Appunti di Neurofisiologia - trasmissione sinaptica

.SINAPSI ASSOSOMATICA

-SINAPSI ASSOSPINOSA

Le sinapsi del SNC possono essere inoltre classificate in base all’aspetto delle loro

SPECIALIZZAZIONI DI MEMBRANA parleremo di

-SINAPSI DEL TIPO 1 DI GREY: quando la specializzazione di membrana sul lato post-

sinaptico sono più spesse rispetto al lato pre-sinaptico e vengono definite ECCITATORIE

-SINAPSI DEL TIPO 2 DI GREY: quando le specializzazioni di membrana pre e post hanno

spesso simile. Vengono definite INIBITORIE.

Le sinapsi chimiche trasmettono l’informazione in modo unidirezionale e più lento rispetto a

quelle elettriche.

Le sinapsi chimiche quindi permettono il rilascio di neurotrasmettitore nella zona

presinaptica. I principali neurotrasmettitori rientrano in una di tre categorie chimiche:

-AMINOACIDI e AMINE. Sono piccole molecole organiche contenenti almeno un atomo di

azoto e vengono immagazzinate all’ interno delle vescicole sinaptiche e liberate

successivamente presso le zone ATTIVE. Fanno parte di questa categoria neurotrasmettitori

come

GABA/GLUTAMMATO/GLICINA/ACETILCOLINA/DOPAMINA(ADRENALINA/NORADRENALINA/

SEROTONINA.

-PEPTIDI, sono grandi molecole, catene di aminoacidi che vengono immagazzinate nei granuli

secretori ma liberati più distanti dalle zone attive.

GRANULI SECRETORI e VESCICOLE sono entrambi presenti nella membrana del terminale

assonico.

Le forme veloci di trasmissione sinaptica sono mediate per lo più da GABA/GLUTAMMATO

GLICINA e ACH.

-SINTESI E IMMAGAZZINAMENTO DEL NEUROTRASMETTITORE

Affinché avvenga la trasmissione sinaptica i neurotrasmettitore devono essere sintetizzati.

Logicamente neurotrasmettitori differenti vengono sintetizzati in modalità differenti.

-AMINOACIDI E AMINE vengono sintetizzati da ENZIMI specifici come ad esempio nel caso

del GABA l’enzima che lo sintetizza è l’ACIDO GLUTAMMICO DECARBOSSILASI . La sintesi

avviene nel citosol del terminale assonico. Successivamente, una volta sintetizzati i

neurotrasmettitori vengono incorporati nelle vescicole sinaptiche tramite dei TRASPORTATORI

ovvero proteine che si trovano nella membrana delle vescicole.

-PEPTIDI : I neurotrasmettitori peptidi vengono sintetizzati nel RER del corpo cellulare del

neurone scissi nell’APPARATO DEL GOLGI, e uno dei frammenti del peptide sarà il

neurotrasmettitore attivo . I granuli secretori contenenti il PEPTIDE vengono emessi

dall’apparato di golgi e sono veicolati fino al terminale assonico dal trasporto asso

plasmatico.

-RILASCIO DEL NEUROTRASMETTITORE aminici e aminoacidi

Il rilascio del neurotrasmettitore è attivato dall’arrivo di un potenziale d’azione nel terminale

assonico . La depolarizzazione del terminale assonico induce l’apertura dei canali V-D per il

calcio nelle zone attive. Quindi dove avviene il rilascio del neurotrasmettitore.

L’apertura di questi canali, porterà il calcio a muoversi secondo gradiente di concentrazione,

quindi entrerà nel citoplasma del terminale assonico. L’innalzamento risultate di calcio è il

segnale che causa il RILASCIO di NEUROTRASMETTITORE da parte delle vescicole sinaptiche

e dei granuli secretori.

Le VESCICOLE liberano il loro contenuto attraverso il processo di ESOCITOSI. Nella

membrana presinaptica e nelle vescicole troviamo le cosi dette PROTEINE SNARE che

attraggono il calcio. Il calcio interno cambia la conformazione delle proteine SNARE così che

i doppi starti lipidici della membrana presinaptica e della vescicola si fondano formando un

poro che permette al neurotrasmettitore di fuoriuscire nella fessura sinaptica

La membrana della vescicola viene successivamente recuperata attraverso un processo di

ENDOCITOSI e la vescicola riciclata viene nuovamente riempita di neurotrasmettitore.

