Appunti Psicologia fisiologica

PSICOLOGIA FISIOLOGICA

CONCETTI CHIAVE: regolazione dell’omeostasi, dalla cellula alla soddisfazione dei bisogni primari;

mantenimento/ristabilimento dell’equilibrio; condizioni ‘’borderline’’; l’importanza della fisiologia per comprendere il

concetto di resilienza.

INTRODUZIONE ALLA PSICOBIOLOGIA O PSICOLOGIA FISIOLOGICA

Psicobiologia studia i correlati neuronali del comportamento. Studia cosa succede nel cervello quando noi adottiamo

un comportamento. Adottiamo perché i comportamenti sono vari.

È importante perché studiamo la fisiologia, non la patologia in sé, anche se ci sono dei richiami a questo.

Lo studio del SNC è molto complicato e costoso. È molto difficile studiare come funzione il cervello sano; quindi è

difficile andare avanti nella ricerca. Questo viene fatto con la ricerca sugli animali in laboratorio. Noi siamo mammiferi

con un’elevata complessità del cervello, ma le funzioni di base sono molto conservate con quelle degli animali

vertebrati mammiferi, e a volte si fanno anche su animali invertebrati.

Per esempio negli animali si fanno molte ricerche sul sociale.

I NEURONI

I neuroni come ogni altra cellula hanno:

a Una membrana plasmatica;

b Un nucleo che contiene geni;

c Contengono dei mitocondri ed altri organelli® producono ATP che fa funzionare la trasduzione dei segnali, la

trascrizione genica ecc.;

d Sintetizzano proteine ecc. (avendo un nucleo e una proprietà)

Il corpo cellulare è circondato dalla membrana neuronale.

Al suo interno si trovano una serie di strutture (organelli cellulari) immerse in una soluzione salina ricca di potassio,

citosol.

Tutto quello che è contenuto nei confini della membrana neuronale, eccetto il nucleo, è chiamato citoplasma.

Il neurone ha una particolarità: una delle poche cellule che ha una propagine, chiamata assone e che termina molto

lontano dal suo nucleo di origine. C’è un corpo cellulare, dei dendriti, un assone e i terminali sinaptici. Il messaggio

viaggia dal nucleo verso i terminali sinaptici.

I dendriti sono quelli che danno il campo cellulare, più dendriti ci sono, più ramificazioni fanno e più propagazione

hanno. È direttamente proporzionale alla capacità di apprendimento.

Trasporto dal nucleo alla fine: (che è un percorso lunghissimo) nella membrana del neurone c’è una specializzazione,

ovvero cambiare il potenziale d’azione della membrana dall’esterno all’interno, che è in media -80 mV, che permette

di dare energia al circuito. Quando questa differenza si annulla il neurone sa che si è aperto un valco. Questa

differenza di potenziale permette di far propagare questa energia. Alla fine del neurone ci sono dei

neurotrasmettitori, che possono essere prodotti dagli enzimi, ma alcuni possono essere trasportati lungo l’assone,

attraverso il citoscheletro, che fa spostare le molecole dal nucleo al terminale, e facendo così organizza anche il

passaggio delle sostanze.

Poi ci sono delle proteine chiseina e dineina che trasportano queste sostanze.

I DENDRITI

I dendriti:

- Sono coperti da migliaia di sinapsi, perché funzionano come antenne del neurone;

- Di alcuni neuroni sono ricoperti da strutture specializzate, le spine dendritiche, piccole protuberanze

elastiche che sporgono dal dendrite;

- Si ritiene che servano ad isolare varie reazioni chimiche che vengono innescate da alcuni tipi di attività

sinaptiche;

- È stato evidenziato che i poliribosomi sono presenti, a volte, nei dendriti, appena sotto la spina, il che

suggerisce che, in alcuni neuroni, può avvenire una sintesi proteica locale.

La memoria del neurone è scritta dalla membrana che ricopre quel neurone.

Tipi di neuroni:

a seconda delle zone del sistema nervoso in cui si trovano, i neuroni hanno forma e dimensione diverse. 1

Le varie classificazioni dei neuroni si basano principalmente:

Sul numero totale di assoni che si estendono dal soma:

Ø - n. unipolari

- n. bipolari

- n. multipolari

Sulla forma dei dendriti (cellule piramidali della corteccia, c. stellate, c. a canestro ecc.)

Ø Sul tipo di connessione

Ø - i neuroni sensitivi primari trasportano l’informazione sulla superficie sensitiva del corpo a livello centrale;

- i motoneuroni, conducono l’impulso ad un muscolo e comandano i movimenti;

- di ripetizione, associativi o interneuroni – ricevono impulsi da altri neuroni ed inviano ad altri neuorni le loro

risposte

Sul tipo di neurotrasmettitore che contengono

Ø - catecolamminergici

- colinergici

- GABA-ergici ecc.

