Fisiologia cellulare

LA SECREZIONE DI LIQUIDI

È un fenomeno che avviene a livello di diversi tessuti, tra cui le cellule epiteliali del tratto

respiratorio. →

Nei bronchi ci sono cellule epiteliali ciliate e cellule caliciformi mucipare in condizioni normali,

le cellule ciliate hanno un movimento verso l’alto che sposta il muco verso l’esterno (viene poi

espulso), al fine di pulire il tratto respiratorio.

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Il muco deve essere diluito le cellule epiteliali secernono una soluzione acquosa di cloruro di

sodio che rende il muco più morbido e facile da muovere.

A livello basale c’è un trasportatore NKCC, simporto di sodio, potassio e due ioni cloro verso

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l’interno della cellula sodio e potassio proseguiranno con la sodio/potassio ATPasi e il canale del

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potassio; il cloro viene fatto uscire nel lume attraverso un canale anionico il cloro richiama per

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via paracellulare (dato che si tratta di un epitelio senza le giunzioni serrate) il sodio sodio e cloro

a loro volta richiamano acqua per via paracellulare.

Tra i canali anionici apicali rientra il CFTR (canale regolatore transmembrana della fibrosi

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cistica), il canale che risulta essere mutato nei pazienti affetti da fibrosi cistica i pazienti hanno

una minor produzione di NaCl diluito, quindi una minor diluizione del muco, che risulta più denso e

impedisce il movimento ciliare. Il muco ristagna e con esso i batteri, il che porta a infezioni ricorrenti.

TRASPORTO VESCICOLARE

Fagocitosi e Pinocitosi →

Le cellule inglobano (estendendo il citoscheletro verso l’esterno) le particelle estranee all’interno

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di un fagosoma, che si fonde con un lisosoma si ha digestione della particella fagocitata.

La pinocitosi è lo stesso processo, ma insieme alle molecole disciolte viene inglobata anche una certa

quantità di liquido.

Endocitosi ed Esocitosi

Un altro modo per trasportare dentro la cellula dei soluti o delle molecole.

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Esiste l’endocitosi mediata da clatrina alcune zone di membrana presentano la clatrina, proteina

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che funge da segnale per l’endocitosi quando il recettore che si trova lì vicino lega il suo ligando,

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la membrana si infossa e forma le vescicole la clatrina viene riciclata, il ligando va nei lisosomi e

nel Golgi e i recettori vengono ri-trasportati per essere esposti in membrana.

Transcitosi

È un meccanismo che utilizza le vescicole, ma in modo diverso: la vescicola non viene “lavorata” a

livello della cellula stessa, ma la attraversa e viene esocitata dalla parte opposta della cellula.

Questo tipo di trasporto si basa sulla presenza di invaginazioni dell’endotelio capillare, dette caveole,

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che fanno da segnale quando si trovano in vicinanza di molecole che devono essere endocitate si

formano le vescicole, che viaggiano grazie ai microtubuli e si fondono con la membrana che si trova

rivolta verso il liquido interstiziale.

Questo metodo è usato per trasportare proteine molto grandi o che non possono essere modificate.

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COMPONENTE CELLULARE DEL SN - NEURONI

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Un neurone pseudounipolare ha un’unica diramazione che dà due prolungamenti è un modo per

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bypassare il soma, che rimane più periferico il segnale elettrico in questo modo passa in modo

molto veloce.

La struttura del neurone è una parte che non è stata riaffrontata perché già vista in Istologia e

Neuroanatomia, ma è da sapere ai fini dell’esame.

TRASPORTO ASSONICO (neuroni) →

La lunghezza dell’assone può variare da qualche micrometro fino a un metro serve trasportare,

anche abbastanza velocemente, sostanze che servono a livello del terminale assonico ma vengono

prodotte a livello del soma.

Esistono due tipi di trasporto:

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1. Veloce può essere anterogrado, dal soma al terminale assonico, oppure retrogrado, dal

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terminale assonico al soma la velocità è di circa 400 mm/giorno.

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Per questo trasporto vengono sfruttati i microtubuli fungono da rotaia per le proteine

motrici chinesina (moto anterogrado) e dineina (moto retrogrado).

Le chinesine hanno un dominio motorio che si aggancia ai microtubuli e una coda di catene

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leggere, che porta il peso la stessa cosa vale per le dineine.

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2. Lento può essere di tipo a (0,2 mm/giorno) oppure di tipo b (8 mm/giorno) di solito in

questa modalità vengono trasportate le componenti dei microtubuli, di cui non si ha necessità

immediata.

Strutture trasportate

Per quanto riguarda le vescicole provenienti dal Golgi, il trasporto è anterogrado, il più rapido che

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c’è le vescicole arrivano al terminale sinaptico, dove sono necessarie per il rilascio del

neurotrasmettitore.

Per quanto riguarda le vescicole endocitiche, esse sfruttano un trasporto di tipo retrogrado, perché

non si può mantenere troppa roba a livello del terminale, ma tutto viene trasportato verso il soma,

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dove si trova il macchinario per sfruttare il materiale endocitato a livello del terminale si mantiene

solo il necessario: enzimi per le ultime fasi di sintesi del neurotrasmettitore, mitocondri…

I mitocondri sono bidirezionali, cioè viaggiano sia in maniera anterograda che retrograda.

