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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 importanti, coinvolti nei meccanismi di comunicazione tra cellule.

Questo non avviene solo nella membrana plasmatica ma anche nelle membrane di tutti gli organelli intracellulari:

- Mitocondri 5

- Reticolo endoplasmatico

- Vescicole sinaptiche

Recettori dei neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori generano risposte elettriche negli elementi post-sinaptici legandosi a proteine di membrane dette

recettori. Questi a loro volta determinano in modo diretto o indiretto apertura o chiusura dei canali ionici della

membrana post-sinaptica. Il tipo di coppia neurotrasmettitore-canale determinerà se l’effetto sarà inibitorio o

eccitatorio.

I RECETTORI

Molecole che legano in modo specifico, definito e con affinità precisa uno o più mediatori endogeni e che inseguito a

questo legame possono subire una modificazione conformazionale capace di far scaturire un effetto cellulare.

I recettori subisce sempre una modificazione conformazionale quando si lega.

Queste proteine possono essere recettori canali o recettori di membrana.

I recettori si dividono in due classi principali:

• Recettori a gating diretto o ionotropici: sono recettori che, oltre a portare il sito di legame per il trasmettitore

sono anche canali. Ad esempio i recettori colinergico nicotinico, il recettore GABAergico A, il recettore NMDA

e AMPA-kainato per il glutammato, il recettore setoninergico 5-HT3;

• Recettori a gating indiretto o metabotropici: sono accoppiati ad un canale attraverso un G-proteina ed

eventualmente un sistema di secondi messaggeri. Ad esempio i recettori alfa e beta-adrenergici, i recettori

colinergici muscarinici (M1-M5) ecc.

Esistono i recettori di membrana che regolano il passaggio di una sostanza attraverso una membrana e recettori

intracellulari che regolano il passaggio di una sostanza dal citoplasma al nucleo. Regolano i recettori sessuali che

hanno una recezione molto rapita. La sostanza arriva nel citoplasma, li viene captata e il segnale arriva direttamente al

nucleo.

Diversi sistemi di traduzione

• I recettori di membrana trasducono il segnale generando modificazioni biofisiche e biochimiche della cellula

• I recettori intracellulari, interagendo con tratti specifici del genoma, portano a modificazioni dell’espressione

genica e quindi della composizione proteica della cellula

Ce ne sono tantissimi di recettori intracellulari e sono molto importanti.

[possibili domande d’esame: quale è la struttura morfo-funzionale che garantisce una buona protezione meccanica

dell’encefalo e del nevrasse dalle sollecitazioni provenienti dall’esterno attraverso l’apparato scheletrico?

- La pia madre

- Le meningi (si)

- La glia

- La colonna vertebrale

- Il periostio

Cosa definisce un neurotrasmettitore?

- La sua struttura chimica

- La funzione fisiologica

- La localizzazione della sua sintesi e del suo utilizzo (si)

- La sua attività intracellulare]

Spegnimento del segnale

• Ricaptazione del neurotrasmettitore

• Catabolismo enzimatico nello spazio sinaptico. Con questo funzionano molti farmaci e droghe.

Meccanismi alternativi di spegnimento del segnale: la desensitizzazione

• Riduzione dell’affinità del recettore per il ligando

• Incapacità di trasdurre il segnale dovuto a modificazioni da parte di altre proteine

• Riduzione del numero di molecole del recettore (down regulation). Questo non vuol dire che il recettore

viene distrutto, quindi il recettore viene internalizzato.

Spegnimento del segnale nei recettori canale

• La desensitizzazione è una proprietà intrinseca dei recettori canali 6

• Equivale a una riduzione della capacità di andare incontro al cambio conformazionale necessario per

produrre l’apertura del canale ionico transmembranario

ECCITAZIONE e INIBIZIONE

• Il Glutammato

E’ un neurotrasmettitore eccitatorio a livello del Sistema Nervoso Centrale. Se presente in elevate

concentrazioni può essere tossico

• Il GABA

Questo neurotrasmettitore è presente in modo diffuso in tutto il cervello e la sua funzione principale è di tipo

inibitorio (impedisce la trasmissione delle informazioni da un neurone all’altro, mettendoli

temporaneamente ‘’a riposo’’). Sembra avere un ruolo importante nel regolare l’ansia delle persone: un

aumento dell’attività di questo neurotrasmettitore produce effetti di tipo ansiolitico.

ACETILCOLINA

• Importante nelle funzioni cognitive quali la memoria, l’apprendimento, l’attenzione (è stata riscontrata una

riduzione di Acetilcolina a livello cerebrale nelle persone che soffrono della malattia di Alzheimer).

• Importante nel regolare altre funzioni quali l’umore, la percezione del dolore, funzioni motorie,

neuroendocrine e neurovegetative.

Sistemi di neurotrasmettitore che regolano lo stato emozionale

NORADRENALINA

È presente in tutto il cervello. La sede principale è il locus coerelus. È presente in tantissime sinapsi.

• Regola moltissime risposte comportamentali (capacità di pensiero, tono dell’umore) ed umorali (secrezione

di ormoni) verso stimoli ambientali potenzialmente pericolosi.

• Interessa la corteccia cerebrale, l’amigdala, l’ippocampo, il cervelletto, il talamo, l’ipotalamo, i nuclei del

bulbo e nella parte ventro-laterale del ponte. La disfunzione dei meccanismi di regolazione dell’attività

noradrenergica, potrebbe essere alla base dell’insorgenza di alcuni sintomi di depressione.

DOPAMINA

La dopamina è anche nei bulbi olfatti e anche grazie a questa noi ricordiamo qualcosa collegato a un odore.

• È responsabile del controllo dei comportamenti motivati e della modulazione degli stati affettivi.

• Interessa i neuroni del mesencefalo e del diencefalo che mandano proiezioni alla corteccia prefrontale

mediale, al giro del cingolo e dell’area entorinale, all’ipotalamo e all’ipofisi.

• Una diminuzione della funzionalità dei sistemi dopaminergici attutisce o abolisce completamente la capacità

di apprezzare gli eventi gratificanti e le esperienze piacevoli, mentre livelli abnormi di dopamina sono

associati alla sintomatologia della schizofrenia.

SEROTONINA

È prodotta soprattutto dai neuroni del Raphe. La serotonina arriva un po’ dappertutto.

• Regola il tono dell’umore, alcune funzioni cognitive, il comportamento motorio, alimentare e alcune funzioni

neuroendocrine

• Interessa alcuni nuclei a vari livelli del tronco encefalico, l’area mediale del ponte e del mesencefalo che

inviano fibre alla corteccia cerebrale, all’ippocampo, all’ipotalamo, al bulbo olfattivo e alla maggior parte della

corteccia prefrontale

• A livello dell’ipotalamo esercita una funzione stimolatoria sul rilascio di prolattina, ormone della crescita e

ormone adronocorticotropo

• La disfunzione dell’attività serotononinergica potrebbe essere responsabile dell’insonnia, delle alterazioni

neuroendocrine e dell’ansia nelle persone depresse.

