Riassunto esame Fondamenti di neurofisiologia, Prof. Marchettoni Leonardo, libro consigliato Principi di neuroscienze, Kandel

FUNZIONE DEL CALCIO NEL RILASCIO VESCICOLARE

• L'afflusso del Ca2+ extracellulare, è un segnale fondamentale per il rilascio del neurotrasmettitore, perché il

calcio permette l’attivazione delle proteina SNARE

• la quantità di Ca2+ che entra nel neurone presinaptico è proporzionale alla quantità di neurotrasmettitore

che verrà liberato

• Afflusso di CA2+ incide anche sul tipo di neurotrasmettitore che viene rilasciato:

La quantità di CA che entra dipende dalla frequenza di scarica:

• Se frequenza bassa -> rilascio neurotrasmettitori a basso peso muscolare

• Se frequenza alta -> neuropeptidi

Meccanismi di inattivazione:

1) Ricaptazione: tramite trasportatori (es. DAT per dopamina);

2) Degradazione enzimatica (es. acetilcolinesterasi per ACh);

3) Diffusione: il neurotrasmettitore si disperde e viene poi eliminato.

Alcuni farmaci bloccano la ricaptazione della serotonina e in questo modo agirà di + sul neurone post

sinaptico

LA GIUNZIONE\SINAPSI NEUROMUSCOLARE

È un tipo di sinapsi chimica, in particolare la più studiata, è particolarmente importante nel sistema motorio

somatico.

Struttura: Neurofisiologia Pagina 57

Quelle che si vedono nelle immagini sono le pieghe giunzionali, che contengono tanti recettori per Ach

Ps. Il potenziale di membrana a riposo di una cellula muscolare è di circa -90 mV quindi di -20 mV

più Negativo del potenziale di membrana A riposo della cellula nervosa.

Funzionamento

1. Il potenziale d’azione giunge al bottone sinaptico presinaptico;

2. Viene rilasciata acetilcolina in pacchetti chiamati quanti ( circa 300.000 molecole a vescicola), in

corrispondenza della fibra muscolare;

3. 2 molecole ACh si lega a recettori nicotinici sulla placca motrice(zona specializzata della membrana

muscolare, Che contiene due siti di legame per l’acetilcolina ) della fibra muscolare (che possono

permettere l'entrata di K+, Na+ Ca2+;

4. Si genera un potenziale di placca (EPP) (depolarizzazione locale) → se supera il -55 mV, --> apertura

canali voltaggio dipendenti Na+ e si attiva un potenziale d’azione muscolare;

5. Il PA si propaga lungo il sarcolemma e penetra nei tubuli T;

6. Il reticolo sarcoplasmatico rilascia Ca²⁺, innescando la contrazione muscolare.

A riposo, ogni tanto viene rilasciato 1 quanto → si genera un potenziale di placca in miniatura (MEPP) (~

0.5 mV), ma non sufficiente a causare un PA.

Terminazione del segnale

2 possibilità:

• La acetilcolinesterasi(enzimi) degrada ACh nello spazio sinaptico in acetato e colina;

• La colina viene ricaptata nel terminale presinaptico per la risintesi della ACh.

CONTRAZIONE MUSCOLARE: DALLO STIMOLO ALLA RISPOSTA

Struttura della fibra muscolare

• Sarcolemma: membrana cellulare;

• Sarcoplasma: citoplasma, contiene le miofibrille;

Neurofisiologia Pagina 58

• Sarcoplasma: citoplasma, contiene le miofibrille;

• Reticolo sarcoplasmatico: magazzino di Ca²⁺, essenziale per la contrazione;

• Tubuli T: invaginazioni del sarcolemma che portano il segnale in profondità.

Il sarcomero: unità funzionale

• Costituito da filamenti di actina e miosina;

• L’accorciamento del sarcomero produce contrazione muscolare grazie al rilascio di calcio.

