Potenziale sinaptico

Potenziale sinaptico

Ciò che succede a livello delle sinapsi è molto diverso a seconda che essa sia una sinapsi chimica o una sinapsi elettrica.

Sinapsi elettriche

A livello delle sinapsi elettriche, il segnale elettrico passa automaticamente da una cellula all’altra senza la necessità di un intervento esterno, perché le giunzioni consentono il passaggio delle correnti ioniche dal pre sinaptico al post sinaptico. Le sinapsi elettriche si trovano abbondanti negli astrociti e raramente nei neuroni.

Ruolo fisiologico

• Rendere rapida la trasmissione del segnale
• Mantenere la sincronizzazione tra le cellule (la corrente sinaptica passa simultaneamente a tutte le cellule accoppiate elettricamente)
• Aumento dello stimolo soglia in aggregati di neuroni elettricamente accoppiati

Sinapsi chimiche

La maggior parte delle sinapsi sono chimiche. Nelle sinapsi chimiche, il segnale elettrico che passa lungo l’assone dà origine a un segnale chimico, consentendo la liberazione del neurotrasmettitore. Questo attraversa lo spazio che intercorre tra il dominio pre sinaptico e il dominio post sinaptico, dove incontra dei sistemi recettoriali (recettori canale), quindi nuovamente il segnale chimico (neurotrasmettitore) si trasforma in un segnale elettrico.

Il passaggio del segnale nella sinapsi chimica è caratterizzato da un certo ritardo, dettato dal fatto che il terminale pre sinaptico non è fisicamente connesso al terminale post sinaptico, quindi il messaggio elettrico deve trasformarsi in messaggio chimico e a sua volta deve ritrasformarsi a messaggio elettrico.

Eventi a livello della sinapsi chimica

Nel compartimento presinaptico sono presenti molte vescicole e il canale del voltaggio dipendente. Il potenziale d’azione nella fase di depolarizzazione invade il potenziale sinaptico e apre i canali del voltaggio dipendenti. Questo entra nella sinapsi e l’aumento del Ca²⁺ a livello pre sinaptico è il segnale che promuove la fusione della vescicola con la membrana plasmatica e quindi il rilascio del neurotrasmettitore.

L’attività della sinapsi si suddivide in 3 stadi diversi

• Liberazione del neurotrasmettitore
• Interazione del neurotrasmettitore con il suo sistema recettoriale
• Stadio responsabile dell’eliminazione del neurotrasmettitore che permane nello spazio post sinaptico

Liberazione del neurotrasmettitore

Avviene a livello pre sinaptico, quindi gli elementi chiave sono due complessi:

• Le vescicole sinaptiche che si caricano di neurotrasmettitori
• Canali del voltaggio dipendenti presenti a livello pre sinaptico (dove le vescicole si fondono con la membrana plasmatica)

Le vescicole normalmente si trovano in prossimità della membrana plasmatica, ma perché si possano fondere con essa devono avvenire tutta una serie di eventi:

1. Mobilizzazione delle vescicole sinaptiche (docking), si devono spostare in prossimità della membrana plasmatica;
2. Predisposizione delle vescicole alla fusione (priming), solo in questo stadio le concentrazioni locali di Ca²⁺ possono interagire;
3. Fusione delle vescicole con la membrana plasmatica e rilascio del neurotrasmettitore;
4. Riciclo delle vescicole sinaptiche

Tutti questi processi vengono controllati da una serie di proteine, che nel loro insieme prendono il nome di Snare. Giocano un ruolo chiave per decidere quali vescicole saranno pronte per il rilascio e quali no. Le Snare V-sono presenti sul dominio pre sinaptico, le Snare sono quelle appoggiate alle vescicole. Sono proteine capaci di interagire tra di loro, cioè si riconoscono tra di loro.

Il primo ruolo di queste proteine è quello di avvicinare le vescicole alla membrana target appropriata, il secondo ruolo è quello di avvicinare tantissimo le vescicole alla membrana plasmatica. Solo se sono così vicine una di queste proteine può...