Il motoneurone controlla l’attività dei muscoli

Sono localizzati nelle corna ventrali del midollo spinale, sono di due tipi: Motoneuroni Alfa, e Motoneuroni Gamma.

Sono ovunque e comandano i movimenti volontari e tanti involontari (parte della deglutizione..).

TIPOLOGIA E SPECIALIZZAZIONE neuroni e interneuroni, l’esempio del nucleo striato

Esistono dei neuroni che comunicano tra aree e neuroni che comunicano tra loro.

Il nucleo striato entra in causa quando si fa un apprendimento per prova ed errori.

La mielina è una sostanza lipidica che ricopre i neuroni, ma non tutti. La sostanza bianca è quella costituita dai neuroni

mielinici, mentre quella grigia.

La mielina serve per far rendere il neurone più veloce, senza mielina c’è dispersione del segnale.

Questa sostanza si avvolge al neurone con la strategia per aumentare la velocità: isolando il neurone.

Nei neuroni mielinici il passaggio di cariche elettriche che determina la comunicazione, avviene in maniera saltatoria,

e questo permette di passare da un nodo di Ranvier all’altro (il buco che c’è tra una cellula di Schwann all’altra).

La sinapsi è un’entità spaziale. È uno spazio tra un neurone pre-sinaptico che ha un messaggio da dare e un neurone

post-sinaptico che deve ricevere un messaggio; che spesso sono neurotrasmettitore. Quindi la sinapsi è spesso uno

spazio dove vengono scambiate sostanze chimiche.

I neurotrasmettitori possono essere: modulatori, eccitatori o inibitori. Non esiste una scala di importanza sono tutti

sullo stesso livello. Una mancanza di inibizione porta per esempio all’epilessia. Se manca l’eccitatorio manca

apprendimento. Senza modulatorio è un disastro perché con l’eccitatorio soltanto gli eventi non succedono (la

dopamina è modulatorio).

Classificazione delle sinapsi:

• Sinapsi elettriche

• Sinapsi chimiche

Sinapsi elettriche: si incontra molto di rado nel SNC dei vertebrati. Nella sinapsi elettrica l’onda di depolarizzazione del

potenziale d’azione passa da una cellula all’altra attraverso una struttura specializzata, la giunzione comunicante (o

giunzione serrata o GAP JUNCTION).

Esse sono utilizzate:

- Quando serve rapidità nella trasmissione del segnale

- Quando è richiesta la sincronizzazione dell’attività di più cellule

Sono molto più veloci di quella chimica, è la prima forma di comunicazione e è presente in tutti gli invertebrati. In noi

permette di attivare contemporaneamente molti neuroni in tempi velocissimi. 2

Sinapsi chimica:

a. Un potenziale d’azione depolarizza il terminale assonale

b. La depolarizzazione apre i canali voltaggio-dipendenti per il Ca2+, quindi il Ca2+ entra nella cellula

c. L’ingresso del calcio provoca l’esocitosi del contenuto delle vescicole sinaptiche

d. Il neurotrasmettitore diffonde attraverso lo spazio sinaptico e si lega ai recettori sulla cellula postsinaptica.

È necessaria una rapida inattivazione o rimozione del neurotrasmettitore dalla fessura sinaptica.

Serve che tutti i neuroni siano comunicanti.

Esistono vari tipi di recettori:

®

recettori canali sono essi stessi canali ionici che fanno passare qualcosa. Si legano tantissimi farmaci. (es.

l’alcool si lega ai recettori GABA, e i recettori GABA fanno entrare il cloro che determina l’inibizione della cellula)

®

recettore di membrana ci vuole più tempo, il neurotrasmettitore si deve legare che determina un

cambiamento e poi un’attivazione a cascata. Detto anche recettore accoppiato a proteine G.

Comunque fanno entrare il calcio.

Il recettore canale ha una trasmissione un po’ più rapida, ma può aprire la strada solo a degli ioni.

Concetto di chiave e serratura

Ogni stimolo esterno genera una risposta adeguata a quello stimolo. Noi fin da piccoli abbiamo imparato dei

comportamenti in base a delle situazioni. Il movimento volontario nasce dal grembo materno come movimento

riflesso.

Se io prendo un farmaco, apro tutte le serrature, perché ancora non esiste il farmaco intelligente. Accanto all’effetto

terapeutico abbiamo sempre un effetto collaterale.

Quindi i neuroni hanno come obiettivo il comunicare, è un passaggio di testimone più veloce e affidabile possibile.

Sono quindi specializzati nella connettività. La diversità equivale all’unicità. La nostra diversità è data dai neuroni.

