Appunti di Fisiologia Generale

INIBIZIONE

All'altro estremo delle risposte eccitatorie ci sono le risposte inibitorie. Portano il

potenziale di membrana a un valore più negativo e più lontano dal valore soglia. I

fenomeni inibitori sono importanti per scolpire i messaggi nervosi e per controllare le

eccitabilità dei neuroni (un esempio di mancanza di inibizione è l'epilessia). se non c'è

inibizione il segnale da un passaggio all'altro e si amplifica, fino al punto in cui non

Sara più gestibile. invece l'inibizione evita proprio questo, induce una modificazione

del pattern senza amplificazione. L'inibizione più importante dell eccitabilità.

Come si inibisce una cellula? Inibire vuol dire ridurre le cariche positive intracellulari o

aumentare quelle negative. Lo ione che vuole uscire è il potassio. se aumento la sua

conduttanza, si aprono i canali e il potenziale scende, allontanandosi dalla soglia: la

cellula è inibita. Un inibizione si può tenere anche aumentando la conduttanza del

cloruro. Madre natura ha scelto il cloruro.

i neurotrasmettitori inibitori sono:

- GABA

- glicina

Essi producono apertura di canali attraverso i quali passano le cariche positive. Singoli

canali a controllo GABA o glicina permettono l'entrata di ioni cloruro.

Perché è stato scelto il cloruro e non il potassio? il cloruro ha un potenziale di equilibrio

di -70. Si si aprono i recettori del glutammato sia un flusso di cariche positive, sei si

aprono quelli del GABAse ne ha uno di cariche negative. Nel glutammato si arriva ad

un potenziale di 0 mV (attrae il potenziale verso la soglia). GABAtende a far stazionare

la membrana sotto la soglia (non si depolarizza).

Il GABA Apri i canali cloruro e mantiene il potenziale sotto soglia impedendo alla

membrana di depolarizzarsi. I recettori sono:

- GABA A: ionotropico, con 3 regioni funzionali

I: lega GABA con massima affinità

 II: lega le benzodiazepine (Valium)

 III: lega i barbiturati (anestetici)



- GABA B: metabotropico

- GABA C: ionotropico

SINAPSI CHIMICHE: RILASCIO DEL NEUROTRASMETTITORE

Il rilascio del neurotrasmettitore avviene in presenza di calcio. C'è un continuo

scambio di vescicole dalla membrana pre sinaptica a quella postsinaptica poi verranno

indotte a fondersi nuovamente alla membrana per esocitosi grazie alla presenza di ioni

calcio. Sull assone del calamaro gigante e presente un elemento presinaptico ben

manipolabile, ed è possibile riempire questo elemento presinaptico con una sostanza

come l’equorina (o altre), che quando si Lega agli ioni calcio emette

luminosità.elettrodi misuranti sono presenti nella zona e gigante e nella stessa

terminazione sinaptica e possiamo stimolare con essi: Si vede che se la corrente di

stimolazione abbastanza forte da generare una depolarizzazione pre sinaptica (quindi

indurre un rilascio di neurotrasmettitore che nell elemento post sinaptico provoca un

potenziale eccitatorio)questa è associato ad un incremento di calcio all interno dell

elemento presinaptico quando un elemento presinaptico attiva e rilascia le molecole



di neurotrasmettitore per esocitosi, Vi è un entrata di calcio nel terminale presinaptico.

Perciò, il meccanismo che porta al rilascio di neurotrasmettitori da parte di un

movimento presinaptico prevede la depolarizzazione della membrana presinaptica,

portato ad esempio da potenziali di azione. Essa induce l'apertura dei canali voltaggio

dipendenti: il calcio entra dentro il terminale e stimola l'esocitosi delle vescicole che

contengono il neurotrasmettitore.

Come avviene questa esocitosi? Il terminale pre sinaptico è caratterizzato dalla

presenza di mitocondri e vescicole che contengono il neurotrasmettitore. In realtà

queste vescicole sono disposte in un arrangiamento ben preciso: ci sono delle parti di

citoscheletro sul terminale presinaptico, sui quali si attaccano delle vescicole che

possono essere suddivise in 3 pool:

1. INSIEME DI RISERVA: Consiste invece quelle legate a questi elementi del

citoscheletro tramite elementi di sinapsina (proteine tipicamente

espressa nelle sinapsi). sono vescicole in attesa di essere utilizzate per l

esocitosi. Sono anche se associate a dei filamenti che legano le vescicole

in prossimità della membrana, nella zona in cui sono inclusi i canali del

calcio.

2. INSIEME ANCORATE: Vescicole che sono già ancorate alla membrana che

non aspettano altro di fondare la loro membrana con quella plasmatica.

sono in prossimità dei canali del calcio.

