Fisiologia umana I - giunzione neuromuscolare

Recettori per l'acetilcolina in una placca motrice

All'apice delle pieghe si trovano raggruppati i recettori per l'ACh con una densità che può raggiungere i 10.000 recettori per µm.

Nelle zone attive i canali Ca sono allineati con i recettori ACh. Nella zona sottostante l'apice delle pieghe e nella loro profondità, la membrana del muscolo è ricca di canali Na voltaggio-dipendenti, che trasformano il potenziale di placca in potenziale d'azione della fibra muscolare.

I recettori vengono marcati con una neurotossina (α-bungarotossina) che si lega ai recettori nicotinici per l'ACh.

I recettori marcati sono localizzati nelle zone delle pieghe giunzionali più vicine alla membrana dell'assone motore.

I recettori sono concentrati in particolar modo sulla membrana post-giunzionale, vicino all'apice delle pieghe.

Il potenziale postsinaptico eccitatorio della fibra muscolare è detto potenziale di placca.

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Cibelli

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5Le zone attive del neurone presinaptico sono allineate con precisione con la membrana postsinaptica dove la concentrazione dei recettori per l'ACh è più elevata.

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6Il potenziale di placca • Il potenziale sinaptico ha la sua massima ampiezza nel sito di insorgenza, a livello della placca motrice. • La riduzione dell'ampiezza del potenziale di placca dipende dall'imperfetto isolamento della membrana della fibra muscolare. • L'andamento temporale del potenziale di placca appare molto più lento della relativa corrente sinaptica entrante. Il potenziale sinaptico varia con lentezza perché la corrente sinaptica deve anzitutto modificare la corrente presente sulla capacità della membrana del muscolo.

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7Il potenziale di placca è determinato da un flusso simultaneo di Na e K+ +.

Il potenziale di inversione del potenziale di placca è il

• Le variazioni della corrente che passa attraverso i canali regolati da neurotrasmettitori, a diversi potenziali di membrana, possono venire calcolate dalla Legge di Ohm, secondo cui la corrente responsabile del potenziale postsinaptico eccitatorio (I_EPSP) è data da:

EPSPI = g x (V - E )EPSP EPSP m EPSP

dove g rappresenta la conduttanza dei canali attivati dall'ACh (conduttanza sinaptica) e V - E rappresenta il potenziale elettrochimico della corrente ionica che passa attraverso il canale

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Il recettore nicotinico per l'ACh è una proteina intrinseca della membrana

• Il complesso recettore-canale è una glicoproteina di membrana formata da cinque subunità disposte in modo da creare un poro centrale

Ricostruzione computerizzata dell'immagine del complesso recettore-canale per l'ACh

• Sulla

Terminazione amminica della subunità è presente il sito che lega l'ACh con alta affinità.

Modello tridimensionale del canale ionico nicotinico attivato dall'ACh

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Modello molecolare particolareggiato del recettore-canale per l'ACh:

• Ciascuna subunità del complesso recettore-canale contiene quattro segmenti di catena con struttura ad α-elica, che attraversano la membrana da parte a parte.
• I segmenti M2 sono collocati all'interno del complesso, in modo da formare le pareti del canale.
• La selettività del canale verso i cationi sarebbe dovuta alla presenza di tre anelli di cariche negative (soprattutto glutammato) adiacenti alla regione M2.

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Modello funzionale del recettore-canale nicotinico per l'ACh:

• Quando due molecole di ACh si legano alla parte delle subunità α che sporge all'esterno della membrana, il recettore-canale cambia.

• Sia i Na che i K attraversano il canale aperto seguendo il proprio gradiente elettrochimico.

Il canale ionico della placca motrice è permeabile sia al sodio che al potassio.

I canali dipendenti dai neurotrasmettitori hanno caratteristiche diverse dai canali voltaggio-dipendenti.

Canali ionici dipendenti da neurotrasmettitore:

• Determinano l'insorgenza di potenziali sinaptici.
• Danno origine a potenziali d'azione.

Canali voltaggio-dipendenti:

• Un unico tipo di canale ionico, attivato dall'ACh, sufficientemente largo da far passare con selettività Na e K.
• Il flusso dei Na è di tipo rigenerativo: l'aumento della concentrazione di Na all'interno della cellula provoca l'apertura di più canali, permettendo un ulteriore ingresso di Na.
• Il numero di canali attivati determina l'ampiezza del potenziale di membrana.

Attivati depolarizzazione della membrana, +dall ACh che si aprono nel corso determinato dall ingresso di Na, di un potenziale sinaptico dipende comporta l apertura di un numero +esclusivamente dalla quantità di crescente di altri canali NaACh disponibile voltaggio-dipendenti

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