Set Domande Paniere Risposte Aperte Fisiologia Umana e dello Sport

FISIOLOGIA UMANA E DELLO SPORT

(Risposte Aperte)

1) QUAL E' LA FUNZIONE DELLA SINAPSI? La sinapsi è la connessione funzionale tra due cellule

nervose o tra una cellula nervosa e un determinato organo periferico.

La sinapsi è pertanto formata da:

- Un bottone terminale del neurone trasmittente, la membrana che circonda il bottone è

detta presinaptica

- Una struttura nel neurone ricevente, generalmente un dentrite, anch’esso circondato da

membrana che viene chiamata però postsinaptica.

- Uno spazio detto fessura sinaptica che appartiene allo spazio extracellulare. Nella sinapsi

l’informazione fluisce dal neurone presinaptico a quello post sinaptico.

2) COSA SONO I MOTONEURONI? Detti anche “efferenti”, sono i neuroni che emanano impulsi di

tipo MOTORIO agli organi della periferia corporea. Si distinguono da quelli “afferenti” per il

fatto che questi ultimi partecipano all’acquisizione di stimoli trasportando le informazioni dagli

organi sensoriali al sistema nervoso centrale.

3) DESCRIVERE LA MORFOLOGIA DEL NEURONE: Il neurone è la cellula più complessa del nostro

organismo. E’ dotata di un corpo cellulare dotato di un nucleo, dal quale originano dei

prolungamenti rivestiti da membrana plasmatica e all’interno dei quali è presente il

citoplasma. I prolungamenti del neurone non sono tutti equivalenti infatti il DENTRITE, che si

occupa degli input, è di maggior diametro e si ramifica ulteriormente in prossimità del corpo

cellulare. L’ASSONE invece, responsabile degli output, ha origine dal corpo cellulare come

singolo prolungamento ed è più piccolo. Nei prolungamenti degli assoni passano gli impulsi

elettrici diretti ad altre cellule e affinchè la conduzione sia più rapida, l’assone possiede un

rivestimento isolante detto guaina mielinica (composta da mielina e cellule di Schwann ) la

quale presenta delle “interruzioni” o delle zone di spessore minimo dette Nodi di Ranvier in

corrispondenza delle quali si ha il passaggio degli ioni. Infine abbiamo il bottone terminale o

terminale assonale, presente alla fine di ogni ramo dell’assone. Qui sono presenti le vescicole

sinaptiche che contengono i neurotrasmettitori.

4) DESCRIVERE LE FUNZIONI DELLE COMPONENTI NEURONALI: I dendriti nascono subito dal

soma con le loro ramificazioni mentre l’assone nasce dal soma come singolo prolungamento,

detto branca principale, per poi ramificarsi successivamente con delle branche cosiddette

collaterali. Queste branche collaterali hanno un diametro minore rispetto alla branca

principale. I terminali assonali, sono più di uno. Ci saranno tanti terminali assonali quante

ramificazioni si sono create. È chiaro che l’informazione in output può essere trasmessa a più

neuroni insieme. Il messaggio trasmesso dal neurone può essere ricevuto simultaneamente da

diversi destinatari, sia che siano neuroni o altre cellule specializzate. Ogni terminale assonale vi

è un piccolo rigonfiamento, chiamato bottone terminale. I bottoni terminali rappresentano il

punto di passaggio dell’informazione. Le strutture che consentono il passaggio vengono dette

sinapsi.

5) DESCRIVERE I VARI TIPI DI NEURONI: Si classificano in base alla lunghezza dell’assone, i

neuroni appartengono a uno dei due tipi:

- Neuroni di proiezione: assone lungo con terminali assonali lontani dal soma, trasmettono

informazioni a neuroni posti a notevole distanza.

- Interneuroni (o a circuito locale): assone breve che finisce nei dintorni del corpo cellulare,

trasmettono informazioni a neuroni vicini.