Serotonina e melatonina sono correlati tra loro.

(galleryhip.com)

I MESSAGGERI RETROGRADI

• Endocannabinoidi, sono di tipo lipidico quindi non hanno problemi di passare dal post al pre-sinaptico.

Escono nella membrana e vanno a collidere con i neuroni pre-sinaptici. È un sistema estremamente

necessario. Vengono prodotti e rilasciati dal neurone-post sinaptico, tornano indietro e aggiustano la

comunicazione. Quando un messaggio arriva troppo nel neurone-presinaptico, il neurone post-sinaptico gli 7

dice di ‘’fermarsi’’. Vengono prodotte in seguito a una grande entrata di Ca2+ e una volta diffusi per

diffusione e entrano nella cellula, il CB1 sono in grado di inibire la cellula.

• Gas (NO, CO), sono delle molecole semplicissime, il monossido di carbonio bloccano il neurone. Questo gas

passa per diffusione, e la sinapsi si intossica di questo gas, e ci serve per fare LTP.

Solo queste categorie chimiche possono passare la barriera perché sono o lipidiche o gassosi e passano dal post-

sinaptico al pre-sinaptico.

SISTEMA NERVOSO AUTONOMO

Sistema autonomo è chiamato autonomo perché è fuori la nostra volontà. È composto in sistema simpatico e sistema

parasimpatico.

Il sistema simpatico ha la funzione di stimolare l’organismo in situazioni di stress. Per esempio, mentre accellera il

battito cardiaco, inibisce e rallenta i processi digestivi. Il sistema nervoso simpatico è formato da due catene di gangli

(formazione di neuroni tutti vicini e funzionalmente impiegati ad adempiere un compito), che sono ammassi di cellule

nervose localizzate al di fuori del sistema nervoso centrale, disposti ai lati della colonna vertebrale, dai quali partono

le fibre nervose. Il neurotrasmettitore simpatico è l’adrenalina.

Il sistema parasimpatico esercita sui vari organi azioni opposte a quelle del sistema simpatico: rallenta una certa

funzione dove il sistema simpatico ne ha determinato un’accelerazione e viceversa. Per esempio, rallenta la frequenza

cardiaca e stimola processi digestivi. È formato da neuroni nel midollo allungato e nel midollo spianale da cui partono

le fibre nervose. Il neurotrasmettitore del parasimpatico è l’acetilcolina. È essenziale che anche il sistema

parasimpatico funzioni per far tornare l’equilibrio.

AROUSAL

È uno stato generale di attivazione e reattività del sistema nervoso, in risposta a stimoli interni (soggettivi) o esterni

(ambientali e sociali). È attribuibile all’influenza della formazione reticolare attivante sul sistema nervoso autonomo e

sull’intera corteccia cerebrale.

È un arrivare a un limite, che si deve sempre migliorare, ma deve avere un ritorno.

Cosa succede se superiamo il limite? Entriamo in una zona di stress. Spesso un attacco di panico è una spirale di

Arousal che non ha ritorno.

SIMPATICO PARASIMPATICO

ATTIVAZIONE RECUPERO

Dilatazione delle pupille Costrizione delle pupille

Tachicardia Riduzione del battito cardiaco

Rilassamento delle vie aeree Costrizione delle vie aeree

Costrizione dei vasi sanguigni periferici Rilassamento dei vasi sanguigni periferici

Maggiore apporto di glucosio nel sangue Ripristino metabolismo glucosio

Riduzione delle secrezioni Ripristino delle secrezioni

Inibizione della digestione Stimolazione della digestione

È necessario tornare al controllo perché c’è bisogno di questo, gli animali sono bravissimi ad attivarlo ma anche a

recuperare.

TECNICHE DI NEUROIMMAGINE

RISONANZA MAGNETICA PER IMMAGINI (MRI)

Si basa su informazioni che provengono dalla densità protonica relativa all’idrogeno delle molecole d’acqua presenti

nel tessuto analizzato e quindi i dettagli migliori si ottengono da tessuti molli.

Cosa succede? L’atomo in generale gira intorno ad una colonna chiamata spin, con il magnete i miei atomi iniziano a

girare in modo non normale. L’esame è fatto quando la macchina si spegne e i miei atomi ritornano nella forma

normale, e l’algoritmo è in grado di fare un’immagine delle strutture anatomiche del paziente.

• L’imaging cerebrale funzionale comprende varie metodologie per misurare l’attività del cervello in maniera

non invasiva 8

• Le principali tecniche sono la risonanza magnetica funzionale (fMRI,) e la tomografia a emissioni di positroni

(PET)

• Entrambi i metodi non misurano direttamente l’attività dei neuroni, ma permettono di visualizzare variazioni

dell’attività cerebrale in quanto sensibili ai cambiamenti di tipo metabolico ed emodinamico che

accompagnano l’aumento dell’attività neurale.

Non posso comunque misurare i neuroni, perché per quello serve un elettrodo.

PET – una misura indiretta

• Una delle prime tecniche di imaging cerebrale funzionale

• Prevede l’uso di isotopi radioattivi. Il segnale misurato con la PET si basa sulle proprietà fisiche di alcuni

isotopi dell’ossigeno (15O) del carbonio (11C) e di altri nuclei

• Questi isotopi decadono verso configurazioni più stabili, per es. 15 O verso 15 N, emettendo positroni e

neutriti. La camera PET rileva queste reazioni e permette di acquisire immagini tridimensionali che

rappresentano il flusso cerebrale sanguigno regionale.

• Dato che un’altra attività sinaptica comporta un aumento della domanda energetica (glucosio e ossigeno) e

un aumento del flusso sanguigno, il segnale PET consente- anche se in maniera indiretta- di misuare l’attività

cerebrale.

LIMITI:

• L’UTILIZZO DI SOSTANZA RADIOATTIVE RAPPRESENTA UNA FORTE LIMITAZIONE

• Durante un esperimento PET vengono acquisite solo un numero limitato di immagini, per ognuna delle quali

l’attività cerebrale viene integrata su un lasso di tempo di circa un minuto. Di conseguenza, l’immagine PET

non rappresenta l’attività cerebrale in risposta a un singolo stimolo, ma riflette un’attivazione sostenuta

durante il periodo di acquisizione, che costituisce la risoluzione temporale di questa tecnica.

Il tomografo PET è lo strumento utilizzato per acquisire le immagini. Questa apparecchiatura misura la radioattività

emessa dal tracciante e ricostituisce mediante algoritmi matematici le immagini tomografiche relative a come il

tracciante si è distribuito nell’organismo.