GLIA

La glia, sono non-neuroni, e si dividono:

• Macroglia, di origine neuro ectodermica:

- astrociti

- oligodendrociti (SNC) e cellule di Schwann (SNP)

- cellule ependimali

• Microglia, di origine mesodermica

La glia è noto da pochissimo che cosa faccia, venne considerata come supporto per molto tempo. Prende lo zucchero

dal sangue e lo porta al neurone. Ma non fa solo questo, si attiva moltissimo nelle infiammazioni.

Ruolo della glia:

• Sostegno ai neuroni;

• Controllo dell’ambiente interno del cervello;

• Formazione di strutture specializzate come la barriera ematoencefalica e la guaina mielinica;

• Assicurare l’isolamento delle cellule nervose e la loro protezione da agenti estranei di traumi.

La macroglia, di origine neuro ectodermica:

- Astrociti, regolano lo scambio dei nutrimenti e delle sostanze con il circolo ematico, ha una propagine sul

capillare e una sul neurone, è un tramite, perché il neurone non ha la funzione di alimentarsi, ma solo di

passare informazioni, e quindi ha bisogno dell’Astrocita;

- Oligodendrociti (SNC), e cellule di Schwann (SNP), ottimizzano la conduzione nervosa;

- Cellule ependimali, regolano la produzione, la circolazione e il riassorbimento del liquido cerebrospinale.

La microglia, di origine mesodermica: cellule immunocompetenti del sistema nervoso centrale. Forniscono quella

risposta immune del SNC.

I neuroni abitano su un ‘’letto’’ di glia, che diventa quindi un grande supporto. Le malattie che riguardano la glia sono

quasi tutte terminali.

Tutto ciò che è più tossico della cellula è quello che fa bene alla cellula. Tutto ciò che è ultra pericoloso è anche ultra

utile. 3

Un ruolo importante per gli astrociti è che nella sinapsi l’astrocita non guarda e basta, fa un sacco di cose, per esempio

è una pompa sorprendente di glutammato, richiama, assorbe, con un processo di neurocitosi, il glutammato in

eccesso.

[possibili domande d’esame: quando la conduzione neuronale può diventare più veloce?

- Cambiando la struttura della membrana plastica;

- Aumentando il diametro (si);

- Entrando in contatto con un oligodendrocita (si);

- Aumentando la produzione di ATP.

Che funzione ha la glia?

- Sostegno (si);

- Protezione meccanica;

- Nutrimento (si);

- Trasporto assonale;

- Protezione dagli agenti infettivi(si).]

MENINGI

Le meningi sono un’ulteriore barriera al SNC.

• Meningi encefaliche

Le meningi sono tre membrane connettivali:

- Dura madre

- Aracnoide

- Pia madre

Che occupano e compartimentalizzano lo spazio compreso tra il cranio e l’encefalo, suddividendolo in tre ‘’spazi’’:

- Spazio EPIDURALE (tra periostio- rivestimento connettivale intorno dell’osso- e dura madre), si usa per fare

un’anestesia dei nervi periferici, che portano a quella parte da anestetizzare.

- Spazio SUBDURALE (tra dura madre ed aracnoide)

- Spazio SUBARACNOIDEO (tra aracnoide e pia madre)

• Non esistono spazi tra la pia madre e il tessuto nervoso, la pia è completamente in contatto con il tessuto

nervoso, poiché il rivestimento piale segue l’encefalo in tutta la sua morfologia, rispettando il decorso di

solchi e scissure. È la guaina che avvolge tutto il cervello, accompagna ogni vaso sanguigno dove deve andare.

Il ruolo delle meningi:

• Le meningi hanno il compito di avvolgere e proteggere le strutture nervose, estremamente delicate,

all’interno della struttura ossea della scatola cranica. Infatti, la presenza del liquor e delle diverse trabecole

connettivali assicura lo smorzamento degli urti che altrimenti sarebbero trasmessi elasticamente dal tessuto

osseo al tessuto nervoso. Il tessuto osseo non è fatto per proteggere dagli urti.

La dura madre è il foglietto meningeo più esterno ed è costituita da due strati:

- Strato periostale

- Strato meningeo

Questi due foglietti durali sono sempre a contatto, come un’unica entità, ad eccezione dei punti in cui accolgono il

sangue verso il refluo dall’encefalo, formando i seni venosi della dura madre.

La pia madre è la parte più intima delle meningi, e è strettamente adesa a tutte le porzioni dell’encefalo.

L’aracnoide è una membrana vascolare che permette il passaggio dai vasi arteriosi verso l’encefalo per l’ossigenazione

e la nutrizione.

Le meningiti sono patologie che interessano i tessuti meningei. Sono rischiose, mettono a rischio la salute del tessuno

nervoso limitrofo. Un esempio è la meningite, infiammazione delle meningi, e dalla meningo-encefalite, estensione

del processo flogistico primariamente meningeo al tessuto nervoso circostante.