Le proteine strutturali vengono trasportate in maniera lenta (sia di tipo a che di tipo b).

COMPONENTE CELLULARE DEL SN – CELLULE GLIALI

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L’altra componente del sistema nervoso sono le cellule gliali oligodendrociti, cellule di Schwann,

microglia, astrociti e cellule staminali (si sta ampliando la ricerca su queste ultime, perché sono in

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grado di proliferare e dare origine a neuroni perché la proliferazione avviene solo in alcune zone

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come la sottoventricolare e la subgranulare dell’ippocampo?) c’è della glia radiale e degli

astrociti che sono in grado di proliferare e dare origine a neuroni. 19

OLIGODENDROCITI E CELLULE DI SCHWANN →

Gli oligodendrociti sono presenti nel SNC, le cellule di Schwann nel SNP entrambe avvolgono

la membrana di un assone, stringono forte schiacciando il proprio citoplasma.

Si vengono a formare una serie di giri di membrana senza il citoplasma (che è stato schiacciato),

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molto a contatto tra di loro le cellule riescono a non morire per la presenza di giunzioni

comunicanti.

Per mielinizzare un assone, la differenza tra i due tipi di cellule è il rapporto che c’è tra cellula

mielinica e assone: →

- Nel SNP c’è una cellula di Schwann per ogni assone l’intera cellula si avvolge →

- Nel SNC l’oligodendrocita ha dei pedicelli che agganciano diversi assoni c’è

avvolgimento, ma non c’è più rapporto 1:1.

MICROGLIA

Ha diversi stati. →

Ci sono dei macrofagi residenti nel SN si trasformano se avviene una infezione.

A riposo hanno una struttura con dei filamenti sottili; quando c’è patologia della corteccia cerebrale

presentano prolungamenti più spessi; quando c’è un’infiammazione che persiste diventano dei veri e

propri macrofagi grossi e tondi.

Quando diventano macrofagi liberano i ROS, le citochine, il glutammato e portano alla morte del

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tessuto causano neurotossicità: quando c’è infiammazione persistente, il tessuto si danneggia.

La microglia ha di base una funzione protettiva, ma se l’insulto persiste, danneggia e uccide i

neuroni stessi.

ASTROCITI

Quando furono studiati, alla colorazione, rivelavano forma a stella: piatta, monodimensionale e con

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alcuni prolungamenti citoplasmatici detti pedicelli in realtà recentemente si è visto che ha un

albero dendritico molto complesso.

Esiste un fenomeno chiamato risposta astrocitaria alle lesioni: c’è un ingrossamento cellulare,

simile a quello della microglia, che prende il nome di astrogliosi.

Gli astrociti hanno molti ruoli nella regolazione della funzione nervosa: →

1. Regolare la composizione ionica del microambiente neuronale si ha captazione del

potassio extracellulare: se c’è attività neuronale si ha potenziale d’azione (e relative correnti

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ioniche), quindi il sodio entra nella cellula e il potassio esce l’aumento dell’attività

neuronale corrisponde a un aumento della concentrazione del potassio nell’ambiente

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extracellulare l’astrocita estende i propri pedicelli verso i vasi e verso i neuroni ed è

altamente permeabile al potassio, con un potenziale di membrana di -90 mV (il neurone ha

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-70 mV) quando l’astrocita è in contatto con l’ambiente extracellulare, ricco di ioni

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potassio, è molto sensibile e presenta i canali del potassio a rettificazione entrante

all’apertura di tali canali, in un contesto di potenziali negativi, lasciano entrare il potassio

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nell’astrocita ci sono poi una pompa ATPasi sodio-potassio e un cotrasportatore NKCC,

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che fanno entrare il potassio la concentrazione di potassio interna all’astrocita aumenta,

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ma se mantenuta così alta non permetterebbe un ulteriore tamponamento dell’ambiente gli

astrociti sono connessi tra di loro attraverso gap junctions e così allontanano il potassio fino

a una distanza tale per cui l’astrocita iniziale rimane privo di potassio.

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La concentrazione esterna di potassio nel cervello è di 3 mM gli astrociti sono sensibili

ai più piccoli cambiamenti di potassio esterno: anche solo passare da 3 a 8 mM attiva questo

forte ingresso di potassio nell’astrocita.

Se l’astrocita è a riposo (a -90 mV) i canali Kir non vengono messi in funzione e un aumento

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del potassio non viene tamponato se il potenziale di riposo varia in seguito all’aumento di

ioni potassio, l’astrocita apre i canali e permette l’ingresso delle cariche positive.

I canali rettificanti entranti lavorano solo a potenziali negativi, e sono diversi da quelli

relativi al potenziale d’azione.

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2. Regolare l’attività sinaptica l’astrocita si estende sopra il terminale pre-sinaptico e quello

post-sinaptico, isolando la sinapsi così da prevenire la diffusione del neurotrasmettitore

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nelle sinapsi vicine serve per garantire che il movimento del neurotrasmettitore sia solo

nello spazio sinaptico corretto.

I nomi dei trasportatori del glutammato variano in base alla posizione in cui sono espressi e

a chi li studia. →

3. Regolare l’apporto energetico ed ematico ai neuroni l’encefalo umano è il 2% della

massa corporea, ma consuma il 20% dell’ossigeno totale e il 25% del glucosio (500 kcal al

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