TAC (Tomografia Assiale Computerizzata)

• Sfrutta le radiazioni ionizzanti per ottenere immagini dettagliate di aree specifiche dell’organismo

• Il processo viene ripetuto da varie angolazioni e i risultati sono elaborati attraverso degli algoritmi che

permettono di avere una mappa ANATOMICA dell’area da studiare che si basa sulla DENSITA’ DEL TESSUTO

• La TAC dell’encefalo viene utilizzata per un primo approccio della maggior parte delle malattie del cervello

• Nell’insulto cerebrale acuto (ictus) viene eseguita per distinguere una ischemia cerebrale (mancato accesso di

sangue al cervello) da una emorragia cerebrale (rottura di una arteria del cervello con conseguente

fuoriuscita di sangue)

• La TAC dell’encefalo viene eseguita anche per lo studio di tumori primitivi del cervello o per la ricerca di

metastasi oltre che per la patologia infiammatoria ed infettiva

Durante una TAC la radiazione elettromagnetica attraversa il paziente e viene captata dai detettori (piccole camere di

ionizzazione). Si ottiene così un segnale elettrico che, dopo essere stato elaborato da complicatissimi algoritmi,

fornisce immagini dettagliate del corpo. Nel caso si renda necessario, tali immagini possono essere ricostruite in un

modello tridimensionale.

Per poter ricavare informazioni dettagliate di specifiche aree dell’organismo è necessario radiografare la sezione da

più angoli. Il fascio di raggi X viene così proiettato seguendo in successione numerose traiettorie diverse.

La TAC può essere utilizzata senza e con mezzo di contrasto. I mezzi di contrasto sono sostanze che, introdotte

nell’organismo, assorbono più o meno intensamente i raggi X rispetto ai tessuti ed i parenchimi, contrastandoli

artificialmente. Grazie a questi mezzi di contrasto è possibile ottenere immagini particolareggiate del lume intestinale,

dei vasi e del cervello, addome, torace e pelvi.

Risulta dunque fondamentale l’integrazione delle immagini PET con le immagini TAC per una più accurata

identificazione delle strutture anatomiche.

La soluzione a questo problema è il tomografo PET-TAC, in cui un tomografo PER e un tomografo TAC d’ultima

generazione sono assemblate in un unico stativo e controllati da una sola console di comando, consente d’acquisire

sequenzialmente le immagini funzionali PET e quella anatomiche TAC senza muovere il paziente dal lettino e in una

unica sessione d’esame. 9

Hanno anche abbassato le radiazioni provenienti dal corpo del paziente.

• Queste limitazioni sono state parzialmente risolte dall’avvento della risonanza magnetica funzionale (fMRI),

la quale, non necessitando di alcun tipo di tracciante radioattivo, può considerarsi totalmente non invasiva.

fMRI

• Tecnica diagnostica di rappresentazione grafica, che permette di valutare la funzionalità di un organo o di un

apparato del corpo umano

Principio della fMRI

• L’aumento di attività neurale causa un aumento del consumo di ossigeno, con un conseguente aumento del

flusso e volume sanguigno finalizzato all’apporto di sangue ricco di ossigeno

• Questo comporta un cambiamento del rapporto fra la concentrazione di ossiemoglobina e deossiemoglobina.

Poiché le due molecole hanno proprietà magnetiche diverse, si ha una variazione del campo magnetico locale

e, quindi, del segnale di risonanza.

Limiti della fMRI

• Essendo le variazioni del segnale BOLD dominante dell’emodinamica, e non direttamente dall’attività dei

neuroni, l’aumento del segnale BOLD conseguente a un’attivazione neurale è lento e protratto nel tempo.

• Di conseguenza, anche un evento breve che provoca attivazione neurale solo per poche decine di millisecondi

genera una risposta BOLD con una durata di circa 15s.

Tecniche non convenzionali

Utilizzare le tecniche di imaging anche per lo studio delle comunicazioni fra le aree cerebrali. Contribuisce ad ampliare

le conoscenze sul funzionamento del cervello, passando da una nozione basata su associazioni univoche tra funzioni e

aree cerebrali a una concezione dinamica in cui la stessa area può partecipare a diverse funzioni in dipendenza delle

altre aree con cui di volta in volta si connette funzionalmente.

Perché si utilizza la fMRI?

Per malattie come schizofrenia, che aiuta ai ricercatori a trovare un correlato fisiologico dei segni clinici. Questo segno

clinico corrisponde all’attivazione di quest’area.

È anche una risorsa, una fonte di evidenze cliniche che possono dare la possibilità al clinico di formulare una diagnosi

più completa.

Parkinson diseae. La depressione, la fMRI che riesce a far capire ai ricercatori a decifrare ai ricercatori le correlazioni

con le aree cerebrali. L’ippocampo è meno attiva nel depresso. Il diabete, è una malattia metabolica, ma è associata in

tantissimi aspetti psichiatrici-neurologici.

Vantaggi

Hanno reso possibili lo studio dei meccanismi legati a processi sensoriali e motori, ma anche a processi più complessi

quali funzioni esecutive, memoria e linguaggio.

TECNICHE NON CONVENZIONALI DI fMRI

Negli ultimi anni, varie metodologie innovative hanno creato di andare al di là di questa nozione,

considerando che lo svolgimento di diverse azioni richiede la cooperazione di molte aree,

si cerca di vedere le connessioni. Mettono in luce la capacità dei tessuti di tenere l’acqua. Vede delle piccole

modificazioni che non si vedrebbero altrimenti, che avremmo un segnale che ci dice che il fascio è deviato in piccola

misura. Quindi questa tecnica è la più sensibile.

La Deep Brain Stimulation, non è propriamente un metodo di indagine.

MEG Rivela i debolissimi campi magnetici generati sul cranio dalle correnti elettriche connesse con l’attività della

corteccia cerebrale

L’attività della corteccia cerebrale è associata a reazioni chimiche e quindi a spostamenti di ioni che generano

correnti elettriche. Tali correnti inducono un campo magnetico che è perpendicolare alla loro direzione. È un

campo debolissimo, un miliardesimo di quello statico terrestre, che è oggi possibile misurare grazie

all’evoluzione degli SQUID 10

La stimolazione magnetica transcranica:

un nuovo metodo non invasivo per modulare l’attività cerebrale e studiamo le risposte. È stato visto che è in grado di

influire degli effetti. È in grado di generare un’attivazione o una disattivazione del sistema cerebrale. È un metodo di

modulazione dell’attività cerebrale, reversibile e non invasivo.

Si utilizza come strumento diagnostico, come un cervello malato risponde a questo e come un cervello sano risponde

a questo.

Per anni è stato considerato così, però poi si è scoperto che poteva anche essere curativo, ovvero imporre una

plasticità in certe patologie, si usa anche nella depressione ora.

I medici prima hanno lavorato sulla sicurezza e hanno visto che non creava nessun danno. Funziona molto bene anche

nell’ictus che riesce a risvegliare la parte che non funziona bene.

Principi della stimolazione magnetica transcranica: campo magnetico -> campo elettrico -> variazione campo elettrico

neuronale.

Ci sono anche le combinazioni di tecniche: EEG-TMS e TMS-PET.

Cosa si fa nell’animale? Il cervello è diverso dal nostro ma anche molte analogie.

[Possibili domande d’esame: Quali metodi di indagine si possono applicare per studiare l’attivazione di aree cerebrali

specifiche associate a un dato comportamento?

