Fisiologia cellulare

RIMOZIONE DEL NEUROTRASMETTITORE:

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(se rimanesse nella fessura influenzerebbe il neurone postsinaptico in modo indefinito)

• Diffusione: alcune molecole del neurotrasmettitore rilasciato diffondono lontano dalla fessura

sinaptica, una volta che è fuori dalla portata del recettore non ne subisce gli effetti

• Degradazione enzimatica: es. acetilcolinesterasi degrada actilcolina, inibitori delle MAO (monoamino

ossidasi), in generale si tratta di enzimi nella fessura sinaptica e all’interno del terminale sinaptico

• Riassorbimento: effettuato dal neurone stesso o dagli astrociti (buffering), vi sono alcuni farmaci

antidepressivi che inbiscono il riassorbimento della serotonina

• Captazione da parte delle cellule: molti neurotrasmettitori sono trascinati attivamente nel neurone

che li ha generati attraverso un processo di ricaptazione (reuptake), altri sono invece traspostati

nella nevroglia circostante (uptake), il tutto è mediato da proteine di membrana chiamate

trasportatori dei neurtrasmettitori. Es. neuroni che rilasciano adrenalina

STIMOLI INIBITORI ED ECCITATORI

Cosa succede al potenziale di membrana (Vm) del neurone postniaptico quando si attiva un recettore

ionotropo?

Depolarizzazione (aumento frequenza scarica PA): se Vm diventa più positivo, iperpolarizzazione

(diminuzione frequenza scarica PA): se Vm diventa più negativo; distinguiamo tra stimoli eccitatori e inibitori:

i primi avvicinano alla soglia per il potenziale d’azione (depolarizzazione), i secondi allontanano dalla soglia

per un PA (iperpolarizzazione). Perché la depolarizzazione è considerata eccitatoria?

• Eccitare un neurone significa far sì che esso produca uno o più potenziali d’azione

• Per innescare un PA è necessario che Vm raggiunga valore soglia

• La depolarizzazione avvicina Vm al valore sogllia, mentre iperpolarizzazione allontana

SOMMAZIONE SPAZIALE E TEMPORALE DEI POTENZIALI POSTSINAPTICI

La sommazione è il processo mediante cui si sommani i potenziali graduati tra di loro. Vi sono due tipi di

sommazione: spaziale e temporale

• Sommazione spaziale: somma dei potenziali che avvengono nello stesso momento, ma in zone

diverse dela membrana

• Sommazione temporale: somma di potenziali che si generano nella stessa zona della membrana ma

in tempi diversi

INIBIZIONE PRESINAPTICA INIBIZIONE

POSTSINAPTICA

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RIASSUMENDO ELEMENTI MODULABILI:

• Risposte postsinaptiche eccitatorie e inibitorie

• Risposte variabili a seconda intensità stimolo

• Risposte graduabili (sommazione, inibizione)

• Risposte modulate da attività sinaptica: plasticità (capacità del sistema nervoso di modificare

l'intensità delle relazioni interneuronali (sinapsi), di instaurarne di nuove e di eliminarne alcune)

CIRCUITI NEURONALI

I neuroni si possono organizzare in reti complesse

chiamate circuiti neuronali (presenti in gran numero

nel SNC), gruppi funzionali che processano specifici

tipi di informazioni. In un circuito semplice in serie un

neurone presinaptico stimola un neurone

postsinaptico, il secondo ne stimolerà un altro e così

via. Un singolo neurone presinaptico può formare

sinapsi con diversi neuroni postsinaptici.

Un’organizzazione di questo tipo è chiamata

divergenza, permette a un neurone presinaptico di

influenzare numerosi neuroni postsinaptici nello stesso

momento. In un circuito divergente l’impulso da un

singolo neurone presinaptico causa la stimolazione di

numeri crescenti di cellule lungo il circuito; questo tipo

di circuito amplifica il segnale. In una situazione di

convergenza, invece, diversi neuroni presinaptici si

collegano a un singolo postsinaptico, così da

permettere una stimolazione o inibizione più efficiente. Convergenza tipica dei motoneuroni poiché questi

ricevono input da diverse vie che originano in differenti zone dell’encefalo. Lezione 6-6 b

SISTEMA SOMATOMOTORE

ANCORA SULLA SINAPSI MUSCOLARE

Costituito da motoneuroni localizzati nella porzione più ventrale della porzione grigia del midollo spinale e

hanno degli assoni che raggiungono la muscolatura scheletrica formando delle sinapsi con caratteristiche

istologiche e anatomiche ben distinte, chiamate placche motorie. Queste sinapsi hanno terminali degli assoni

motoneuranali che si allargano a formare i terminali sinaptici che contengono vescicole, piene di acetilcolina.

La porzione postsinaptica è costituita da una zona precisa del tessuto muscolare che si invagina per

aumentare la superficie, formando infossamenti caratteristiche ed esponendo dei recettori per l’acetilcolina,

che si trasformeranno in canali dopo aver legato l’ACh. Questi canali sono permeabili a ioni carichi

positivamente quindi permettono l’ingresso di sodio e la fuoriuscita di potassio secondo i relativi gradienti di

concentrazione. Un aspetto peculiare è che l’ingresso di sodio prevale sempre, creando depolarizzazioni

intense, oltre questi canali però le membrane delle cellule muscolare possiedono canali calcio voltaggio-

dipendenti e ad ogni rilascio di acetilcolina segue un potenziale di azione che si propaga lungo l’intero

sarcolemma e il sistema di tubuli T. Il potenziale d’azione può essere dunque creato a livello del muscolo. Vi

sono alcuni antagonisti dell’ACh es. tossina botulinica, farmaco atropina blocca i recettori muscarinici (altri

recettori per ACh), curaro blocca i recettori nicotinici.

