Sinapsi - Comunicazione tra cellule

FESSURA SINAPTICA

separa le membrane plasmatiche delle due cellule che formano la sinapsi. È la destinataria dell'informazione che sta transitando.

CELLULA POSTSINAPTICA

La trasmissione dell'informazione tra la cellula pre e quella postsinaptica avviene con due meccanismi diversi a seconda che si tratti di sinapsi elettrica o chimica.

Sinapsi elettriche

Le cellule pre e postsinaptica della sinapsi elettrica sono separate da una fessura. I connessioni sinaptica ridotta e sono accoppiate da canali chiamati connessioni sono formati dalla giustapposizione di due emicanali, gli emiconnessoni presenti sulle membrane di entrambe le cellule pre e postsinaptiche. Ogni emiconnessone è composto da 6 subunità proteiche, dette connessine, disposte lungo una circonferenza che delimita un poro centrale. Tutte queste strutture appaiate formano la gap junction.

Il diametro interno dei connessioni consente il transito non solo di ioni, ma anche di piccoli metaboliti come i nucleotidi.

ciclici e non, l'inositolo trifosfato (IP ) e3Questo è importante dal punto di vista funzionale in quanto lepiccoli protidi.cellule accoppiate tramite sinapsi elettriche non solo sono in grado di scambiarsiinformazioni sotto forma di corrente ionica, ma possono essere accoppiate anchedal punto di vista metabolico funzionale, dato che i piccoli metaboliti segnaleprodotti a livello di una o poche cellule possono diffondere anche a quelleadiacenti attraverso i connessioni, rendendo di fatto l'insieme di cellule unsincizio funzionale.Mentre alcuni connessioni risultano essere sempre aperti, altri sono modulati dal. L'apertura e chiusura dei connessioni avviene graziepH o dal calcio intracellularea un movimento di rotazione concertato delle 6 subunità che formano ilconnessone.Una corrente che è stata generata, per esempio, dall'apertura di canali ionicivoltaggio-dipendenti presenti sulla membrana plasmatica si propaga attraversouna sinapsi

elettriche delle sinapsi sono le seguenti: 1. La trasmissione è bidirezionale: la corrente può fluire in entrambe le direzioni tra le due cellule coinvolte nella sinapsi. 2. La trasmissione è veloce: poiché la corrente fluisce direttamente da una cellula all'altra, senza la necessità di mediatori chimici, la trasmissione elettrica avviene in modo rapido. 3. La trasmissione è sincronizzata: poiché la corrente fluisce direttamente da una cellula all'altra, le due cellule sono in grado di sincronizzare le loro attività elettriche. 4. La trasmissione è meno selettiva: poiché la corrente fluisce attraverso le connessioni intercellulari, non è necessario che i recettori specifici siano presenti sulla membrana postsinaptica. In conclusione, la trasmissione attraverso una sinapsi elettrica avviene mediante il passaggio elettrotonico di corrente tra le due cellule coinvolte, seguendo la legge di Ohm. Questo tipo di trasmissione presenta caratteristiche uniche che la rendono adatta per la comunicazione rapida e sincronizzata tra le cellule eccitabili.

Sono il segnale elettrico si propaga velocemente

Rapidità: la trasmissione di corrente è di tipo elettrotonico

Tipo elettrotonico: risponde alla legge di Ohm: le due cellule devono avere una grandezza simili oppure quella presinaptica deve avere dimensioni maggiori di quella postsinaptica: in linea generale la corrente può transitare attraverso i connessoni in entrambe le direzioni.

Tuttavia esistono alcuni tipi di sinapsi elettriche dette rettificanti, nelle quali la propagazione del segnale avviene prevalentemente in una direzione: la trasmissione attraverso le sinapsi elettriche non prevede consumo di energia

Sinapsi chimiche

Nelle sinapsi chimiche non c'è continuità citoplasmatica tra la cellula pre e postsinaptica. Infatti la fessura sinaptica ha dimensioni molto maggiori rispetto alle sinapsi elettriche.

