Fondamenti anatomo-fisiologici dell'attività psichica

BASATA SUI NEUROTRASMETTITORI

BASATA SULLE CONNESSIONI O FUNZIONALE

Neuroni sensitivi afferenti (dalla periferia al centro), Interneuroni (spesso inibitori), Neuroni motori oefferenti o motoneuroni.

CELLULE GLIALI O NEUROGLIA

Attraverso fagocitosi eliminano i neuroni morti. Sono raggruppare in due tipo: MICROGLIA (formate dafagociti e coinvolte nelle funzioni immunitarie), MACROGLIA (astrociti, oligodendrociti e cellule diSchwann).

Gli ASTROCITI riempiono lo spazio tra neuroni e rappresentano la gran parte delle cellule gliali.

OLIGODENDROGLIA E CELLULE DI SCHWANN producono guaina mielinica. I primi possonoavvolgere assoni di più neuroni mentre i secondi solo uno. Schwann sono nel SNP e oligodendroglia nelSNC.

BARRIERA EMATO-ENCEFALICA

Questa evita che alcune sostanze del sangue entrino in contatto con l’encefalo. Costituita da celluleendoiatali. Regola la composizione del fluido extracellulare.

MODULO 3 IL POTENZIALE DI MEMBRANA A RIPOSO

Rappresenta la differenza tra carica

interna ed esterna della cellula. Alcun fattori che determinano il potenziale di riposo sono:

1. fluidi interni ed esterni alla membrana
2. membrana
3. proteine che attraversano la membrana.

Gli ioni sono atomi o molecole carichi elettricamente e, dissolti in fluidi intra ed extra cellulari, determinano il p. di membrana a riposo e d'azione. Cationi sono gli ioni positivi e anioni quelli negativi. Ioni di carica opposta formeranno un legame ionico.

Gli ioni si possono muovere per:

• DIFFUSIONE (si spostano da una regione ad alta concentrazione verso una a bassa concentrazione) la differenza di concentrazione è il gradiente di concentrazione,
• ELETTRICITA' (un campo elettrico potrà determinarne il movimento. Viene rigenerato nei nodi di Ranvier.

MEMBRANA FOSFOLIPIDICA

Presenta un doppio strato fosfolipidico costituito da una testa idrofila e una coda idrofoba. La testa è rivolta verso fluidi extra ed intra cellulari, mentre le code verso il centro della membrana. Il

equilibrio è un fenomeno che si verifica quando gli ioni positivi e negativi sono distribuiti in modo equo tra l'interno e l'esterno della cellula, ovvero quando il loro rapporto è pari a 1. All'interno della membrana, il potenziale è negativo, mentre all'esterno è positivo. Il potenziale di riposo corrisponde a -65 millivolt. Di solito, il potassio (K+) è più concentrato all'interno della membrana, mentre il sodio (Na+) e il calcio (Ca2+) sono più concentrati all'esterno. Il passaggio degli ioni può avvenire grazie ai canali ionici. La loro funzione è quella di evitare il contatto tra i liquidi extracellulari e intracellulari. I canali ionici hanno due caratteristiche fondamentali: la selettività ionica e la variabilità di accesso o dipendenza. I canali si aprono e si chiudono in base a specifiche variazioni del microambiente della membrana. La differenza tra i canali ionici e le pompe ioniche è che queste ultime utilizzano energia (ATP). Un esempio di pompa ionica è la pompa sodio-potassio.riposo è consentito anche grazie alle pompe ioniche: - pompa sodio-potassio: agisce contro gradiente di concentrazione. Faranno in modo che K+ sia più concentrato all'interno. - Pompa del calcio: trasporta attivamente il Ca2+ fuori dal neurone. Gli astrociti sono fondamentali per assorbire potassio extracellulare in eccesso, insieme alla barriera ematoencefalica. IL POTENZIALE D'AZIONE Evento elettrico alla base della comunicazione neuronale. Consente ai neuroni di rilasciare neurotrasmettitori. Dura 2 ms. Per innescarlo c'è bisogno che il potenziale di riposo si riduca fino ad arrivare ad una soglia (55 mv). L'innalzamento del potenziale è la depolarizzazione, data dall'apertura dei canali del sodio. Durante il potenziale a punta uscirà il potassio, dopodiché avremo la ripolarizzazione, durante la quale il potenziale di membrana ritorna verso valori negativi. Il ripristino del potenziale di membrana a riposo con la