- La risonanza magnetica per immagini

- La radiografia a raggi x

- La TAC

- La stimolazione magnetica transcranica (si)

- fMRI (si)

il sistema nervoso autonomo, deputato al controllo delle funzioni viscerali è:

- costituito da encefalo e nevrasse

- contiene i gangli della base

- comprende il sistema simpatico e parasimpatico (si)

- ha come unico neurotrasmettitore l’acetilcolina]

GLI ORMONI

Sono il sistema che il sistema nervoso ha per comunicare un comando per un comportamento, che può essere

duraturo, un’attitudine o qualcosa che deve diventare routine.

L’ormone riesce a comandare il funzionamento di tutti gli organi.

L’ipotalamo gestisce la maggior parte degli ormoni. Anche gli ormoni, considerati periferici parlano con dei neuroni

peptidermici (che rispondono a sostanze peptidiche) prodotte dall’intestino.

C’è un feedback al livello periferico che arriva al cervello.

Il sistema endocrino è costituito da ghiandole endocrine che secernono ormoni.

Gli ormoni sono dei messaggeri chimici che vengono riversati direttamente nel sangue per essere trasportati ad un

organo bersaglio dove esercitano la loro funzione.

Caratterista degli ormoni:

• Sono immessi nel circolo sanguigno, e questo implica anche la sua lentezza, ma non per questo sono meno

importanti dei neurotrasmettitori

• Sono trasportati dal sangue alle cellule o organi bersaglio

• Si legano a recettori specifici presenti nelle cellule bersaglio, esattamente come i neurotrasmettitori

• Un ormone può esplicare effetti molteplici sullo stesso tessuto bersaglio

L’ormone gira anche in condizione di non-attivazione, e si attiva solo nelle condizioni in cui ce né bisogno.

Le funzioni biologiche dell’ormone si svolgono con tre diversi meccanismi di secrezione:

- Endocrina: l’ormone prodotto al livello della ghiandola endocrina raggiunge il tessuto bersaglio tramite il

torrente circolatorio

- Paracrina: l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina raggiunge il tessuto bersaglio tramite il

liquido extra-cellulare

- Autocrina: l’ormone prodotto a livello della ghiandola endocrina ha effetto sulle stesse cellule che l’hanno

prodotto.

Classificazione degli ormoni:

- Ormoni peptidici (costituiti da tre o più amminoacidi) 11

- Ormoni steroidei (derivati dal colesterolo), essendo lipidici passano la membrana e arrivano direttamente al

nucleo, e li si stampano proteine per la risposta.

- Ormoni amminici, sono più piccoli

Ormoni PEPTIDICI

Gli ormoni peptidici vengono sintetizzati e immagazzinati in vescicole secretorie.

Preproormone -> proormone -> ormone attivo (contenuto in vescicole secretorie)- input -> esocitosi

Ormoni STEROIDEICI

Gli ormoni steroidei sono derivati dal colesterolo, sono lipofili e non sono immagazzinati in vescicole secretorie.

Stimolo -> precursore convertito in ormone attivo -> diffusione semplice.

Sia l’uomo che la donna hanno sia l’estrogeno che il testosterone, ma hanno effetti completamente diversi.

Ormoni AMMINICI

Gli ormoni amminici sono sintetizzati a partire da un amminoacido, sono idrofili e sono immagazzinati in vescicole

secretorie e rilasciati attraverso un processo di esocitosi.

MECCANISMO D’AZIONE

1) ORMONI PEPTIDICI

Vengono trasportati nel sangue ma per andare nella cellula devono essere trasportati. Quindi abbiamo una

sintesi e un immagazzinamento in vescicole o granuli secretori fino a quando la cellula non riceve un

messaggio per la secrezione. Sono idrofili, viaggiano nel plasma in forma libera si legano ad un recettore

specifico. Il complesso ormone recettore innesca la risposta cellulare.

Il complesso ormone-recettore innesca la risposta cellulare, con una cascata di eventi.

Legame dell’ormone al suo recettore di membrana -> ATP viene convertito in cAMP -> cAMP agisce come

secondo messaggero nell’attivazione di certe proteine -> proteine attivate innescano delle reazioni che

portano a delle risposte fisiologiche, in genere è produrre delle proteine che cambiano la cellula stessa.

RECETTORI PER GLI ORMONI PEPTIDICI

- Sono situati sulla membrana cellulare

- Determinano la sintesi di secondi messaggeri (cAMP, cGMP, DAG, Ca++)

- I secondi messaggeri determinano modificazioni enzimatiche dentro la cellula

L’attivazione c’è nel momento in cui arriva la chiave giusta per farlo attivare.

2) ORMONI STEROIDEI

Il colesterolo è il precursore di tutti gli ormoni steroidei. Sono lipofili e attraversano facilmente la membrana

cellulare. Non sono solubili nel plasma e per questo si legano a proteine trasportatrici.

RECETTORI PER GLI ORMONI STEROIDEI

- Si trovano nel compartimento intracellulare

- Il complesso ormone-recettore si laga al DNA attivando uno o più geni

- L’mRNA dirige la sintesi di nuove proteine

3) ORMONI AMMINICI

I principali ormoni amminici sono:

CATECOLAMINE e ORMONI TIROIDEI che derivano dall’amminoacido Tirosina.

MELATONINA che deriva dall’amminoacido Triptofano.

Le catecolamine si comportano come gli ormoni peptidici.

Gli ormoni Tiroidei e la Melatonina si comportano come gli ormoni steroidei, vanno ad agire sul nucleo.

Regolazione della secrezione ormonale

L’attività secretoria dei tessuti endocrini è controllata con un meccanismo a feedback negativo. Esistono due circuiti di

retroazione:

BREVE: nel feedback a circuito breve, la risposta del tessuto bersaglio principale viene a ricadere sulla ghiandola

endocrina.

LUNGO: nel feedback a circuito lungo, un segnale proveniente da tessuti bersaglio secondari controlla l’attività

secretrice dei tessuti endocrini.

IPOTALAMO, il cervello nel cervello 12

• Centro delle funzioni viscerali: i suoi neuroni proiettano ai centri parasimpatici e simpatici del tronco

cerebrale e del midollo spinale

• Stazione di relé tra la corteccia cerebrale e i centri autonomi inferiori

È quella interfaccia tra le funzioni viscerali e le funzioni superiori. È anche in grado di creare di fattori che fanno

rilasciare qualcosa direttamente nel circolo sanguigno. Contiene in sé i neuroni che reagiscono con tante sostanze.

Quindi sia la sua struttura che la sua funzione è molto complessa.

L’ipotalamo secerne delle sostanze liberatrici di altri ormoni; è quello che da il via, i cosiddetti ‘’ormoni liberatori’’.

IPOFISI

È una ghiandola ben nascosta nel nostro cranio, sta quasi al centro del nostro cervello. È una ghiandola regime perché

comanda ad altre ghiandole di produrre ormoni sempre attraverso ormoni.

L’ipofisi è un organo impari e mediano ancorato alla faccia inferiore del cervello mediante un peduncolo di tessuto

nervoso (peduncolo ipofisario), allocata nella sella turcica. È costituita da due parti: l’ipofisi anteriore (adenoipofisi) è

vero tessuto endocrino di origine epiteliale; l’ipofisi posteriore (neuroipofisi) è un’estensione del tessuto nervoso.

