Fisiologia generale ed animale

Integrazione Sinaptica

Ogni singola sinapsi può causare un EPSP o un IPSP, però un neurone riceve molte sinapsi, migliaia, e ogni sinapsi può avere effetto diverso sul neurone. Le sinapsi eccitatorie e inibitorie hanno caratteristiche diverse: dipende non tanto dal neurotrasmettitore ma dal recettore presente sulla membrana post-sinaptica. Che tipi di sinapsi ci sono?

• Sinapsi asso-somatiche: gli assoni fanno sinapsi direttamente sul soma del neurone post-sinaptico.
• Sinapsi asso-dendritiche: l'assone fa sinapsi su un dendrite o sulla diramazione del dendrite o direttamente sulla parte emergente del dendrite.
• Sinapsi asso-assoniche: sinapsi diretta sull'assone e vicino al terminale assonico.

Cosa comporta avere una sinapsi a livello del soma o a livello dell'albero dendritico per quanto riguarda l'attivazione dell'assone post-sinaptico? Ci sono delle differenze vantaggiose o svantaggiose? Se si ha sinapsi a livello del soma si...

La giunzione neuromuscolare è tra un neurone e una fibra muscolare, mentre la trasmissione sinaptica di un neurone riceve sinapsi da moltissimi neuroni differenti: rapporto 1:1 e rapporto 1:100 o 1:1000.

La giunzione neuromuscolare è solo eccitatoria, i neuroni del SNC ricevono sia sinapsi eccitatorie che inibitorie.

Nella giunzione neuromuscolare c'è un solo neurotrasmettitore che attiva un solo tipo di recettore, mentre a livello del neurone nel SNC un singolo neurone sente una varietà di neurotrasmettitori dovuti alla presenza di tipologie diverse di sinapsi eccitatorie ed inibitorie sulla stessa cellula, quindi il neurone post sinaptico deve elaborare ed integrare una risposta complessa.

Differenza più importante dal punto di vista funzionale: la giunzione neuromuscolare ha efficienza 1 a 1 cioè ogni potenziale d'azione che arriva al terminale sinaptico del motoneurone si trasforma in un potenziale d'azione della fibra muscolare.

quindi si ha tutta una serie di specializzazioni che fanno sì che la trasmissione sia molto efficiente, cioè ogni potenziale d'azione nel motoneurone deve dare un potenziale d'azione alla fibra muscolare, quindi deve indurre la contrazione, non abbiamo contrazione sempre uguale, per una giunzione neuromuscolare c'è bisogno di un elevato potenziale d'azione però da sempre origine alla contrazione. Questo è importante, nel momento in cui ciò non avviene più per qualche problema nel motoneurone o nella fibra muscolare avremmo seri problemi di contrazione e di incapacità di movimento. Invece le sinapsi a livello del SNC sono molto meno efficienti: e hanno efficienza che varia tra i 50 e i 100 a 1. Cioè abbiamo bisogno che un rilascio da 50-100 neuroni eccitatori venga coordinato affinché si possa produrre un potenziale d'azione post-sinaptico nel neurone che li riceve, quindi 500-1000 neuroni devono essere attivati per produrre un potenziale d'azione nel neurone postsinaptico.

neuroni eccitatori che rilasciano neurotrasmettitoriinsieme. Ricordo che un neurone del SNC riceve anche delle sinapsi inibitorie.

Esaminiamo il riflesso patellare: sinapsi sia inibitoria che eccitatoria: ogni volta che contraiamo o muoviamo un’articolazione sucui sono inseriti i muscoli antagonisti, come la distensione della gamba che prevede: contrazione del quadricipite e ilrilasciamento del muscolo bicipite femorale. Così come la contrazione del bicipite, ogni volta che solleviamo qualcosa conl’avambraccio, questa prevede il rilasciamento del muscolo tricipite. Questo effetto è dato in parte da questo circuito che èquello che media anche il riflesso patellare. Il riflesso patellare: dando un colpetto alla gamba in stato rilassato a penzoloni sultendine patellare (tendine comune che unisce i vari capi del quadricipite) abbiamo un’estensione della gamba anche abbastanzarapida, avviene perché il colpo con il martelletto induce

l'attivazione di un neurone sensoriale all'interno della fibra muscolare del quadricipite. Il neurone sensoriale fa duplice sinapsi: sinapsi diretta con un motoneurone che va poi al muscolo quadricipite e una sinapsi indiretta tramite un interneurone inibitorio con il motoneurone che va al bicipite femorale, cioè al muscolo antagonista. Quindi andando a stimolare con il colpetto il neurone sensoriale, questo indurrà un rilascio sinaptico di tipo eccitatorio e il motoneurone che fa sinapsi diretta riceverà un EPSP eccitatorio e se il colpetto è forte abbastanza e nel punto giusto indurrà un potenziale d'azione e quindi la contrazione del muscolo femorale. Però è anche importante la parte inibitoria, lo stesso neurone sensoriale eccitatorio andrà a dare un EPSP eccitatorio sull'interneurone inibitorio, quindi gli interneuroni vengono eccitati, quindi fanno a loro volta il potenziale d'azione ma questo.