In seguito abbiamo:

- i neuroni sensitivi o afferenti: acquisiscono stimoli dagli organi e li trasportano al SNC

- interneuroni motori: integrano le info acquisite e li trasmettono ai neuroni motori

- neuroni motori o efferenti: detti anche motoneuroni emanano impulsi di tipo motorio agli

organi della periferia corporea.

6) COME FUNZIONA IL NEURONE? Il neurone ha due tipi di funzioni: INPUT e OUTPUT.

- INPUT: Il sistema nervoso è strutturato per ricevere informazioni dall'esterno attraverso i

canali sensoriali(vista,udito,gusto,tatto,olfatto). Importanti informazioni provengono

dall'interno dell’organismo (ad esempio dolore viscerale,senso di posizione e movimento

nello spazio).

- OUTPUT: Elaborate le informazioni,i segnali bioelettrici vengono convogliati ai muscoli

scheletrici (per i movimenti del nostro corpo),ai muscoli lisci dei visceri e al muscolo striato

cardiaco. La zona del neurone deputata agli INPUT è il dentrite, la zona del neurone

deputata agli output è L'ASSONE.

Le funzioni estremamente complesse che si trovano tra input e output, servono ad esempio,

per integrare tra loro diverse modalità sensoriali.

7) COSA SI INTENDE PER MEMBRANA ECCITABILE? Per definizione sono quelle membrane in

grado di generare e/o condurre segnali elettrici. Si intende la proprietà che hanno le

membrane dei tessuti eccitabili in particolare neuroni e cellule muscolari (lisce e striate). Sono

membrane in grado di generare e condurre segnali elettrici detti anche potenziali d’azione che

possono essere postsinaptici eccitatori (PSSE) o inibitori (PSSI). Le mambrane eccitabili sono le

membrane plasmatiche che cicondano neuroni e cellule muscolari, rappresentano la

caratteristica principale dei tessuti eccitabili.

8) DESCRIVERE IL FUNZIONAMENTO DEI CANALE IONICI: Il canale ionico funziona in modo

passivo quando è sempre aperto grazie alla selettività degli ioni dove è presente un continuo

attraversamento di membrana dovuto alla variazione del potenziale di membrana. Il canale

ionico può anche essere ad accesso variabile nel momento in cui si attiva solo dopo uno

stimolo chimico, fisico o meccanico ed è regolati da un ligando specifico. Molti ioni sono

distribuiti in modo disomogeneo nell’ambiente intra ed extracellulare. Lo ione sodio (Na+), che

presenta una carica positiva, è più concentrato nell’ambiente extracellulare rispetto a quello

intracellulare. In teoria lo ione Na+ non può attraversare la membrana plasmatica (il doppio

strato lipidico). In realtà, le membrane non sono formate solo da fosfolipidi, ma anche le

proteine che attraversano la membrana. Alcune di queste sono vere e proprie porte, che

possono essere aperte, o chiuse. Tali proteine sono dette canali ionici.

9) CHE COSA E' UN CANALE IONICO? E’ una proteina che attraversa la membrana cellulare (

trans-membrana) e che modula il potenziale di membrana. Controlla il flusso di ioni che entra

ed esce dalla cellula secondo il gradiente di concentrazione. L'entrata di questi ioni in

particolare gli ioni Ca 2, modula funzioni cellulari importanti come la contrazione muscolare e

la trasmissione nervosa. Possiamo infine avere due tipologie di canali.: quelli di cui l’apertura e

chiusura sono legate a variazioni del potenziale e quelli che sono regolati da un ligando

specifico.

10) COSA SI INTENDE PER ECCITABILITA' NEURONALE: E’ la proprietà biofisica dei neuroni che

consiste nella capacità di generare impulsi elettrici che si propagano lungo la membrana. La

membrana del neurone ha la caratteristica di reagire ai cambiamenti dell’ambiente con

variazioni del potenziale di membrana. In questo modo comunicano le cellule. L’eccitabilità

dipende dalla presenza di canali nella membrana con permeabilità selettiva e la possibilità di

variare quest’ultima in relazione alla differenza di potenziale (voltaggio dipendenti) tra le due

superfici della membrana.

