Fisiologia

SINAPSI

È il punto in cui due cellule eccitabili entrano in contatto o in stretta vicinanza ed è il punto, a livello funzionale, in cui l'informazione nervosa deve passare dalla cellula pre-sinaptica a quella post-sinaptica. Le sinapsi si dividono in:

Elettriche (A), sono presenti in qualsiasi sistema nervoso. Le cellule pre e post sinaptica sono a stretto contatto fisico, grazie alla presenza di gap giunction (creano una via a bassa resistenza e alta conduttanza). Le gap giunction contengono canali allineati, nella membrana di ogni neurone, in modo che ciascuna coppia di canali formi un poro. Il poro del canale di una gap giunction è più grande del poro dei canali ionici voltaggio-dipendenti per cui le varie sostanze possono semplicemente diffondere nel citoplasma dei neuroni pre e post sinaptici. Passano quindi ioni, ma anche ATP e secondi messaggeri. Le sinapsi elettriche permettono di sincronizzare l'attività elettrica di varie popolazioni.

postsianptico. Questa sinapsi è molto più lenta e dispendiosa di quella elettrica, tuttavia sono più evolute, infatti è possibile fare un operazione di regolazione/modulazione.

SINAPSI ELETTRICHE

Le sinapsi si possono essere di tipo:

• Asso-somatiche
• Asso-dendridiche, possono essere localizzate lungo il tronco o sulle spine dendritiche.
• Asso-assoniche
• Dendro-dendridiche (sono rare)

SINAPSI CHIMICHE

La trasmissione del segnale si divide in:

Eventi presinaptici: conduzione del PA e ingresso di calcio nel terminale presinaptico, liberazione del NT.

Eventi postsinaptici: interazione neurotrasmettitore-recettore, ricattura del NT.

1. Il trasporto del NT all'interno delle vescicole: la vescicola viene prima di tutto riempita di protoni grazie alla presenza di una pompa protonica (trasporto attivo primario), poi attraverso un trasporto antiporto il NT entra nella vescicola mentre un protone esce (trasporto attivo secondario).

Ricorda che

Esistono 2 tipi di popolazione di vescicole, ci sono quelle definite pool di pronto impiego, perché si trovano vicino alla membrana sinaptica, e quelle pool di riserva che sono più lontane dalla membrana. Una volta rilasciato il NT, esso viene riciclato e recuperato da un trasportatore simporto Na+/ NT (trasporto attivo secondario). Il gradiente elettrochimico necessario per alimentare questo processo è mantenuto dalla pompa Na+/K+.

2) Apertura canali Ca2+ voltaggio-dipendenti: il Ca2+ viene trasportato all'interno della cellula presinaptica, dopo che i canali voltaggio-dipendenti si sono aperti con l'arrivo di un PA, e farà 2 cose, porterà all'esocitosi delle vescicole sinaptiche e farà avanzare le vescicole del pool di riserva. Quando il Ca2+ entra nella cellula si lega alla calmodulina, questo complesso attiverà la Cam-chinasi che fosforilerà la sinapsina, essa perde affinità per il citoscheletro portando al

distacco della vescicola daesso. In assenza di Ca2+ la vescicola è ancorata al citoscheletro mediante l'interazione di una proteina della vescicola, la sinapsina, e proteine del citoscheletro.

Canali T (presentano inattivazione voltaggio dipendente): anche detti "Low voltage activated", sono numerosi nel miocardio.

Canali L, N, P, Q ed R: detti anche "High voltage activated" con soglia di attivazione più elevata dei canali T.

Movimento vescicola grazie alle proteine RAB: le proteine RAB, ciclano tra due stadi, uno inattivo quando legano il GDP e uno attivo quando legano il GTP. Questo meccanismo permette di regolare il movimento delle vescicole verso la zona attiva. Il Ca2+ stimola l'attività GTPasica intrinseca delle RAB, quindi quando la vescicola è pronta per l'esocitosi, con RAB legato al GTP, ed entra il CA2+ viene stimolata l'attività GTPasica intrinseca di RAB che diventa RAB-GDP, che perde

affinità per la vescicolae si disperde nel citoplasma. Allo stato RAB-GDP nel citplasma si lega a una proteina GDI, che stimolaRAB a lasciare il GDP e legare il GTP, si riforma nuovamente lo stato RAB-GTP che può di nuovointeragire con la vescicola.

Stadi vescicolari e liberazione neurotrasmettitore:

Sulla vescicola sono presenti delle proteine specifiche, che saranno impilcate nelle fasi del movimentovescicolare.

Mobilizzazione: liberazione dal legame con il citoscheletro (sinapsine)

Traffico: direzionamento alle zone attive (proteine G:Rab3 vescicolari, Rimdimembrana).

Docking: la vescicola si sta avvicinando alla membrna presinaptica, cioè la fase di primo contatto della vescicola con la membrana presinaptica. Il primo contatto avviene quando una proteina della vescicola, la sinaptobrevina, interagisce con la sintaxina (complesso 7-S). Questo legame è rafforzato da 3 protenine cioè alfa-SNAP, SNAP-25, NSF, quest’utima è un ATPasi (complesso 20-S).

1. Un secondo contatto si ha tra la sinaptotagmina (o P-65) della vescicola e la neuexina sulla membrana presinaptica.
2. Un altro contatto si ha tra la sinaptofisina presente sulla vescicola e la fisofilina presente sulla membrana presinaptica.
3. Priming: il contatto della vescicola con la membrana presinaptica è molto stretto.
4. (complesso SNARE: sinaptobrevina proteina vescicolare + sintaxina e Snap-25 proteine di membrana)
5. Compiuta la fase di priming, l'impegno della vescicola è molto avanzato, ma il processo si arresta per l'intervento di un sistema di blocco a cui partecipa la sinaptotagmina, una proteina vescicolare che interagisce sia con la sintaxina sia con la SNAP-25, che se messa in una certa conformazione blocca l'esocitosi delle vescicole.
6. La rimozione del blocco è un evento Ca2+ dipendente che richiede il legame del calcio alla sinaptotagmina. Il dominio citoplasmatico della sinaptotagmina dispone infatti di 5 siti di legame per altrettanti ioni.

controllo di ligando. Il NT si lega al suo recettore e induce una modificazione della conduttanza ionica postsinaptica. Ciò genera una corrente elettrica, la corrente postsinaptica, che a sua volta modifica il potenziale della mambrana postsinaptica producendo un potenziale postsinaptico. I potenziali postsinaptici modificano la probabilità che si produca un PA nella cellula postsinaptica. I potenziali postsinaptici si definiscono: se si ha una depolarizzazione dopo l'apertura del canale si chiamerà EPSP (potenziale postsinaptico eccitatorio) e quindi aumenta la probabilità di un PA, mentre se abbiamo una iperpolarizzazione avremo IPSP (potenziale postsinaptico inibitorio) e diminuirà la probabilità di PA. EPSP e IPSP dipendono dalla diversa permeabilità ionica dei canali attivati dai NT e hanno un'ampiezza di pochi mV (1-3mV). Il movimento attraverso i canali dipende dai potenziali di equilibrio degli ioni coinvolti nella corrente postsinaptica. Metabotropici,