La trasmissione sinaptica quindi non può essere svolta da un semplice

passaggio elettrotonico di corrente, e occorre un meccanismo diverso: l'informazione che giunge alla terminazione presinaptica sotto forma di segnale (il potenziale d'azione) (il elettrico deve essere convertita in un messaggero chimico neurotrasmettitore), che ha il compito di diffondere nella fessura sinaptica e (i recettori per il raggiungere proteine specializzate sulla membrana postsinaptica neurotrasmettitore); il messaggio può quindi di nuovo essere convertito in un segnale elettrico che, se sufficientemente intenso, dà origine a nuovi potenziali. Ognuna di queste fasi può essere soggetta ad azione nella cellula postsinaptica una modulazione della propria efficienza. Una delle caratteristiche fondamentali delle sinapsi chimiche è l'unidirezionalità della trasmissione dell'informazione. nella sinapsi chimica. I meccanismi alla base del TRASMISSIONE DEL SEGNALE processo della sinapsi chimica può essere suddivisa in 2

fasi: 1- Fase di trasmissione presinaptica: va dall'arrivo del potenziale d'azione nella terminazione presinaptica fino alla liberazione del neurotrasmettitore. 2- Fase di ricezione postsinaptica: va dalla diffusione del neurotrasmettitore nella fessura sinaptica fino alla risposta nella terminazione postsinaptica. Questa risposta è mediata dall'interazione tra il neurotrasmettitore e i recettori presenti sulla membrana postsinaptica. Le vescicole sinaptiche, che si formano per gemmazione dall'endosoma e sono poi riciclate dopo la liberazione del neurotrasmettitore, sono vuote e dapprima riempite di molecole di neurotrasmettitore a opera di due proteine: una pompa protonica e un antiporto specifico protone-neurotrasmettitore. Successivamente sono indirizzate verso i siti attivi di liberazione sulla membrana presinaptica e ivi ancorate alla proteina RAB3.

membrana presinaptica. Il processo di priming le rende poi competenti e pronte per fondersi con la membrana postsinaptica e la fusione può essere di tipo classico (o completo) o di tipo kiss and run. È l'evento che scatena la fusione vescicolare, l'aumento della concentrazione di calcio nella terminazione presinaptica, prodotta dall'apertura dei canali per il calcio voltaggio-dipendenti attivati dalla depolarizzazione della terminazione presinaptica a opera di un potenziale d'azione. In seguito alla fusione, il neurotrasmettitore è liberato nella fessura sinaptica. La neurotrasmissione quindi raggiunge e attiva i recettori presenti sulla membrana postsinaptica. La risposta della cellula postsinaptica può essere una variazione del potenziale di membrana prodotta dall'apertura o chiusura di specifici canali ionici, l'induzione di una trascrizione genica o un'attivazione enzimatica. L'attivazione dei recettori termina quando la concentrazione di

neurotrasmettitore nella fessura sinaptica.ritorna in condizioni basali Se la concentrazione di neurotrasmettitore rimane altaeper lungo tempo, i recettori possono andare incontro a desensitizzazionedivengono quindi incapaci di trasdurre correttamente nuove informazioni che.arrivino sottoforma di una nuova liberazione di neurotrasmettitore Per questoper scissionemotivo il neurotrasmettitore è rimosso dalla fessura sinapticaenzimatica, diffusione all'esterno (spillone) o ricaptazione (reuptake) e conseguentericiclo a opera della terminazione presinaptica.

NEUROTRASMETTITORI

Per poter essere definito un messaggero chimico deveneurotrasmettitoresoddisfare :alcuni requisiti

• È sintetizzato, immagazzinato e liberato dal neurone presinaptico
• La sua somministrazione deve produrre una risposta simile a quella del neurotrasmettitore endogeno
• Lega specifici recettori sulla membrana sinaptica
• È continuamente rimosso dalla fessura sinaptica

sostanze liberate dalle

vescicole sinaptiche Le vescicole sinaptiche sono suddivise in: - Piccole molecole ad azione rapida e risposta acuta; la loro sintesi avviene nella terminazione presinaptica. Esteri: - Acetilcolina Classe I - Amine biogene: - Catecolamine (dopamina, noradrenalina e adrenalina) Classe II - Serotonina; Istamina Aminoacidi: - Glutammato, aspartato, GABA, glicina Classe III - Gas solubili: - Monossido d'azoto (NO), monossido di carbonio (CO) Classe IV -