• ADENOIPOFISI

è una vera ghiandola endocrina in rapporto con l’ipotalamo mediante uno speciale gruppo di vasi sanguigni che

costituisce il SISTEMA PORTALE IPOTALAMO-IPOFISARIO

• NEUROIPOFISI

Sito di accumulo e rilascio di due neuroormoni sintetizzati nell’ipotalamo: OSSITOCINA e ADH (ormone anti-

diuretico) o VASOPRESSINA

La sintesi e la liberazione dell’ormone ossitocina sono indotte per via riflessa della distensione meccanica della vagina

e dell’utero durante il parto e dalla suzione del capezzolo.

Nella donna la secrezione di ossitocina è stimolata anche da stimoli psicologici, come il pianto del lattante.

Lo stress emotivo, la paura, la luce, il freddo sono fattori che inibiscono la secrezione di OXT. L’azione dell’ormone nel

maschio è nota per il suo aspetto pro-sociale ed è associato al comportamento parentale.

L’ipotalamo rilascia fattori di liberazione di altri ormoni che l’ipofisi poi sarà in grado di rilasciare. Per ogni ormone

dell’adenoipofisi c’è un fattore di liberazione dall’ipotalamo.

ORMONI DELL’IPOFISI ANTERIORE

ORMONE SIGLA NATURA CHIMICA AZIONE PRINCIPALE:

STIMOLA..

Somatrotopo GH Proteina La crescita corporea e la

sintesi proteica nelle

cellule

Prolattina PRL Proteina Lo sviluppo e la secrezione

lattea della ghiandola

mammaria

Adreno-corticotropo ACTH Polipeptide La secrezione di

corticosteroidi dalla

corticale del surrene

Tireotropo TSH Glicoproteina La secrezione degli ormoni

tiroidei della tiroide

Follicolo-stimolante FSH Glicoproteina Lo sviluppo dei follicoli e la

secrezione degli ormoni

estrogeni nell’ovaio: la

spermatogenesi nel

testicolo

Luteinizzante LH Glicoproteina L’ovulazione e la

formazione del corpo

luteo: la secrezione di

androgeni delle cellule di

Leyding del testicolo 13

GH (Growth hormone) o Somatrotopina

La secrezione è regolata dall’azione contrapposta di 2 ormoni ipotalamici: il GHRH p somatoliberina anche ne stimola il

rilascio, e il GHIH o somatostatina anche ne impedisce il rilascio.

La secrezione di GH è influenzata da diversi fattori. È stimolata dal sistema simpatico, dallo stress, dall’attività fisica,

dall’ipoglicemia.

Il GH viene secreto soprattutto durante l’infanzia e la gioventù. Dopo i 20 anni, la sua sintesi diminuisce rapridamente

al punto che di solito la concentrazione di tale ormone in una persona di 50 anni è circa la metà rispetto a una di 20.

È utilizzato, in modo dannoso, dagli atleti.

Patologie causate da un’alterazione di secrezione di GH

Nanismo ipofisario

Gigantismo

Acromegalia

PROLATTINA

La secrezione della prolattina è indotto dall’ormone ipotalamico specifico per il suo rilascio il PRH. I recettori della PRL

sono presenti nelle mammelle e nelle gonadi femminili. Non è chiaro il significato della prolattina nel maschio.

L’aumento degli estrogeni durante la gravidanza stimola l’accrescimento e la proliferazione delle cellule lattotrope

ipofisarie a tale punto che l’ipofisi arriva a raddoppiare le sue dimensioni durante la normale gravidanza.

FUNZIONE: insieme agli estrogeni, al progesterone, al GH e cortisolo, stimola la proliferazione e la ramificazione al dei

mammari. Dopo il parto stimola la sintesi del latte.

Picco di produzione: dopo il parto

Controllo +: fattore di rilascio ipotalamico PRH

Controllo -: dopamina, stress, ipoglicemia.

TIROIDE

La tiroide è un organo impari e mediano, costituita da due lobi e un istmo che li unisce, ed è situata nteriormente alla

porzione superiore della trachea.

La tiroide è avvolta da una capsula fibrosa con dei sepimenti intersi che la suddividono in lobuli. Ciascun lobulo è

costituito da numerose vescicole dette follicoli tiroidei.

Il follicolo è l’unità anatomo-funzionale della tiroide ed è una vescicola irregolarmente sferoidale, chiusa da un epitelio

monostratificato di cellule secernenti detti tireociti.

Gli ormoni tiroidei in circolo sono rappresentati soprattutto dal T4.

Il T3 circolante deriva per l’80% dalla deiodazione di T4 in periferia.

La forma attiva a livello cellulare è rappresentato dal T3, che deriva per metabolizzazione del T4, cui viene rimosso un

atomo di iodo (deiodazione) dall’anello esterno da parte delle DEIODINASI. Gran parte del T3 si forma all’interno delle

cellule bersaglio.

Il T3 ha affinità per i recettori nucleari specifici per gli ormoni tiroidei 15 volte superiore rispetto a T4.

Quindi ha un’azione limitatissima il T4 perché è poco affine.

Azione degli ormoni tiroidei

• Sono necessari per lo sviluppo del sistema nervoso centrale nel feto e nelle fasi postnatali: sul SNC ne

regolano lo sviluppo e la differenziazione durante la vita fetale e nelle prime settimane di vita, quando

assicurano una corretta mielinizzazione delle strutture nervose. Deficit della funzionalità tiroidea in epoca

precoce comportano gravi ripercussioni

• b-andronergici,

Effetti sul sistema cardiovascolare: aumento del numero dei recettori la contrattilità cardiaca,

frequenza cardiaca, eccitabilità della miocellula, consumo tissutale di O2

• Importanti effetti sui processi di differenziazione cerebrali nelle prime settimane di vita

• Sono necessari per lo sviluppo dello scheletro fetale

• Sono indispensabili per il normale accrescimento corporeo nel bambino, e la maturazione dei vari apparati,

soprattutto quello scheletrico

• Azione termogenetica: contribuiscono in modo fondamentale alla spesa energetica ed alla produzione di

calore, regolando direttamente il metabolismo basale. Tele azione dipende da un aumento dell’attività

metabolica di tutti i tessuti (aumento del consumo di O2, della produzione di calore e della velocità di

utilizzazione delle sostanze energetiche).

• Effetti sul metabolismo glucocinico 14

La CALCITONINA sono stimolate a sintetizzare e secernere l’romone Calcitonina (CAL) in risposta all’aumento della

concentrazione plasmatica di Ca2. La CAL non è immagazzinata in depositi cellulare.

La CAL è un peptide che agisce sull’osso, dove inibisce l’attività degli osteoclasti, i soli in cui sono stati ritrovati i

recettori.

PARATIROIDI

Le paratiroidi sono piccole masse endocrine addossate alla superficie dorsale della tiroide. È essenziale per la vita.