fase dettaiperpolarizzazione, resa possibile dall'intervento della pompa sodio-potassio. Avremo poi il periodorefrattario assoluto (prima fase successiva al potenziale d'azione) e il periodo refrattario relativo (dopo ilprimo ms, per ottenere un altro potenziale d'azione ci vorranno 1 ms).Una volta generato, si propagherà lungo l'assone.Ha origine nel CONO D'EMERGENZA, ma potrebbe insorgere anche lungo l'assone perché dotato di canalivoltaggio-dipendenti per il sodio.

VELOCITÀ DI CONDUZIONE DEL POTENZIALE D'AZIONE
Può cambiare da assone a assone. Due fattori influenzano la velocità di conduzione dell'impulso sono:
- Diametro dell'assone
- Mielina
La mielina è interrotta dai nodi di Ranvier, che contengono canali voltaggio-dipendenti per il sodio chepermettono al potenziale d'azione di rigenerarsi e viaggiare velocemente saltando di nodo in nodo(conduzione saltatoria).

SINAPSI: Giunzioni

tra un terminale assonico pre-sinaptico e un neurone bersaglio. SINAPSI ELETTRICHE Sono le più antiche da un punto di vista evolutivo. Si trovano in siti definiti giunzioni comunicanti. Sono diffuse nei muscoli lisci, cuore, cellule gliali e alcune ghiandole. Sono attraversate da alcuni canali chiamati connessioni composti ognuno da 6 subunità dette connessine. I connessioni permettono il passaggio del flusso ionico. Le due cellule vengono definite "elettronicamente accoppiate". SINAPSI CHIMICHE Tipo di sinapsi più diffuso nel SNC. Composta da un bottone sinaptico e un dendrite post-sinaptico, questo è lo spazio intersinaptico. Il rilascio del neurotrasmettitore avviene mediante l'apertura delle vescicole nelle zone attive. Il neurotrasmettitore rilasciato nella fessura viene legato dai recettori disposti sulla membrana post-sinaptica e hanno il compito di convertire il segnale chimico in elettrico. Vengono distinte anche in base alla parte del neurone.che costituisce l'elemento post-sinaptico: assoassoniche, assodendritiche, assosomatiche, dendrodentritiche. GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE È una sinapsi chimica tra gli assoni dei motoneuroni e i muscoli scheletrici. Provoca quasi sempre un p.d'azione quindi è molto sicura. Ha un'elevata densità di zone attive. La membrana post-sinaptica viene detta placca motoria ed è ricca di acetilcolina. I recettori della placca motoria sono disposti all'interno di pieghe giunzionali. RECETTORI Vengono classificati in due categorie: - canali ionici trasmettitore-dipendenti: Composti da proteine transmembrana che formano un poro, chiuso in assenza di neurotrasmettitore. Quando il neurotramettitore lega il recettore, ci sarà una modifica che provocherà l'apertura del poro. - Recettori accoppiati alla proteina G: Queste proteine, legate al recettore, aprono direttamente il canale. AUTORECETTORI: Sono disposti nella membrana del terminale.

assonico postsinaptico. La loro funzione è quella di ridurre o inibire l'ulteriore rilascio di neurotrasmettitore qualora fosse presente in quantità eccessive nella fessura inter-sinaptica.

INTEGRAZIONE SINAPTICA è quell'operazione chiamata a fare il nostro sistema nervoso, di computazione di segnali diversi e a volte contrastanti. PPSE depolarizza la cellula, PPSI iperpolarizza la cellula.