indurrà un rilascio del neurotrasmettitore inibitorio sul motoneurone del muscolo flessorio, cioè il bicipite femorale, che quindi riceverà un IPSP, quindi non subirà contrazione, verrà rilasciato. Quindi nel momento in cui andiamo ad eccitare il motoneurone del quadricipite e ad inibire quello che va al bicipite femorale. In questo modo abbiamo questa contrazione involontaria del nostro quadricipite. Questa contrazione di solito è più veloce di quella che facciamo normalmente per cercare di estendere in modo volontario il nostro quadricipite, cioè la nostra gamba contraendo il quadricipite. Perché per una questione di protezione dell'articolazione e quindi di sicurezza, ogni volta che noi contraiamo un muscolo, il muscolo antagonista un po' si contrae per dare stabilità all'articolazione ed impedire che una contrazione troppo violenta del muscolo agonista induca a lungo andare problemi all'articolazione.

se noi ogni volta contraessimosolo il muscolo agonista con contrazioni molto potenti e rapide,l'articolazione subirebbe dei danni, quindi normalmente abbiamouna parziale attivazione anche del muscolo antagonista, ciò fa sì che l'articolazione sia più stabile anche se rende un pochino meno efficiente l'azione del muscolo agonista.Di solito questa co-attivazione di due muscoli antagonisti viene diminuitamolto con l'allenamento, cioè atleti molto allenati che richiedonosoprattutto delle contrazioni di grossa potenza, uno degli adattamenti chesi ha è un po' la perdita di questa co-attivazione del muscolo antagonista,così che non si abbia opposizione e si riesca a generare forza e potenzamaggiore, ma ciò a lungo andare può portare ad infortunisull'articolazione, che è quello che avviene durante la stimolazione delriflesso, perché abbiamo attivazione del muscolo agonista e

inibizione dell'antagonista e infatti lo scatto di solito è molto veloce. Abbiamo quindi visto un circuito di integrazione in cui un singolo neurone sensoriale va a fare sinapsi con due neuroni diversi per svolgere una determinata funzione.

Recettori ionotropici del glutammato si dividono in: recettori NMDA, AMPA (4 subunità) e recettori del kainato (5 subunità).

Il glutammato ha poi recettori metabotropici che non attivano una corrente ionica, ci sono 8 diversi recettori metabotropici del glutammato che sono recettori GPCR che si associano in subunità G trimeriche. Le proteine Gq vanno ad attivare la fosfolipasi C che scinde l'inositolobifosfato in IP3 e DAG; gli altri sono connessi a proteine G inibitorie sull'adenilato ciclasi.

Gli EPSP sono regolati da 3 classi di recettori del glutammato: AMPA, NMDA e quelli del kainato ma anche un recettore per il glutammato di tipo metabotropico associato alla proteina Gq e quindi all'aumento del IP3.

DAG.RECETTORI NMDA:
Questo recettore ha alcune caratteristiche peculiari:
1. Conduttanza elevata: permeabile sia a calcio che a sodio e potassio. Quando si apre fa passare una corrente elevata, quindi può dare una depolarizzazione sufficientemente importante.
2. Richiede la glicina come cofattore.
3. Possiede anche una voltaggio dipendenza indiretta dovuta ad un blocco da magnesio.
Normalmente i canali ionici voltaggio dipendenti hanno un sensore del voltaggio, quindi hanno un segmento transmembrana che sente il campo elettrico a cavallo della membrana, questo induce cambiamento conformazionale, però avevamo visto dei canali, tipo i canali rettificatori entranti che hanno voltaggio dipendenza indiretta, dovuta al fatto che c'è il magnesio che li blocca, nei rettificatori entranti il magnesio entrava nel canale a potenziali depolarizzati, invece negli NMDA il meccanismo è lo stesso ma è il contrario, il magnesio si va ad inserire nel pathway i conduzione.i depolarizzati. Inoltre, il recettore NMDA è coinvolto nella plasticità sinaptica e nella memoria a lungo termine.