Generalmente le paratiroidi sono quattro, una coppia per ciasciun lobo della tiroide. Esse secernono il paratormone

(PTH). Sono delle ghiandole indipendenti vicino alla tiroide, gestiscono la quantità di calcio nel sangue e prodotti

dall’adenoipofisi.

Paratiroidi e malattie correlate

Iperparatiroidismo: per via di una aumentata secrezione di paratormone da parte di una o tutte le paratiroidi

Ipoparatiroidismo: una ridotta funzione del tessuto paratiroideo determina un quadro di deficit ormonale. La forma

più frequente è di certo l’ipoparatiroidismo secondario a chirurgia del collo, che può comportare l’ablazione o la

devascolarizzazione delle ghiandole paratiroidee determinando carenza di calcio.

Malattie ossee da alterazione del metabolismo del calcio: osteoporosi, osteomalacia, rachitismo.

GHIANDOLE SURRENALI

Le ghiandole surrenali sono organi pari di forma piramidale che poggiano sul polo posteriore dei reni. Il parenchima

surrenale è costituito da una parte periferica più compatta detta CORTICALE (80%) e una parte centrale detta

MIDOLARRE (20%).

La parte corticale dei surreni è altamente organizzata ed è caratterizzata da tre zone:

- Zona glomerulare periferica

- Zona fascicolata intermedia

- Zona reticolare più interna

TUTTI GLI ORMONI STEROIDEI VENGONO DAL COLESTEROLO

Il colesterolo, proveniente dalle LDL o sintetizzato ex novo dall’acetato, è il precursore degli ormoni corticoidi. Le

cellule corticali contengono depositi intracellulari di colesterolo, prevalentemente sotto forma di etere, che

costituiscono la forma più immediata di colesterolo per gli steroidei.

MINERALCORTICOIDI

Il principale mineralcorticoide prodotto dalla ZG è l’ALDOSTERONE.

La secrezione è stimolata poco dall’ACTH, ma è stimolata soprattutto dal sistema renina-angiotensina II e dal tasso

ematico dello ione K+.

L’effetto dell’aldosterone è di aumentare il volume del liquido ectracellulare e del sangue e di conseguenza la

pressione sanguigna e la gittata cardiaca.

GLUCOCORTICOIDI

Il principale prodotto dalla ZF è il CORTISOLO. La secrezione del cortisolo è stimolata dall’ACTH, indotto dall’ormone

ipotalamico specifico per il suo rilascio CRH.

I glucocorticoidi stimolano la secrezione acida gastrica, aumentano il riassorbimento osseo e l’escrezione urinaria di

calcio, la responsività degli adronorecettori alle catacolamine, la velocità di filtrazione glomerulare, la percezione e

l’integrazione di stimoli sensoriali.

Inibiscono i processi immunologici e infiammatori.

Le aizoni principali riguardano la regolazione del metabolismo glucidico e l’adattamento dell’organismo agli stati di

stress di lunga durata, tra i quali anche il digiuno prolungato.

Il cortisolo favorisce in diversi tessuti il catabolismo proteico e a livello del fegato e del rene, la glucogenerasi. Ha

effetto diabetogeno, in quanto antagonista dell’insulina e lipolitico.

ANDROGENI

Il DHEA e il DHEAS sono androgeni deboli. Sono destinati ad essere trasformati perifericamente nel più potente

androgeno che è il TESTOSTERONE. Gli androgeni surrenalici hanno, nel maschio, un significato biologico marginale,

perché il testosterone ottenuto da essi è secondario a quello prodotto ex novo nelle gonadi maschili, mentre, nella

femmina, sono i soli presenti. Nella donna, gli androgeni sono una fonte di estrogeni in cui sono convertiti nel tessuto

adiposo dalle aromatasi. Un eccesso di androgeni surrenalici può causare virilizzazione della donna. 15

ORMONI DELLA MIDOLLARE DEL SURRENE

I neurormoni della midollare del surrene sono le catecolamine adrenalina o epinefrina e noradrenalina.

Tutto ciò che viene prodotto nella corticale ha un altro bersaglio:

GONADI

Le gonadi dell’adulto sono organi pari destinati ad una duplice funzione:

- Esocrina, consiste nella produzione di gameti e fluidi e molecole nutritive facilitanti la fusione dei

gameti di sesso opposto.

- Endocrina, consiste nella produzione degli ormoni sessuali, rispettivamente, per i maschi, il

testosterone e il diidrotestosterone, per le femmine l’estadiolo, l’estrone, l’estriolo e il

progesterone. L’ipotalamo induce la liberazione delle gonadotropine ipofisarie tramire il GnRH, FSH

e LH agiscono direttamente sulle gonadi, dove avviano e promuovono la gametogenesi e controllano

la sintesi e il rilascio degli ormoni sessuali steroidei.

Gli ormoni steroidei gonadici inducono lo sviluppo e il normale funzionamento degli organi riproduttivi ed esercitano

numerosi effetti in sedi e organi bersaglio diversi. Nella regolazione delle gonadi sono direttamente coinvolti anche

altri ormoni come GH, la PRL e il TSH.

Il testosterone inibisce il rilascio di LH e in entrambi i sessi, nel maschio anche di FSH. Attivano (fattore gonadico

peptidico) stimola il rilascio delle gonadotropine (particolarmente dell’FSH).

Inibina e follistatina (fattori gonadici peptidici) inibiscono il rilascio delle gonadotropine (particolarmente dell’FSH). La

secrezione della gonadotropina presenta nel maschio dei picchi con intervalli di 60-120 minuti, mentre nella femmina

varia secondo la fase del ciclo mestruale. Gli androgeni sono precursori obbligati degli estrogeni in cui sono

trasformati ad opera delle aromatasi. Gli ormoni sessuali circolano nel sangue legati a proteine plasmatiche come

l’albumina e l’SHBG.

SECREZIONE DEGLI ORMONI TESTICOLARI

Le cellule intestiziali de Leydig e le cellule di Sertoli.

SECREZIONE DEGLI ORMONI OVARICI

La maturazione dei follicoli e la normale secrezione degli ormoni ovarici sono regolate dalle gonadotropine

adenoipofisarie FSH ed LH, e dal fattore ipotalamico responsabile del loro rilascio GnRH. FSH ed LH stimolano la sintesi

e la secrezione degli ormoni steroidei estrogeni, progesterone e androgeni, e degli ormoni peptidici inibina e ralaxina.

CORRELAZIONI ENDOCRINE DURANTE IL CICLO OVARICO E DELL’ENDOMETRIO

L’utero è molto elastico e si può allargare, ma va incontro ogni mesi ad una ‘’preparazione’’ per poter accogliere il

bambino.

L’endometrio si riduce di spessore durante il ciclo mestruale, perché il sangue che va via è tessuto che viene eliminato.

Il ciclo mestruale è di 28 giorni e viene associato a quello della luna, che potrebbe influenzare i cicli femminili.