MODULO 4I neurotrasmettitori sono dei messaggeri chimici che mediano la comunicazione neuronale. Si trova nelle vescicole sinaptiche o nei granuli secretori e il numero è standard (quanto). I PPSE di una sinapsi sono quantizzati, cioè multipli di un quanto. 2+ESOCITOSI: Processo favorito dal calcio (Ca ) in cui il rilascio della molecola avviene mediante la fusione della membrana delle vescicole con la membrana pre-sinaptica del bottone terminale.

Criteri per identificare un neurotrasmettitore:

• La molecola deve essere sintetizzata dal neurone presinaptico
• ...

Dopo la stimolazione la molecola deve essere rilasciata dal terminale assonico. Se somministrata sperimentalmente, deve produrre nel neurone post-sinaptico una risposta simile a quella prodotta da un neurotrasmettitore. C'è uno specifico meccanismo di smaltimento dai siti dove il neurotrasmettitore esercita la sua azione (fessura sinaptica). OGNI RECETTORE VIENE LEGATO DA UNO SPECIFICO NEUROTRASMETTITORE. UN NEUROTRASMETTITORE PUO' LEGARSI ANCHE A DIVERSI RECETTORI. I neurotrasmettitori vengono classificati in tre categorie: aminoacidi, amine e peptidi. I primi due sono rilasciati dalle vescicole sinaptiche, i peptidi dai granuli. A lungo si è ritenuto valido il principio di Dale secondo cui ogni neurone sintetizza solo un solo tipo di neurotrasmettitore, ma questo non è del tutto vero. ACETILCOLINA (Ach) E NEURONI COLINERGICI L'ACh viene sintetizzata da tutti i motoneuroni del midollo spinale e del tronco encefalico. L'azione di questo.

neurotrasmettitore può essere sia inibitoria che eccitatoria. Ci sono due sistemi modulatori colinergici:

• complesso del proencefalo basale
• complesso del pontomesencefalo-tegmentale

NEURONI CATECOLAMINERGICI

Rientrano in questa classe tre neurotrasmettitori: adrenalina (A), noradrenalina (NA), dopamina (DA).

NEURONI SEROTONINERGICI

La serotonina è coinvolta nell'inibizione delle vie dolorifiche nel midollo spinale, controllo del sonno e umore.

NEURONI AMINOACIDICI

Qui rientrano il glutammato (GLU), glicina (Gly) e acido gamma-aminobutirrico (GABA). Alcune sostanze psicoattive vengono legate dai recettori GABAergici.

ALTRI TIPI DI NEUROTRASMETTITORE

Un esempio di molecola che può ricoprire il ruolo di neurotrasmettitore è l'adenosintrifosfato (ATP). Sono state individuate anche delle molecole lipidiche che rappresentano dei "messaggeri retrogradi", rilasciati dal neurone post-sinaptico e agiscono sulla cellula pre-sinaptica. Questi sono gli

endocannabinoidi.

CANALI TRASMETTITORE-DIPENDENTI

Il recettore nicotinici dell'ACh è il più noto di questi canali. È costituito da 5 subunità e l'apertura del canale è possibile soltanto se entrambe le unità vengono legate dal neurotrasmettitore. Vengono definiti anche recettori ionotropici.

CANALI AMINOACIDO-DIPENDENTI: CANALI DEL GABA

Il GABA media gran parte delle sinapsi inibitorie del cervello. Il recettore del GABA può essere legato a: benzodiazepine, barbiturici, etanolo.

CANALI AMINOACIDI DIPENDENTI: CANALE DEL GLUTAMMATO

I recettori del glutammato sono: AMPA, NMDA, kainato.

CANALI AMPA-DIPENDENTI: Permeabili a K e al NA. Faranno in modo che il sodio in entrata sia superiore al potassio in uscita. Trasmissione eccitatoria.

CANALI NMDA-DIPENDENTI: Si trovano nelle stesse sinapsi dell'AMPA. Consentono l'ingresso del sodio, ma al contrario dei precedenti sono permeabili anche al calcio.

RECETTORI ASSOCIATI ALLA