fisiologia

FATTORE BDNF:

È espresso anche dal muscolo e la sua espressione sembra dipendere dall'attività, cioè più il muscolo si contrae e più viene prodotto.

Anche nel cervello avviene, cioè più il motoneurone è attivo (sviluppa potenziali d'azione) e più fattore viene prodotto. Una volta prodotto viene trasportato sia per via anterograda (dal corpo cellulare verso sinapsi), sia per via retrograda (se prodotto dal muscolo viene captato nel terminale e portato verso il motoneurone).

Quello di produzione muscolare è davvero dipendente dall'attività? Faccio esperimento e prendo animale da laboratorio, un ratto, lo metto sopra ad un tapis roulant poi prelevo un muscolo e analizzo quanto BDNF viene prodotto.

In questo caso veniva effettuato un esercizio in cui il tapis roulant veniva fatto partire da 0 fino ad arrivare, progressivamente, a 27 metri al minuto (soglia di anaerobiosi, cioè se supero).

questa velocità continuo a produrre atp ma produco acido lattico, se rimango sotto rimango in una condizione cronica senza produzione di acido lattico) e questo pattern lo posso alternare in blocchi da 5 minuti, per un'ora (il ratto quindi corre per mezz'ora, in cui 5 minuti corre e 5 minuti riposa: detti PATTERN DI RUNNING INTERMITTENTE)

Questo lo posso fare un solo giorno o tutti i giorni per 5 giorni: capisco quante sedute servono

RISULTATO:

1. faccio correre il ratto, prelevo il muscolo soleo e lo analizzo: è uguale rispetto a prima della corsa
2. Lo vado a vedere dopo 6 ore: è uguale al controllo
3. In realtà basta aspettare perché se lo controllo dopo 24 ore noto che l'espressione del BDNF è quadruplicata e si mantiene alta per due giorni. È sensibile all'esercizio intermittente ad intensità crescente e la sua concentrazione comincia a crescere dopo 24 di ritardo dall'esercizio
4. Se lo ripeto una volta al

giorno per più giorni, succede lo stesso—si alza, si abbassa e poi si alza marimane alto mediamente
Se lo vado a fare nell’uomo succede la stessa cosa: stesso andamento del ratto
Il BDNF è importante perché nel cervello se aumentiamo al sua espressione, nasce il fenomeno di
SPROUTING: un neurone cerebrale ha un assone che poi si dividerà 4-5 volte formando 4-5 sinapsi, se però
cresce l’espressione del BNDF invece che avere 5 terminali, ne nascono 10-15, cioè SPRAUTA: si dirama di
più —base
BDNF NEL CERVELLO = PIU SINAPSI =PLASTICITA’ del meccanismo del LLTPE nel muscolo che significato ha ?
L’innervazione che il motoneurone produce, sul muscolo scheletrico, una struttura stabilissima
Una cellula muscolare è controllata da una sola sinapsi, è innervata da un solo motoneurone
Nell’adulto, l’aumento del BDNF non provoca nessun aumento di questo stato di innervazione 1:1, quindi
non è pernella contrazione muscolare è quello che viene selezionato e gli altri due vengono eliminati. Questo processo si chiama ELIMINAZIONE SINAPTICA. Durante l'eliminazione sinaptica, le sinapsi che non vengono selezionate vengono rimosse e il muscolo si stabilizza con una sola sinapsi per cellula muscolare. Questo processo è importante per garantire un'innervazione stabile e efficiente del muscolo. Inoltre, durante la re-innervazione muscolare, il muscolo può subire un processo di ipertrofia, cioè un aumento della dimensione delle fibre muscolari. Questo avviene perché il muscolo deve compensare la perdita di innervazione e garantire una contrazione efficace. In conclusione, la plasticità muscolare è un processo dinamico che si verifica durante la re-innervazione muscolare e che permette al muscolo di adattarsi alle nuove condizioni. Questo processo è regolato da fattori come il BDNF e può influenzare l'efficienza contrattile del muscolo.

Meglio gli altri verranno ritirati e si tornerà nella condizione adulta di innervazione 1:1. Si innesca quindi un meccanismo in cui sinapsi vengono ritirate, altre vengono prodotte e alla fine, se tutto va per il meglio, una sinapsi innerverà una cellula muscolare.

L'aumento del BDNF può essere il meccanismo che provvede allo SPROUTING che è la causa dellapolinnervazione muscolare. Dobbiamo mettere in relazione capacità di reinnervazione del muscolo con aumento dell'espressione di alcuni fattori di crescita provocato da un pattern di esercizio fisico.

ESPERIMENTO

Sotto la pelle della zampa dietro del ratto, c'è il soleo che è un muscolo lento e serve a fare il movimento di estensione della caviglia e lavora insieme al gastrocnemio che è rapido. Tutti questi muscoli fondono i propri tendini a formare il tendine di Achille. Quando questi muscoli si contraggono, il tendine di Achille si accorcia: estensione.

caviglia - Schiacciamo il nervo che innerva il soleo in modo da provocare una lesione che poi ne permetterà la rigenerazione. Siccome il punto di schiacciamento è molto vicino al muscolo (4 mm), la rigenerazione avviene in 4 gg conformazione delle prime sinapsi - in questo periodo di re-innervazione del muscolo soleo, il ratto non perde la capacità di muovere la zampa perché ci sono altri muscoli della zampa. Ho solo perdita della componente lenta del movimento di estensione della caviglia, quindi in questo periodo i ratti possono camminare e correre comunque anche se questo muscolo è sottoposto al periodo di re-innervazione. La rigenerazione avviene in maniera perfetta perché siamo molto vicini al muscolo, una volta finita questa, abbiamo re-innervazione che può essere più o meno completa. Abbiamo visto che il Pattern di running intermittente a velocità crescente provoca l'aumento dei fattori di crescita. Appena comincia la

nuova innervazione muscolare, comincio a far correre l'animale (a partire 4° giorno dopo la lesione) - aumento fattori di crescita muscolare