UNITÀ MOTORIA E CONTROLLO DEL MOVIMENTO

⍺

Una unità motoria = motoneurone + tutte le fibre muscolari da esso innervate;

•

• Le unità motorie possono essere:

○ Lente (S): resistenti alla fatica, poca forza;

○ Veloci resistenti (FR);

○ Veloci affaticabili (FF): più forza ma meno durata;

• Reclutamento graduale in base al principio della dimensione (prima i neuroni piccoli, poi i grandi).

FARMACI E TOSSINE CHE INTERFERISCONO

• Curaro: antagonista nicotinico, blocca i recettori ACh → paralisi;

• Tossina botulinica: inibisce il rilascio di ACh → blocco della contrazione.

DATI ELETTROFISIOLOGICI

• Potenziale di riposo della fibra muscolare: circa -90 mV (più negativo rispetto ai neuroni);

• Durata del potenziale d’azione muscolare: >5 ms (più lunga del neurone);

• Velocità di conduzione lungo la fibra muscolare: ~3.5 m/s (più lenta rispetto agli assoni mielinici

motori);

• Tecnica usata per lo studio: patch clamp → misura la corrente di singoli canali ionici.

SINAPSI ELETTRICA VS SINAPSI CHIMICA

Neurofisiologia Pagina 59

Il sistema nervoso

martedì 18 marzo 2025 14:21

FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO

Il sistema nervoso ci permette di interagire costantemente con l’ambiente interno ed esterno, che è in

continuo cambiamento. Le sue principali funzioni sono:

○ Ricezione degli stimoli attraverso recettori specifici e elaborazione delle risposte

○ Mantenimento dell’omeostasi

○ Apprendimento e memoria, tramite reti neurali → il sistema nervoso è dinamico e adattabile

(plasticità cerebrale)

○ Elaborazione di processi mentali complessi: pensiero, linguaggio, ideazione

○ Controllo del movimento, che a sua volta consente l’interazione con l’ambiente

ORGANIZZAZIONE ANATOMICA SISTEMA NERVOSO

Viene convenzionalmente diviso in 2 parti:

• Sistema nervoso centrale (SNC)

Composta da

○ Midollo spinale

○ Encefalo

○ Funzioni principali È la sede principale dell'elaborazione delle informazioni, dell'integrazione

sensoriale, della generazione dei comandi motori, e delle funzioni cognitive superiori (per

l'encefalo).

Importanza: Esiste una continuità anatomica e funzionale cruciale tra Midollo Spinale ed Encefalo.

Un'interruzione di questa continuità compromette gravemente la funzione cerebrale e corporea.

• Sistema nervoso periferico (SNP)

Costituito da nervi che collegano SNC al resto del corpo

○ I nervi originano:

▪ sia dal midollo spinale -> nervi spinali

▪ che dall'encefalo -> nervi cranici

○ Funzione: Collega il SNC agli organi di senso (recettori), ai muscoli e alle ghiandole, fungendo da

ponte per il trasporto delle informazioni.

CLASSIFICAZIONE FUNZIONALE DELLE FIBRE NERVOSE

Le fibre nervose sono divise in:

a. VIE AFFERENTI: è la via sensitiva, che porta info al SNC

b. VIE EFFERENTI: è la via delle informazioni motorie, dal SNC le info vengono portate agli

effettori (ai muscoli e alle ghiandole dal SNC).

La via EFFERENTE comprende\ si divide a sua volta in:

○ SISTEMA NERVOSO SOMATICO (SNS):

□ controlla le contrazioni della muscolatura scheletrica.

□ Le attività di SNS possono essere volontarie o involontarie (riflessi).

○ SISTEMA NERVOSO AUTONOMO (SNA): regola l’attività della muscolatura liscia e

cardiaca, e delle ghiandole.