FISIOLOGIA MUSCOLARE

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Le cellule muscolari scheletriche (striate) sono dei sincizi multinucleati, vi sono le striati non multi nuclate

come quelle del muscolo cardiaco e possiedono le caratteristiche simili ai muscoli scheletri ma sono

collegate tra di loro da delle giunzioni intercalate che ne permetto la comunicazione, vi sono le cellule

muscolari lisce che possono presentarsi in forma di sincizi o di singole, non si vedono striature poiché i

filamenti che creano le striature pur essendo presenti sono posti in maniera disordinata.

Vi sono dunque 3 tipi di muscoli principali:

MUSCOLO SCHELETRICO —> striato (bande chiare e scure al microscopio), agisce in maniera volontaria,

la maggior parte di questi muovono le ossa dello scheletro, anche se agisce maniera volontaria per via dei

neuroni, la maggior è controllata in maniera parzialmente inconscia vedi il diaframma

MUSCOLO CARDIACO —> muscolo striato ma non dalla contrazione volontaria, il cuore batte poiché

contiene un pacemaker che gli garantisce un ritmo endogeno—> autoritmicità, regolata da diversi ormoni

MUSCOLO LISCIO—> localizzato nelle pareti di organi cavi come i vasi sanguine, le vie aeree e molti organi

della cavità addominopelvica, solitamente involontario, alcuni dotati di autoritmicità

MUSCOLO SCHELETRICO

COMPONENTI CONNETTIVALI

Il tessuto connettivo circonda e protegge il muscolo, lo strato sottocutaneo che separa i muscoli dalla pelle è

detto ipoderma ed è composto da tessuto adiposo contenendo la maggior parte dei trigliceridi corporei,

funziona come strato isolante e protegge i muscoli. La fascia è una spessa lamina che delinea la superficie

del corpo e circonda muscoli+ alcuni organi, da questa si estendono tre stati di tessuto connettivo, quello più

esterno è detto EPIMISIO. Il PERIMISIO, circonda gruppi di 10-100 fibre muscolari, separandoli in fasci detti

fascicoli. L’EMDOMISIO, separa singolarmente le fibre muscolari. Questi tre sono in connessione con il

tessuto connettivo che lega il muscolo all’osso , infatti la loro estensione oltre le fibre (cellule) muscolari può

formare un tendine , cordone di tessuto connettivo composti da fasci di fibre di collegane parallele, alcuni

tendini come quelli del polso e dell’anca sono contenuti in guaine tendine (sinoviali) caratterizzati da uno

strato interno o viscerale e uno esterno o parietale attaccato all’osso

NERVI E VASCOLARIZZAZIONEI muscoli scheletrici sono riccamente innervati e vascolarizzati,

generalmente ogni nervo che penetra nel muscolo è accompagnato da diverse vene e arterie. I neuroni che

stimolano il muscolo sono i motoneuroni somatici, il cui massone filiforme si estende dall’encefalo o dal

midollo spinale verso un gruppo di fibre muscolare sui cui si ramifica e si estende. Nel muscolo scheletrici si

trovano molti capillari, che portano nutrimenti e ossigeno.

ANATOMIA MICROSCOPICA DI UNA FIBRA MUSCOLARE

Il diametro di una fibra muscolare varia da 10 a 100 micrometri, la lunghezza è tipicamente di 10 come

anche se alcune arrivano a 30 centimetri, ogni fibra ha più di cento nuclei poiché deriva dalla fusione di molti

mioblasti, una volta avvenuta questa si perde la capacità di dividersi, il numero di fibre è dunque prefissato

dalla nascita , la crescita delle fibre avviene per ipertrofia (aumento di volume) che per iperplasia (aumento

numero di fibre). Il testosterone promuove la crescita dei muscoli. Pochi mioblasti resistono e possono

rigenerarsi muscoli funzionali, ma poiché il loro numero è comunque esiguo non possono compensare

significativi danni muscolari, in questi casi si parla di fibrosi—> sostituzione fibre muscolari con tessuto

cicatriziale

SARCOLEMMA, TUBULI TRASVERSI E SARCOPLASMA

Il sarcolemma è la membrana plastica che ricopre la cellula muscolare, caratterizzata da migliaia di tubuli

traversi, i tubuli T, che fanno in modo che il potenziale d’azione si diffonda velocemente in tutto il muscolo. Al

di sotto del sarcolemma si trova il sarcoplasma il citoplasma della fibra che contiene glicogeno utilizzato per

la sintesi di ATP, e contiene la mioglobina, proteina che lega le molecole di ossigeno che diffondono nelle

fibre dal liquido interstiziale.

MIOFIBRILLE E RETICOLO SARCOPLASMATICO

Il sarcoplasma è colmo di sottili filamenti detti miofibrille, organelli contrattili; un sistema di sacchi

membranosi chiamati reticolo sarcoplasmatico o RS che è sito di conservazione di Ca2+, circonda una

miofibrilla, le estremità di questo sono dette cisterne terminali e sono in stretto contatto con i tubercoli

trasversi, l’insieme di un tubulo T e delle due cisterne è detto triade T.

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FILAMENTI E

SARCOMERO

Le miofibrille sono costituite da diversi filamenti, organizzate in strutture dette sarcomeri, che costituiscono

l’unità funzionale della miofibrilla. I sarcomeri sono separati l’uno dall’altro da materiale proteico detto dischi

Z. I filamenti che possono essere spessi (filamenti miosina) o sottili (filamenti actina) sono sovrapposti,

creando una serie di zone e di bande che creano le striature osservabili. La parte centrale e più scura del

sanciremo è detta banda A caratterizzata da una zona H (solo filamenti spessi; al centro di questa zona si

trova una linea longitudinale chiamata lin