Appunti di Biologia animale e fisiologia cellulare sulla trasmissione del segnale

LA TRASDUZIONE DEL SEGNALE Origine dei segnali elettrici neuronali La capacità della membrana di dare origine a dei segnali elettrici è particolarmente importante nelle cellule eccitabili: per definizione, cellule che generano delle variazioni del potenziale di membrana molto ben definite in termini di ampiezze e di durata che si chiamano potenziali di azione: una cellula eccitabile è una cellula in grado di generare potenziale di azione. Questa caratteristica non riguarda tutte le membrane: nel nostro organismo ci sono popolazioni cellulari che sono eccitabili e altre che non lo sono; si associa l’eccitabilità alla funzione della cellula. I neuroni sono cellule eccitabili: l’eccitabilità è legata alla loro capacità di comunicare (alla base dei meccanismi di apprendimento e formazione della memoria). Il neurone è una cellula con una struttura molto ben definita, perché è predisposto per interagire con altri neuroni e trasferire segnali elettrici che sono alla base della comunicazione: è costituito da un corpo cellulare (dove è contenuto il nucleo) che si chiama soma, che è anche il punto dove si integrano informazioni (segnali elettrici), da delle ramificazioni (che partono dal soma) con funzioni e strutture molto distinte → sono numerose quelle che formano i dendriti, stazioni attraverso cui afferiscono ai corpi cellulari i segnali elettrici provenienti dagli altri neuroni (sono le stazioni di input del segnale); i dendriti sono numerosi, ricchi di canali voltaggio-dipendenti permeabili prevalentemente a sodio, calcio, potassio (ioni che, attraverso il loro movimento, contribuiscono a formare delle correnti elettriche). C’è poi una struttura chiamata assone, un prolungamento attraverso cui il segnale elettrico che nasce dall’integrazione di numerosi segnali provenienti da numerosi neuroni (e che si genera a livello del soma) viene propagato: l’assone è la stazione di output, il punto da cui si allontana un segnale → l’assone ha una lunghezza notevole e consente di raggiungere neuroni anche a notevole distanza dal corpo cellulare (i neuroni emettono un assone, che va a contattare, per esempio, una fibra muscolare). Gli assoni si raggruppano e viaggiano secondo delle vie preferenziali lungo il midollo spinale, dal quale poi si allontanano formando i nervi, che sono capaci di modulare funzionalità motorie e sensoriali → gli stimoli esterni raggiungono il midollo spinale e poi la corteccia cerebrale, grazie ai prolungamenti assonali. Questo giustifica il fatto che gli assoni sono rivestiti da una componente isolante (nell’essere umano), il che ottimizza la propagazione del segnale: sono assoni mielinizzati. La guaina di mielina non è continua: ci sono tratti mielinizzati prevalenti (presenza di cellule che avvolgono l’assone) a cui si interpongono brevi tratti di dimensioni nanometriche non mielinizzati, che si chiamano nodi di Ranvier. → questa struttura consente in maniera ottimale la propagazione di un seg