SNA si divide in:

a. SIMPATICO --> lotta e fuga

b. PARASIMPATICO --> riposo e digestione

Ps. Spesso questi due sistemi hanno funzioni opposte

Neurofisiologia Pagina 60

PRINCIPI ORGANIZZATIVI DI BASE DEL SISTEMA NERVOSO:

○ Comunicazione per vie sinaptiche; Le informazioni vengono trasmesse tra i neuroni

principalmente attraverso le sinapsi

○ Presenza di sistemi e sottosistemi: il sistema nervoso è organizzato in grandi sistemi (sensoriale,

motorio…) e sottosistemi altamente specializzati, ogni modalità sensoriale ha svariate

sottomodalità;

○ Vie ascendenti e discendenti - si è scoperto inoltre che la maggior parte delle vie sensoriali

ascendenti e motorie discendenti sono incrociate (decussazione):

• l’emisfero di sinistra controlla i movimenti della parte destra del corpo,

• le informazioni sensoriali provenienti dalla parte destra del corpo terminano nell’emisfero

sinistro;

○ Organizzazione topografica: il sistema nervoso al suo interno ha una mappa sia dal punto di

vista sensoriale che motorio. Specifiche aree del cervello corrispondono a specifiche parti del

corpo o a specifiche aree sensoriali, sia dal punto di vista sensoriale che motorio. Questa

"mappa" permette una rappresentazione ordinata del corpo e dell'ambiente.

IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE

EVOLUZIONE SISTEMA NERVOSO CENTRALE

Il sistema nervoso centrale è frutto di un'evoluzione antichissima, noi ci soffermeremo su quelli dei

mammiferi.

Il SNC ha un'origine evolutiva antica. Nei vertebrati, l'evoluzione ha portato differenze importanti, tra

cui il mantenimento della temperatura corporea: che influenza moltissimo il metabolismo cellulare e

il comportamento dell'individuo:

• Pecilotermi (pesci, anfibi, rettili): non regolano autonomamente la temperatura → adottano

comportamenti

Esempi di comportamenti per regolazione temperatura estrinseca:

andare al sole se si ha freddo o ripararsi dietro ad una pietra quando fa caldo.

Omeotermi (uccelli, mammiferi): regolano internamente la temperatura → metabolismo più

dispendioso, soprattutto a livello cerebrale (maggiore fabbisogno di ossigeno sia per il cervello che per

i tessuti)

Uccelli e mammiferi, pur avendo stru ure cerebrali diverse, condividono funzioni simili (es. canto

degli uccelli analogia funzionale, non omologia).

Nonostante questo, all'interno della stessa classe i mammiferi hanno subito cambiamenti a livello

cerebrale che hanno portato ad un’evoluzione a livello di complessità.

Studio comparato

Lo studio del SNC umano è spesso reso possibile tramite modelli animali, soprattutto scimmiesco, in

particolare primati. Alcune tecniche (come il tracciamento anatomico) sono applicabili solo su animali.

ONTOGENESI DEL SISTEMA NERVOSO

Partendo dall'embrione, si ha uno sviluppo\maturazione nel tempo del sistema nervoso nell’uomo che

porta alla formazione dei vari settori.

Quando si pensa al sistema nervoso si ha:

1. Suddivisione iniziale - sviluppo embrionale:

• Midollo spinale (parte più primitiva)

• Encefalo, suddiviso inizialmente in:

○ Rombencefalo

○ Mesencefalo

○ Telencefalo

2. Suddivisione più avanzata:

Tronco dell’encefalo Neurofisiologia Pagina 61

○ Tronco dell’encefalo

○ Diencefalo

○ Telencefalo

STRUTTURE DI PROTEZIONE DEL SNC:

Ci sono diversi sistemi di protezione del SN, che è molle

a. Strutture ossee:

○ Il midollo spianale è racchiuso nella struttura ossea colonna vertebrale

○ l'encefalo nelle ossa del cranio

b. Meningi (membrane con funzione di protezione)

Midollo spinale e encefalo sono avvolti da meningi, ovvero tre guaine di dimensione e spessore

differenti:

▪ Dura madre

▪ Aracnoide

▪ Pia madre

c. Liquido cefalo- rachidiano, chiamato anche liquido cerebro spinale, poiché scorre sia attorno al

midollo, sia internamente e esternamente all'encefalo.

Il liquido cefalo-rachidiano v