11) INDICARE CON PRECISIONE LA DIFFERENZA DI POTENZIALE: La differenza di potenziale è

rilevabile tra l'interno e l'esterno della membrana cellulare e si misura in mV . In una cellula

nervosa la differenza di potenziale è di circa -60,-70 mV, valore che si mantiene costante in

assenza di stimolazione. In condizioni di riposo il versante interno della cellula risulta carico

negativamente rispetto all'esterno che risulta carico positivamente. Le variazioni rispetto al

valore di riposo possono essere: -Depolarizzazione cioè la modificazione del potenziale verso

valori più elettropositivi. Iperpolarizzazione: Modificazione del potenziale verso valori più

elettronegativi.

12) DESCRIVERE IL MECCANISMO DI ELETTROGENESI: E’ un meccanismo che si attiva alla

formazione del potenziale di membrana, il quale nasce con distribuzione non uguale delle

cariche elettriche ai due lati della membrana a seguito dell’apertura. Durante l’elettrogenesi

viene a crearsi la “differenza” di potenziale di membrana in quanto fuori dalla cellula si hanno

alte concentrazioni di sodio, calcio e cloro e dentro la cellula si hanno alte concentrazioni di

potassio e anioni organici.

13) DESCRIVERE LE CARATTERISTICHE DELLE VARIE CONDUTTANZE IONICHE NEL POTENZIALE

D'AZIONE: Durante un potenziale d’azione si verifica una variazione delle conduttanze ioniche

che riguardano il sodio e il potassio, entrambe attivate dal voltaggio. Le cellule eccitabili

possiedono un largo corredo di canali ad accesso variabile, che contribuiscono ad una vasta

gamma di risposte che le cellule sono in grado di fornire. La variabilità della conduttanza è

strettamente legata alla variabilità di forma, durata e meccanismi di accensione o gating dei

canali: canali aperti da stimoli depolarizzanti o gating dei canali; canali attivati da secondi

messaggeri; canali passivi.

14) QUALI SONO LE FASI DI UN POTENZIALE D'AZIONE? Nel profilo di un potenziale d’azione si

parte da una situazione di riposo per poi ritornare alla stessa. La prima fase è quella della

DEPOLARIZZAZIONE dovuta all’apertura dei canali sodio Na e la comparsa di una corrente

entrante che però inattiva i canali sodio e attiva quelli del potassio K. La seconda fase è quella

della RIPOLARIZZAZIONE dovuta a una corrente in uscita di potassio K che ripolarizza la

membrana. Ultima fase IPERPOLARIZZAZIONE, nella quale molti canali del potassio non si

chiudono in modo sincrono e quindi aumenta la negatività.

15) COSA SI INTENDE PER FASE DI DEPOLARZZAZIONE? Dovuta alla rapida apertura dei canali del

Na+ con un aumento della conduttanza dello ione (GNa) con la comparsa di una corrente

entrante. La depolarizzazione provoca inattivazione dei canali del Na+ e l’apertura dei canali

per il K+.

16) DESCRIVERE LE CARATTERISTICHE DI UN POTENZIALE D'AZIONE: Le caratteristiche sono le

seguenti:

- E’ una depolarizzazione rapida del potenziale di membrana che raggiunge valori al di sopra

di 0mV per poi ritornare lentamente a riposo.

- E’ un evento che si ripete nel tempo e nello spazio

- Richiede che la depolarizzazione superi un valore critico (soglia) e superato tale valore si

osserva il potenziale d’azione.

- Si osserva in cellule eccitabili ed è usato per trasferire informazioni da una cellula all’altra

con le connessioni sinaptiche.

