Neuroni diordine superiore

Linea mediana

Via afferenteVia afferente

Recettore

Neurone di primo ordine

Midollospinale

Troncodell’encefalo

Neurone di secondoordine

Nucleo di collegamento

Via efferente

Il sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo

Il sistema somatomotoreIl sistema somatomotore

Eventi a livello della giunzione neuromuscolare

Principali differenze tra la giunzione Principali differenze tra la giunzione neuromuscolari e le sinapsi centralineuromuscolari e le sinapsi centrali

•Nella giunzione neuromuscolare il neurotrasmettitore utilizzato è l’Ach (attiva il recettore canale nicotinico per l’Ach)

•I potenziali postsinaptici sono solo eccitatori (le fibre muscolari ricevono solo impulsi eccitatori)

•I potenziali postsinaptici sono sempre sopra soglia (ad ogni p.a. dal motoneurone fa seguito un p.a. nella cellula muscolare)

Le immagini tratte fanno riferimento ai seguenti volumi

• Widmaier [et. al.], Vander’s Human Physiology . McGraw-Hill, (10th ed.), 2006.

• Silverthorn D.U., Fisiologia , ed. Casa Editrice Ambrosiana.

• AAVV, Fisiologia dell’uomo, ed. edi -ermes, 2007 (rist.)• AAVV, Fisiologia dell’uomo, ed. edi -ermes, 2007 (rist.)

• Kandel Eric R. [et al.], Principi di neuroscienze , ed. Casa Editrice Ambrosiana, 2003.

• Dale Purves [et. al.], Neuroscienze, ed. Zanichelli editore S.p.a., 2004

• William J. Germann, Cindy L. Stanfield “Fisiologia” ed. EdiSES