Dopo 40 giorni dalla lesione, si preleva il muscolo soleo con nervo attaccato e lo si pone in una vaschetta con soluzione fisiologica che ne garantisce la vita per ore

Il nervo è collegato ad elettrodi che derivano da un elettrostimolatore - faccio nascere potenziali d'azione nel nervo che scorreranno lungo gli assoni fino a mettere in attività le sinapsi neuromuscolari e quindi vedrò la contrazione del muscolo

Metto la vaschetta in un set up di registrazione intracellulare in maniera che il microelettrodo venga spinto dentro alla cellule muscolari per registrare le variazioni del potenziale di membrana: e registro la variazione del pdm delle singole cellule 186

Il microelettrodo impiantato nel muscolo però ha la punta di diametro 0,1 micron, molto fragile, se il muscolo si contrae la rompo. Quindi non

devo farlo contrarre e quindi non genero il potenziale d'azione: basta mettere dentro al liquido nella vaschetta che contiene il muscolo un veleno che è il curaro a concentrazione media (si lega ai recettori dell'acetilcolina). Lui si lega nello stesso sito in cui si dovrebbe legare l'acetilcolina, quindi se ho 100 recettori, 50 recettori legano curaro e gli altri legano l'acetilcolina. Il recettore dell'acetilcolina sappiamo che è un canale ionico e quando si apre entra Na, si genera il potenziale postsinaptico eccitatorio (di placca), che se tocca la soglia, parte il potenziale d'azione, ma se il 50% di questi canali li blocco con il curaro, non raggiungerà la soglia. Quindi, se registro il potenziale postsinaptico eccitatorio, senza che questo crei il potenziale d'azione: - Se lo registro: la sinapsi c'è e sta funzionando. - Se non lo registro: o la sinapsi non si è ancora formata o sono così deboli che non riesco a rilevarle.

Lontano dal punto in cui si è formata la sinapsi che il potenziale si spegne prima che venga letto. Quindi... Invio lo stimolo onda quadra al nervo, nasce il potenziale d'azione che scende lungo il nervo, attivo sinapsi, rilascio acetilcolina che si lega a un pò di recettori e un pò no (curaro) → quella che si lega ai recettori fa entrare il sodio e si ha sviluppo potenziale postsinaptico eccitatorio, ma se non raggiunge la soglia non si sviluppa il potenziale d'azione contrazione. Un solo potenziale = una sola sinapsi = una sola innervazione → periodo più sinapsi = più innervazioni (polinnervata) di transizione. Risultato: gruppo blu: controlli (no lesione) 1871. 7 giorni dalla lesione (sono solo 3 giorni che è cominciata la formazione delle nuove sinapsi) % di polinnervazione molto bassa, circa il 10% (si mantiene costante e dopo un po' scende) : bassa capacità di sprouting in condizioni di controllo, e quindi il livello.

di polinnervazione è basso, ma se lo faccio correre e analizzo i muscoli dopo la corsa:

Rossi= % di polinnervazione dei muscoli che hanno corso.

1. Dopo 7 giorni dalla lesione, sono uguali, ancora basso sprouting → se
2. altri 3 giorni di corsa e la % di polinnervazione schizza al 37% (più sprouting) il muscolo che sta innervando in questo momento, lo faccio contrarre, qualcosa succede
3. se continuano a correre e vado a vedere dopo 25-40 giorni comincia a scendere la % di polinnervazione, ma molto lentamente

Problema nell'uomo: Re-innervazione avviene con difficoltà (al massimo il 50%) se ho un meccanismo che aumenta lo sprouting, avrò più possibilità che si formino sinapsi e quindi più ho la probabilità che il 50% del muscolo che non riceve la sinapsi si innervi. Ma dipende dal fatto che fa esercizio?

Prendo animali che corrono e smetto di farli correre per 5 giorni, dopo 5 giorni (al n° 15) ritorno ad analizzarli e vedo che

ritornano alle condizioni di controllo e scompare la polinnervazione (reverser) soquindi che l'effetto che vedo è l'effetto di questo runningQual è il fenomeno implicato? 188Vedo che c'è il running ma non so quali effetti provoca, qual è il meccanismo che c'è dietroL'ipotesi che abbiamo fatto è che se io faccio contrarre il muscolo, questo aumenta l'espressione delBDNF questo si lega ai recettori tirosin-chinasici, in particolare a TRK-Bper vedere se questo recettore era coinvolto, abbiamo fatto lo stesso esperimento, prendendo un altrogruppo di animali, gli abbiamo fatto lo stesso trattamento e li abbiamo fatti correre ma gli iniettavamo unasostanza che era un bloccante dei recettori tirosin-chinasici chiamata ARRYCi siamo quindi messi al picco di massima polinnervazione, li faccio correre fino al giorno 10, ma mentrecorrono gli do la sostanza che blocca il recettore TRK-B: sparisce la

polinnervazione→allora questo meccanismo di sprouting passa attraverso il recettore TRK-B

facciamo la contropro