Ogni processo di aumento e di crollo è legato ad una fase precedente. Il follicolo che ha lasciato l’ovulo maturo manda

un segnale. La temperatura del corpo varia. L’ovulazione non è sempre tra il 10-12 giorno, quello che non varia mai è il

ciclo mestruale dopo i giorni dell’ovulazione. Abbiamo un sistema ormonale che interagisce con l’ambiente.

PANCREAS ENDOCRINO

Il pancreas è una ghiandola con funzione sia esocrina (97-99%) che endocrina (1-3%).

Ci sono delle aree che producono insulina (determina l’ingresso del glucosio nelle cellule per impacchettare il

glucogeno), e aree che producono glucagone.

Le ‘’isole pancreatiche’’, sparse nel tessuto esocrino, secernono nel sangue ormoni regolatori del metabolismo e sono

costituite da quattro tipi di cellule, ciascuno secernente un ormone distinto: le cellule alfa (10-20%) che secernono

j

glucagone, le cellule beta (75-80%) che secernono insulina, le cellule gamma (3-4%) e le cellule (1-2%) che

secernono rispettivamente la somatostatina (SS) e il polipeptide pancreatico (PP).

Gli ormoni pancreatici sono riversati nelle vene pancreatiche e, quindi, nel circolo portale, pertanto giungono al fegato

in concentrazione più elevata che agli altri tessuti.

Gli ormoni pancreatici più importanti sono il glucagone e l’insulina coinvolti nell’omeostasi glicemica (valori normali:

75-110) in modo da contrapporsi.

Alterazioni funzionali di questi due ormoni

Diabete mellito insulino dipendente o di tipo I o diabete giovanile

Diabete non insulino dipendente o di tipo II 16

EPIFISI

• Ghiandola endocrina la cui attività sangue un ritmo circadiano ed è legata a influenze nervose, a loro volta

subordinate alle variazioni della luce ambientale. L’informazione è portata dal chiasma ottico e il nucleo

supra-chiasmatico.

• L’epifisi (o ghiandola pineale) è un piccolo organo di forma conica che sporge all’estremità posteriore della

volta del III ventricolo.

• Insieme alle formazioni abenulari e alla commessura posteriore, costituisce la parte del diencefalo detta

epitalamo.

• L’epifisi è ricoperta dalla pia madre e sporge nello spazio subaracnoidale.

• L’epifisi riceve fibre nervose afferenti, che provengono dal ganglio cervicale superiore del simpatico. La

liberazione di noradrenalina da parte di queste fibre ha grande importanza fisiologica in quanto stimola le

cellule parenchimali a produrre melatonina.

• Il ruolo fisiologico dell’epifisi è notevolmente complesso

• La principale sostanza prodotta è la melatonina

• Vengono inoltre sintetizzate, a partire dal triptofano, anche notevoli quantità di serotonina, con un massimo

di produzione durante il giorno e un minimo durante la notte

• La sintesi di melatonina procede dalla serotonina secondo un ritmo circadiano inverso.

[Possibili domande d’esame: quali ormoni sono rilasciati dalla neuroipofisi?

- Ormoni steroidei e aldosterone

- Ormone della crescita e calcitonina

- Ossitocina e vasopressina (si)

- Ossitocina e prolattina]

EVOLUZIONE

• Modificazioni del pool genetico di una popolazione, in genere si parla di evoluzione personale e di evoluzione

della popolazione

• EVOLUZIONISMO contrapposto al CREAZIONISMO

TEORIA DELL’EVOLUZIONE

• Charles Darwin: con l’osservazione è riuscito a intuire quello che noi adesso conosciamo con la genetica.

L’’’Origine della specie’’ del 1859.

• Jean-Baptiste Lamarck: era uno scienziato dell’epoca, sosteneva che i caratteri somatici si potevano passare

alle generazioni successive. Noi sappiamo che non è così perché le modificazioni trasmissibili devono essere a

livello genetico. È stato molto deriso delle sue teorie mentre uscivano le teorie di Darwin, quindi è stato

messo da parte. E la sua teoria è stata ritenuta sbagliata. Circa 20 anni fa abbiamo iniziato a capire che la

genetica non era tutto e quindi Lamarck è stato ripreso.

COME AVVIENE L’EVOLUZIONE?

I creazionisti non credono a questo, non credono che siamo riusciti ad arrivare fino a qui con l’evoluzione.

L’evoluzione avviene:

• Mutazioni: un cambiamento della sequenza di DNA con effetti genetici

• Ricombinazione: è un altro mezzo, la ricombinazione genetica avviene tutte le volte che noi creiamo dei

gameti nuovi, riproduzione sessuale

• Speciazione: formazione di nuove specie, modificazioni che vanno avanti in un sotto gruppo di una specie tale

che non riesce più ad accoppiarsi con gli individui della sua specie, danno luogo ad un animale non fertile

(cavallo + asino= mulo (fertile))

• Radiazione adattativa: molto rapidi e può avvenire in casi particolari: adattamento ad un cambiamento

ambientale estremo, e l’isolamento geografico

FATTORI E FORZE CHE CARATTERIZZANO LA SELEZIONE NATURALE

• Competizione: lotta per la sopravvivenza e competizione per le risorse limitate

• Aumento dell’adattamento fenotipico: modificazioni che risultano particolarmente vantaggiose per

l’individuo in termini di sopravvivenza consentono a più organismi che possiedono quel tratto di

sopravvivere, riprodursi e tramandare le caratteristiche alle generazioni future 17

• Aumento esponenziale della popolazione: se tutta la progenie sopravvivesse ci sarebbe un numero enorme di

individui

• Variabilità individuale: evidente grado di variabilità nella progenie. Per la selezione naturale queste variazioni

sono ereditarie

• Risorse limitate: il nostro pianeta ha risorse alimentari ed energetiche limitate

ALBERO FILOGENETICO

• Strumento usato per creare modelli di evoluzione

• Può essere molto ampio o molto specifico

• Indica i rapporti evolutivi tra specie

• I rami indicano punti di divergenza delle caratteristiche fisiche

‘’L’ORIGINE DELLE SPECIE’’ (1859) ‘’L’ORIGINE DEGLI ESSERI UMANI’’ (1871)

Sono degli scritti di Charles Darwin. Sono il primo metodo per iscritto.

1. Le specie sono spinte da una pressione selettiva a evolversi o estinguersi di fronte a variazioni delle

condizioni ambientali

2. La specie capace di adattarsi/evolversi sopravvivono

3. Nel tempo le specie trasmettono alle generazioni successive i tratti adattivi.

Quelli che si adattano meglio all’ambiente sopravvivono e si riproducono.

Teorizzò sull’evoluzione umana prima della scoperta dei fossili.

LA LOTTA PER L’ESISTENZA E LA SELEZIONE NATURALE

Le risorse di cui gli organismi hanno bisogno per vivere e riprodursi sono limitate, perciò gli esseri viventi entrano in

competizione tra loro. Soltanto gli individui meglio adatti all’ambiente sopravvivono abbastanza a lungo da riprodursi

e passare così ai figli le proprie caratteristiche (innate e quindi codificate dal DNA).

GENETICA COMPORTAMENTALE

La genetica comportamentale studia l’influenza della genetica sul comportamento degli individui.