Il rilascio dei neurotrasmettitori aminici e aminoacidi è molto veloce, poiché il calcio entra

nelle zone attive, dove le vescicole sinaptiche sono in attesa di liberare il loro contenuto.

-RILASCIO NEUROTRASMETTITORI PEPTIDICI

Anche i granuli secretori rilasciano il neurotrasmettitore attraverso il processo di ESOCITOSI

in seguito all’entrata del calcio ma non nelle zone attive.

Questo perché i siti di esocitosi dei granuli si trovano lontani dai siti di entrata del calcio, di

conseguenza affinchè avvenga il rilascio di peptidi c’è bisogno di potenziali d’azione ad alta

frequenza, in modo che il calcio possa innescare il rilascio anche lontano dalle zone attive.

Per questo motivo il rilascio di peptidi è un rilascio LENTO.

-RECETTORI ED EFFETTORI DEI NEUROTRASMETTITORI

Una volta che il neurotrasmettitore è stato rilasciato nella fessura sinaptica esso influenza il

neurone post sinaptico legandosi a specifiche proteine RECETTRICI incastonate nella densità

POST SINAPTICA.

I recettori possono essere classificati in due categorie

-CANALI IONOTROPICI/ CANALI IONICI TRASMETTITORI DIPENDENTI

Ovvero proteine transmembrana costituite da 4 (RECETTORI PER IL GLUTAMMATO)o 5

subunità (RECETTORI GABA-A E NICOTINICI) che si uniscono a formare un poro. In assenza di

neurotrasmettitore il poro di norma è chiuso . Quando il neurotrasmettitore si lega a specifici

del canale questo induce un cambiamento conformazionale, ovvero un leggero avvitamento

delle subunità, provocando l’apertura del poro, le cui conseguenze funzionali dipendono da

quali ioni possono attraversarlo.

I canali trasmettitori dipendenti, non mostrano lo stresso grado di selettività dei canali

voltaggio dipendenti. Per cui un canale trasmettitore dipendente, potrà essere permeabile sia

al sodio che al potassio, un esempio sono i canali ionici ACH-DIPENDENTI della giunzione

neuromuscolare.

Se i canali sono permeabili anche al SODIO l’effetto finale sarà la depolarizzazione della

cellula post-sinaptica, poiché l’entrata di ioni sodio porta il potenziale di membrana verso il

valore soglia, tale effetto viene definito ECCITATIORIO. La depolarizzazione transitoria della

membrana post sinaptica determinata dal rilascio presinaptico del neurotrasmettitore

legatosi al canale ionico trasmettitore dipendente viene chiamato PPSE.

L’attivazione sinaptica dei canali ACH-DIPENDENTI e GLUTAMMATO DIPENDENTI produce

PPSE, poiché porta all’apertura dei canali per il SODIO e quindi ad un aumento della

conduttanza di ioni SODIO.

Se i canali trasmettitori dipendenti sono invece permeabili al CL-, l’effetto sarà

l’iperpolarizzazione della membrana post sinaptica, causando un PPSI. L’attivazione dei

canali ionici GLICINA o GABA indipendenti produce PPSI, poiché il neurotrasmettitore GABA e

GLICINA causano l’apertura dei canali per il cloro. (questo perché il poteniale d’equilibirio per

il cloro è negativo).

-RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G /METABOTROPICI

Tutti e tre i tipi di neurotrasmettitore, possono agire sui recettori accoppiati alle proteine G

esercitando delle azioni post sinaptiche più lente e durature.