Le meningi possono essere colonizzate da agenti patogeni attraverso diverse vie:

1. Per via ematogena

2. Per contiguità

3. Per diretto contatto.

Meningi: protezione meccanica e circolazione. Il pannicolo della dura madre è in grado di tenere i vasi sanguigni nella

giusta posizione.

La Pia madre segue i vasi sanguigni fino al tessuto nervoso formando uno strato (glia limitans) che isola e protegge

l’intero cervello. 4

C’è un’ulteriore barriera: la barriera Emato-Encefalica, è costituita da più elementi.

BEE e BEL (barriera Emato-Liquoral).

Entrambe esercitano la funzione di filtro biologico, perché controllano selettivamente il trasferimento di sostanze

(ioni, glucosio, proteine) dal sangue al tessuto nervoso e dal sangue al liquor cerebro-spinale.

In particolare, nell’ambito delle proteine, queste barriere regolano il transito intratecale dei mediatori della risposta

immunitaria e infiammatoria.

Anche il glucosio non può entrare quando vuole, e questo è molto importante perché deve essere controllata, il

glucosio deve essere giusto, né troppo poco né troppo.

I NEUROTRASMETTITORI

Caratteristiche:

1. Deve essere sintetizzato e immagazzinato nel neurone presinaptico;

2. Deve essere rilasciato dal terminale assonico presinaptico dopo la stimolazione;

3. Deve produrre una risposta nel neurone postsinaptico;

4. La sua azione deve essere localizzata e limitata nel tempo.

Un qualcosa che è periferico che è importante per la regolazione sanguigna, dobbiamo chiamarlo Neurotrasmettitore.

Possono avere varia natura. Non sono soltanto le ammine, per esempio ci sono neurotrasmettitori gassosi. I gas sono

molto importanti e sono avvantaggiati perché non devono essere rilasciati perché passano attraverso la barriera della

membrana plasmatica, per gradiente di concentrazione.

I neurotrasmettitori sono in genere suddivisi in due grandi categorie:

- Neuropeptidi: tendono a modulare funzioni cerebrali più lenti e continue (ENK, sostanza P, neurotesina ecc.).

entrambi si legano comunque a recettori e tendono a modificare le proprietà elettriche dell’elemento post-

sinaptico;

- Piccole molecole: in genere mediano reazioni rapide (Ach ecc.)

Neuropeptidi: fattori di rilascio ipotalamici (CRF; GnRH; TRH; GRH somatostatina; PIF; MSH-IF); oppioidi (Met-

encefalina; Leu-Encefalina; Dinorfine (A e B); b-Endorfina); peptidi neuroipofisari (Ossitocina; ADH); peptidi ipofisari

(Gastrina; Colecistochinina (CCK-8); PACAP; Vasoactine intestinal peptide (VIP); neurokinine (sostanza P; Neurokinine

A e B; Neuropeptidi K, g, Y).

Molecole più piccole: Amminoacidi (Glicina; Ac. Aspartico); Acetilcolina; Ammine biogene (dopamina; adrenalina;

noradrenalina; serotonina); ATP/UTP/UDP adenosina.

In base a quale criterio di identifica un neurotrasmettitore?

La sostanza deve essere presente nel neurone pre-sinaptico (e anche tutti gli enzimi per produrla).

Il rilascio della sostanza deve avvenire in risposta ad una depolarizzazione pre-sinaptica che deve essere Ca2+ -

dipendente.

La membrana dell’elemento post-sinaptico deve portare i recettori per quella sostanza.

Dopo che il trasmettitore ha svolto la sua azione legandosi al suo recettore specifico, DEVE ESSERE RAPIDAMENTE

RIMOSSO per estinguere l’effetto.

Questo avviene:

- Per retro-trasporto all’interno del terminale pre-sinaptico (NE)

- Per degradazione ad opera di enzimi specifici (ACh)

- Per la combinazione di entrambi i processi (MAO e COMT per DA)

SISTEMI DOPAMINERGICI

Denominazione Origine Target Funzione

NIGRO-STRIATALE Substantia nigra Neostriato CONTROLLO MOTORIO

MESOLIMBICO Area tegmentale ventrale n. accumbens amigdala GRATIFICAZIONE

MESOCORTICALE Area tegmentale ventrale Corteccia prefrontale PIANIFICAZIONE PROBLEM

SOLVING

La membrana neuronale ha un importante funzione di barriera nei confronti delle sostanze disciolte nel liquido

extracellulare; di fondamentale importanza è la composizione delle proteine che la compongono.

- Sono gli elementi che controllano il grado di permeabilità della membrana;

- Hanno la funzione di trasporto di molecole;

- Costituiscono i recettori, elementi importa