INTRODUZIONE

La genetica del comportamento, ai suoi inizi, si pose come problema principale di stabilire se gli individui che

possedevano una certa variabilità genetica mostrassero anche una certa diversificazione nel comportamento.

Ora sappiamo che non esiste alcuna caratteristica del comportamento che si possa sviluppare senza una

partecipazione sia delle informazioni genetiche che degli stimoli ambientali, ed entrambi concorrono allo sviluppo del

sistema nervoso.

Differenze nel genotipo (struttura genetica di un individuo) a volte influenzano il tipo di interazione gene-ambiente

che determinano lo sviluppo del fenotipo (definito come tutto ciò che possiamo osservare di un individuo, compreso il

suo sistema nervoso e il comportamento).

I gemelli omozigoti: 100% DNA uguale. Sono dei cloni naturali! -> sono un modello ideale per studiare le interazioni

gene-ambiente se portati a vivere in ambienti differenti -> rispetto: 1) alle malattie; 2) ai comportamenti

La separazione di gemelli identici nei primi anni di vita ci fornisce un esperimento naturale molto raro, col quale si può

saggiare l’ipotesi secondo cui alcune delle differenze di comportamento siano dovute a differenze genetiche.

MODIFICAZIONI GENETICHE

Tecnica del Knock-out per creare topi transgenici in cui un gene viene inattivato per studiarne le conseguenze sul

fenotipo. Un topo Knock-out è un topo geneticamente modificato in cui è soppressa, a scopo di studio, l’espressione

di un determinato gene. Tale soppressione è definita gene knock-out. Il primo topo knock-out fu creato da Mario

Capecchi, Martin Evans e Oliver Smithies alla fine degli anni 80.

Con questi strumenti si studiano molte malattie genetiche.

Noi abbiamo solo il 2% del DNA diverso dallo Scimpanzé.

PROVE A SOSTEGNO DELL’EVOLUZIONE: LO STUDIO DEI FOSSILI

I fossili sono resti o impronte di organismi vissuti nel passato, ad esempio le ossa o i denti dei vertebrati possono

conservarsi e fossilizzare. Se si analizza la documentazione fossile nel suo complesso si nota che gli organismi sono

comparsi in una sequenza cronologica e che la loro complessità aumenta progressivamente.

Lo studio dei fossili fornisce prove a favore dell’evoluzione. 18

GLI STRUMENTI MODERNI PER SOSTENERE L’EVOLUZIONE?

L’anatomia comparata: è la scienza che studia e confronta l’anatomia delle diverse specie animali. Sono così state

scoperte le ‘’strutture omologhe’’, cioè stesse strutture con funzioni diverse che ricollegano ad un antenato in

comune.

L’embriologia: lo studio delle strutture che compaiono durante lo sviluppo dei diversi organismi, fornisce ulteriori

prove dell’origine comune dei viventi. Spesso le specie strettamente imparentate, infatti, presentano stadi simili nel

loro sviluppo embrionale.

La biologia molecolare: sequenza i genomi degli animali. È lo studio delle basi chimiche e molecolari della struttura e

del funzionamento dei geni. In due specie strettamente imparentate le sequenze di basi del DNA e le sequenze

amminoacidi nelle proteine presentano una somiglianza. Per esempio, l’emoglobina del macaco e quella umana

differiscono per 8 amminoacidi.

- Un valido supporto alle teorie dell’evoluzione in tempi recenti. Questa disciplina paragona sequenze

di DNA e proteine di organismi differenti.

- Le specie che risultano strettamente correlate hanno in comune una percentuale di DNA e di

proteine maggiore rispetto alle specie non imparentate.

Quindi lo sviluppo è dato da tanti aspetti tutti interconnessi tra loro, che sono delle pressioni che portano ad uno

sviluppo dell’adattamento.

IL RUOLO DELL’EREDITARIETA’ EPIGENETICA

• Rivisitazione della teoria di Lamarck

• Lamarck pensava erroneamente che l’ereditarietà dei caratteri acquisiti fosse il meccanismo principale

dell’evoluzione

• L’ereditarietà dei caratteri acquisiti può verificarsi attraverso meccanismi epigenetici.

La cromatina è il DNA. Il DNA è impacchettato in uno spazio piccolo, se lo srotolassimo sarebbe lunghissimo, sta

ripiegato grazie a delle proteine in cui il DNA ci si arrotola intorno. Il DNA è arrotolato intorno a proteine chiamate

istoni che sono fondamentali perché se hanno dei gruppi chimici attaccati o staccati aprono un pezzo di DNA che può

essere letto.

Metilazione del DNA: i gruppi metilici sono aggiunti e rimossi grazie all’azione di enzimi specifici chiamati metilasi e

demetilasi.

Il livello di metilazione correla con lo stato Transcrizionale di un gene.

All’interno del DNA ci sono gli esoni e gli introni. L’introne non è codificante, mentre gli esoni sono codificanti; gli

introni e gli esoni riguardano il DNA e ne fanno parte, mentre gli istoni sono quelle proteine a cui si lega il DNA quindi

non fanno parte del DNA.

La trascrizione genica e la produzione di proteine è una produzione a step e potrebbe portare alla formazione di

patologie.

FATTORI CHE POSSONO MODIFICARE L’EPIGENETICA

L’ambiente incide molto su questo: come la dieta, le tossine, le vitamine, lo stress, affettività ecc.

Come fa il comportamento materno ad influire sul comportamento dei piccoli? Questo succede anche in termini

molecolari, con la modificazione epigenetica.

Esempio topolini: la madre è molto affettuosa, perché nata in un’ambiente affettuoso, e quindi anche i cuccioli

saranno affettuosi. Quindi questo determina un comportamento parietale.

GENI E AMBIENTE

I figli che sono nati geneticamente da una madre affettiva, messi con una madre anaffettiva hanno livelli bassi di BNF.

Bassa metilazione: buona genitorialità.

Queste predisposizione è molto più ambientale che predisposta geneticamente.

Oltre i dodici hanno è quasi impossibile imparare il linguaggio. Alcuni finestre sensibili non si chiudono mai, altre si

chiudono in modo definibile.

EREDITARIETA’ EPIGENETICA TRANSGERNERAZIONALE VS EFFETTO EPIGENETICO TRANSGENERAZIONALE

EREDITARIETA’ EPIGENETICA TRANSGENERAZIONALE: in cui ci sono modificazione epigenetica per cause stressanti, e i

figli prendono questa modificazione epigenetica. Questa quindi è un’ereditarietà vera a propria perché arriva al

genoma.

EFFETTO EPIGENETICO TRANSGENERAZIONALE: è un effetto, una modificazione comportamentale, ma non c’è

nessuna modificazione genetica. Non è un mio ovulo che ha una modificazione, ma è un mio comportamento che 19


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in Filosofia e scienze e tecniche psicologiche
SSD:
Università: Perugia - Unipg
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Federica.Cecchetelli di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Psicologia fisiologica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Perugia - Unipg o del prof Ghiglieri Veronica.

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