Il legame tra neurotrasmettitore e recettore accoppiato a proteina g avviene in tre fasi:

-LE MOLECOLE DI NEUROTRASMETTITORE si legano ai recettori sulla membrana post-

sinaptica

-i recettori attivano piccole molecole proteiche chiamate proteine G, libere di muoversi lungo

la superficie intracellulare della membrana post-sinaptica

-le proteine G attivano a loro volta degli EFFETTORI

Questi effettori possono essere sia:

1- canali ionici proteina g-dipendenti (ES. canale M2 muscarinico)

2-enzimi che sintetizzano molecole chiamate SECONDI MESSAGGERI. I secondi

messaggeri a loro volta possono attivare degli enzimi supplementari nel citosol in grado di

regolare la funzione dei canali ionici e alterare il metabolismo cellulare.

Il neurotrasmettitore può avere dunque effetti diversi in base al recettore al quale si lega

ESEMPIO: Quando l’ACH si lega al recettore colinergico MUSCARINICO, che è un recettore

METABOTROPICO si verifica una lenta iperpolarizzazione delle cellule del muscolo cardiaco.

Questo perché il recettore COLINERGICO MUSCARINICO è accoppiato da una PROTEINA G

ad un canale per il POTASSIO. L’apertura del canale per il POTASSIO iperpolarizza le fibre del

muscolo cardiaco, riducendo il battito cardiaco, poiché come visto prima l’iperpolarizzazione

causa un’inibizione.

Invece nel MUSCOLO SCHELETRICO, l’ach si lega ad un recettore colinergico NICOTINICO

canale ionotropico permeabile al sodio. L’apertura di questo canale depolarizza le fibre

muscolari rendendole più eccitabili.

-AUTORECETTORI

I recettori dei neurotrasmettitori sono presenti anche sulla membrana del terminale assonico

presinaptico.

I recettori presinaptici che sono sensibili al neurotrasmettitore rilasciato dal terminale

preseinaptico sono detti AUTORECETTORI. Quando vengono attivati possono inibire il rilascio

del neurotrasmettitore e della sua stessa sintesi. Gli autorecettori permettono dunque di

ridurre la concentrazione di neurotrasmettitore quando risultano esserci valori troppo elevati.

- RECUPERO E DEGRADAZIONE DEL NEUROTRASMETTITORE

Una volta che il neurotrasmettitore è stato rilasciato e ha interagito con i recettori post

sinaptici deve essere eliminato o recuperato:

Il neurotrasmettitore una svolta la sua funzione può andare in contro a:

-DIFFUSIONE: Ovvero le molecole di neurotrasmettitore si diffondono nel liquido

extracellulare lontano dalle sinapsi, o può essere captato dalle cellule gliali circostanti.

-RICAPTAZIONE: I neurotrasmettitori aminici e aminoacidi vengono riassorbiti nel terminale

assonico presinaptico tramite specifici trasportatori presenti nella membrana

presinaptica.

Una volta che si trovano nel citoplasma del terminale assonico possono essere riciclati nelle

vescicole oppure degradati per via enzimatica.

-DEGRADAZIONE PER VIA ENZIMATICA: Il neurotrasmettitore può essere degradato anche da

enzimi presenti nella fessura sinaptica.

La rimozione del neurotrasmettitore è molto importante poiché un esposizione ininterrotta di

neurotrasmettitore può portare ad un processo di desensibilizzazione.

-ANTAGONISTI DEL RECETTORE: Parliamo di farmaci che si legano al recettore e bloccano

l’azione normale del neurotrasmettitore.

-AGONISTI DEL RECETTORE: Si legano al recettore stimolando maggiormente l’azione dei

neurotrasmettitori presenti.

-RIPETIZIONE TRASMISSIONE SINAPTICA

-PERCHE SI VERIFICA

-GRAZIE A COSA SI VERIFICA

-SINAPSI CHIMICHE VS SINAPSI ELETTRICHE

-TIPOLOGIE DI NEUROTRASMETTITORI

-SINTESI E IMMAGAZZINAMENTO NEUROTRASMETTITORE

-RILASCIO DEL NEUROTRASMETTITORE

-CAPTAZIONE DA PARTE DEL RECETTORE DEL NEUROTRASM NELLA FESSURA SINAPTICA

-TIPOLOGIE DI RECETTORI-IONOTROPICI

-METABOTROPICI

-AUTORECETTORI

-DEGRADAZIONE O RECUPERO NEUROTRASMETTITORE.

-INTEGRAZIONE SINAPTICA

E’