- Dopo il potenziale c’è un periodo di riposo assoluto e poi parziale.

Si propaga con velocità compresa tra 1m/s e 100 m/s.

17) COSA SI INTENDE PER FASE DI IPERPOLARZZAZIONE? In molte cellule un potenziale è seguito

da un breve aumento della negatività dovuto al fatto che i canali per il K+ non si chiudono in

modo sincrono quando il Vm raggiunge il valore di equilibrio e si registra un maggiore efflusso

di K+.

18) COSA SI INTENDE PER FASE DI RIPOLARZZAZIONE? E’ una fase del procedimento nel quale

opera il potenziale d’azione. Dopo la depolarizzazione, nella quale si aprono i canali per il sodio

e aumenta la conduttanza per gli ioni Gna, si ha la RIPOLARIZZAZIONE che è dovuta a una

corrente in uscita di potassio ( K) con aumento dello ione Gk che tende a ripolarizzare la

membrana. Alla fine abbiamo l’iperpolarizzazione nella quale aumenta la negatività poiché i

canali per il potassio non si chiudono in modo sincrono.

19) INDICARE LE PRINCIPALI DIFFERENZE TRA LA SINAPSI ELETTRICA E LA SINAPSI CHIMICA: Nella

sinapsi elettrica, il segnale elettrico passa direttamente dal terminale presinaptico alla cellula

postsinaptica. Nella sinapsi chimica il potenziale d’azione determina il rilascio di un

neurotrasmettitore, una sostanza chimica immagazzinata in vescicole.

20) COME FUNZIONA UNA SINAPSI CHIMICA: Sono le sinapsi più diffuse nel sistema nervoso

centrale e periferico. Nelle sinapsi chimiche la cellula presinaptica libera il neurotrasmettitore

liberato per esocitosi dalle vescicole presenti nel terminale presinaptico a seguito di una

depolarizzazione dovuta dall'apertura di canali del Ca2+voltaggio-dipendenti ,deve

attraversare lo spazi sinaptico e legarsi ai recettori presenti sulla membrana dell'elemento post

sinaptico. I principale neurotrasmettitori sono: Aceticolina,Amine Biogene,

Amminoacidi,Istamina.

21) COME FUNZIONA UNA SINAPSI ELETTRICA? Nelle sinapsi elettriche il citoplasma della

membrana presinaptica è a stretto contatto con quello della cellula postsinaptica. Questo è

possibile in virtù della presenza di gap junction, dei canali ionici specializzati che consentono il

flusso ionico da una cellula all’altra. L’estensione della superficie di contatto influenza la

conduttività della sinapsi. Una depolarizzazione della fibra presinaptica viene immediatamente

trasferita all’elemento postsinaptico.

22) DESCRIVERE LE CARATTERISTICHE GENERALI E COMUNI DEI VARI TRASMETTITORI: Un

neurotrasmettitore deve essere immagazzinato e sintetizzato nelle vescicole presinaptiche per

poi essere rilasciato. Per esplicare la sua azione deve legarsi a specifici recettori localizzati sulla

membrana postsinaptica, per poi venire rapidamente rimosso dallo spazio sinaptico, in modo

da estinguere il processo. La differenza tra neurotrasmettitori ed ormoni risiede nel fatto che

questi ultimi vengono immessi nel circolo emetico in modo da raggiungere organi bersaglio

situati in lontananza. Le caratteristiche per un neurotrasmettitore sono: deve essere

sintetizzato dal neurone presinaptico; è liberato in seguito all’insorgenza di impulso nervoso di

intensità tale da generare una risposta; la sostanza identificata come neurotrasmettitore deve

dare sempre la stessa risposta che deve essere bloccata da molecole definite antagonisti

competitivi; è metabolizzato da enzimi specifici e ricaptato da trasportatori deputati alla

inattivazione e rimozione del neurotrasmettitore. Enzimi e trasportatori sono presenti nel

citoplasma o nella membrana di neuroni o cellula della glia.