3. INSIEME PROSSIMALE

Man mano che le vescicole si fondono per esocitosi alla membrana plasmatica, essa

aumenta di volume. Diventerebbe enormemente grande se non ci fosse per controllo

un meccanismo di endocitosi: avviene una sottrazione di una certa parte della

membrana plasmatica con cui vengono riformate delle vescicole (ricircolo ). questa è

endocitosi è mediata da delle proteine di membrana chiamate clatrine, che

avvicinandosi alla zona da endocitare, fanno sì che la membrana si rivolga formare

questa vescicola, che ripristina poi il contingente di vescicole di riserva.

ci sono quindi vari tipi di vescicole che si dispongono in zona della membrana ben

precise. ma come fanno praticamente a fare esocitosi? Che cosa c'entrano gli ioni

calcio con l’esocitosi? Le proteine espresse, un po sulla membrana della vescicola un

po sulla membrana plasmatica, possono associarsi tra di loro a formare dei complessi

molecolari, guidando così le tappe del trasporto per la fusione della membrana

vescicolare con quella plasmatica. Questi complessi portano la vescicola ad interagire

con altre proteine espresse sulla membrana plasmatica. Ad un certo punto questi

complessi si rendono pronti per spingere all esocitosi. A questo punto c'è il

coinvolgimento di certe proteine espresse sia dalla membrana delle vescicole che di

quella plasmatica, che in presenza di altri attivatori formano ulteriori complessi finché

la vescicola non si appiccica alla membrana plasmatica, tramite un complesso (tipo un

ancora che Lega da una parte la vescicola e dall'altra la membrana plasmatica). nel

calcio serve per far cambiare conformazione a questo complesso, così che le 2

membrane siano spinte a fondersi (esocitosi).

in tutte queste trasformazioni c'è un punto centrale: nel complesso SNARE,

indispensabile per la fusione delle membrane. è una tappa obbligata. È una lunga

espressione (acronimo ) che indica un complesso formato da più proteine. Le tossine

tetaniche e botuliniche sono tossine che bloccano il rilascio del neurotrasmettitore a

livello delle sinapsi neuromuscolari, proprio perché hanno un'attività proteasica

specifica per SNARE (Lo distruggono). se il complesso non si forma, non può esserci

esocitosi E quindi non può esser ci nemmeno attivazione delle sinapsi. il complesso

SNARE per assemblarsi ha bisogno di ATP ed è composto da 3 proteine:

- VAMP: Espresso sulla membrana della vescicola (e detta anche

sinaptobrevina)

- SINTAXINA: espressa sulla membrana plasmatica

- SNAP25:espressa sulla membrana plasmatica

quando arrivano gli ioni calcio (per effetto dell apertura dei canali voltaggio

dipendenti), il calcio si Lega ad una proteina del complesso SNARE, portando ad una

modificazione conformazionale di questo complesso e alla fusione della membrana

vescicolare con quella plasmatica. Nel complesso SNARE, oltre le proteine citate

contiene anche altre proteine com'è la sinaptotagmina che Lega gli ioni calcio. Già un

canale del calcio può partecipare alla formazione di un omeodominio, cioè la zona

dentro la quale gli ioni calcio diffondono ad una concentrazione tale da poter legare la

sinaptotagmina di un complesso SNARE e determinare il cambiamento di

conformazione. L’ATP Serve a fornire l'energia necessaria alla formazione di un

complesso proteico, che serve ad ancorare la vescicola la membrana plasmatica.

Quanto neurotrasmettitore ci sta in una vescicola? Di quanto neurotrasmettitore hanno

bisogno le sinapsi? se prendiamo ad esempio una sinapsi neuromuscolare, sappiamo

che i muscoli possono essere contratte con gradazioni diverse (volontariamente ). i

muscoli si contraggono a seconda dell'input che ricevano dal motoneurone (tanta o

poca acetilcolina per contrazione forte o debole ) e questo dipende dal segnale della

mia corteccia motoria. (Se voglio stringere la mia mano , il messaggio dalla corteccia

motoria indica di rilasciare tante vescicole contenenti acetilcolina) quindi dovrei

conoscere quanta acetilcolina c'è in ogni vescicola per sapere quante vescicole

rilasciare, oppure se dovrebbero contenere la stessa quantità di acetilcolina. Facciamo

un esempio: un certo stimolo genera una certa quantità di potenziale d'azione che

arriva al terminale da una depolarizzazione tale per cui una vescicola viene rilasciata

nella membrana plasmatica. Nel caso in cui le vescicole contengono tutte la stessa

quantità di acetilcolina, però che questo tipo di stimolazione sarà sempre codificata

dalla stessa quantità di neurotrasmettitore rilasciato. Se invece una terminazione

sinaptica contiene vescicole con quantità variabili di neurotrasmettitore, ci sta che

questa stessa stimolazione mi dia un rilascio di neurotrasmettitore maggiore. Nel

primo caso, questo stimolo sarà codificato dal target che riceve questo Messaggero ,

mentre nel secondo caso sarà codificato da una risposta di intensità più alta . se lo

stimolo raddoppia, verrà rilasciata un'altra vescicola, e se tutte contengono la stessa

quantità di neurotrasmettitore sarà 4 +4 uguale 8, mentre nell'altro caso una

stimolazione doppia farà rilasciare un altra vescicola con intensità anche diversa.

Raddoppiando lo stimolo dovrà raddoppiare anche la risposta (non avrò una risposta

specifica ma una risposta a caso perché non è possibile codificare l'intensità della

risposta ). quindi la risposta alle domande che ci siamo posti prima è che le vescicole

devono contenere tutte la stessa quantità di neurotrasmettitore (così al raddoppiare

dello stimolo raddoppia anche la risposta).si dice che il rilascio del neurotrasmettitore

ha una natura QUANTICA significa punto che ogni volta che viene rilasciata una



vescicola si rilascia sempre lo stesso pacchetto di molecole di neurotrasmettitore. Si

può anche dire che è una vescicola contiene un QUANTO di neurotrasmettitore.

C'è qualche esperimento che lo dimostra? Sì, ci sono delle osservazioni che lo

dimostrano e si tratta sempre nella sinapsi neuromuscolare. Quando un motoneurone

viene stimolato per agire su una fibra muscolare, la sua attività è piuttosto intensa.

Quando il mu