23) DESCRIVERE I VARI TIPI DI RECETTORI PER I NEUROTRASMETTITORI: I recettori si dividono in

due grosse famiglie: recettori ionotropici o recettori canale (formano un canale ionico vero e

proprio e il legame con il neurotrasmettitore induce una variazione conformazionale che apre

il poro); recettori metabotropici (attivano indirettamente dei canali ionici mediante una

cascata di secondi messaggeri capaci di attivare eventi biochimici anche abbastanza complessi.

Nel caso dei recettori metabotropici bisogna prendere in considerazione la struttura del

recettore, il ciclo delle proteine G e l’effettore che viene attivato. I recettori possono avere

localizzazione diversa e si differenziano in: intracellulari (alcune sostanze lipofile hanno la

capacità di diffondere attraverso la membrana delle cellule e di agire su recettori intracellulari.

Regolano la crescita, la differenziazione cellulare e l’omeostasi); recettori di membrana (sono

proteine integrali di membrana capaci di segnalare alla cellula la presenza del ligando, sono:

recettori canale, recettori accoppiati a proteine G, recettori ad attività tirosin-chinasica,

recettori ad attività guanilato ciclasica).

24) INDICARE LE PRINCIPALI DIFFERENZE TRA I RECETTORI IONOTROPICI ED I RECETTORI

METABOTROPICI: I recettori ionotropici appartengono alla famiglia dei canali attivati dai

ligandi; sono chiamati recettori nicotinici (attivati da acetilcolina e nicotina). Si differenziano

due gruppi: periferici (sulla membrana postsinaptica delle fibre muscolari scheletriche);

centrali (localizzati sulle terminazioni nervose e il soma dei neuroni del SNC). Entrambi sono

canali cationici permeabili allo ione sodio, per cui l’apertura indotta dal neurotrasmettitore

determina l’insorgenza di un potenziale d’azione. I recettori metabotropici sono costituiti da

un’unica catena polipeptidica, che da origine a sette domini trans membrana. I loop

intracitoplasmatici danno origine al sito di legame per le proteine G, coinvolte nel controllo

indiretto di canali ionici che vengono attivati o inattivati per fosforilazione/defosforilazione.

25) COSA SI INTENDE PER RECETTORE A CANALE IONICO? Per recettore a canale ionico o recettori

ionotropici si intende una canale ionico vero e proprio e il legame con il neutrosmettitore

induce una variazione conformazionale che apre il poro. Sono recettori rapidi e capaci di

innescare un potenziale d'azione. I Recettori canali è costituito da glicoproteine che si

assemblano a formare un canale idrofilico. Nel recettore canale l'apertura del canale è indotta

dalla presenza del ligando che modifica la conduttanza ionica.

26) DESCRIVERE BREVEMENTE LE CARATTERISTICHE DELLA PLASTICITA' SINAPTICA: Per plasticità

sinaptica si intende un processo di continuo rimodellamento della connettività tra neuroni, con

variazioni della morfologia, del numero, della posizione, della forza di scarica. Porta allo

sviluppo del sistema nervoso centrale e periferico. È alla base dell’apprendimento e del

recupero funzionale dopo lesioni a carico di particolari circuiti. La formazione di un circuito

neuronale prevede una comunicazione bidirezionale tra il compartimento pre e post sinaptico,

con uno sviluppo della connettività mediante la formazione o rimozione di sinapsi.

27) QUALI SONO LE DIFFERENZE TRA RECCETORE CANALE E RECETTORE ACCOPPIATO A

PROTEINA G? I recettori canale sono canali ionici ligando-dipendenti, chiamati anche

ionotropici, costituiti da glicoproteine che si assemblano a formare un canale idrofilico;

l’apertura del canale è indotta dalla presenza del ligando che modifica la cond