Trasmissione sinapticae integrazione neuronale

Trasmissione sinaptica e integrazione neuronale

Tipi di sinapsi

Sinapsi elettriche: permettono la trasmissione dei messaggi senza utilizzare neurotrasmettitori. Le membrane sono unite tra loro mediante giunzioni comunicanti in modo tale che un segnale elettrico, come un potenziale d'azione generato in una cellula, si possa propagare direttamente ad una cellula adiacente attraverso questi canali ionici.

Sinapsi chimiche: un neurone secerne neurotrasmettitori nello spazio extracellulare in risposta ad un potenziale d'azione che arriva alla sua terminazione sinaptica. Il neurotrasmettitore favorirà o invierà l'insorgenza di un potenziale d'azione in cellula bersaglio.

Anatomia funzionale delle sinapsi chimiche

Neurone presinaptico --> Neurone postsinaptico

• Sinapsi: Asso-assoniche, Asso-dendritiche, Asso-somatiche
• Fessura sinaptica: spazio ridotto tra due neuroni dove viene rilasciato il neurotrasmettitore.

I neurotrasmettitori, sintetizzati nel citoplasma del terminale assonico, vengono trasportati in vescicole sinaptiche fino a quando non vengono rilasciati tramite esocitosi. Nell'assone troviamo canali voltaggio-dipendenti per il sodio (Na) e il potassio (K) per assicurare la propagazione del potenziale d'azione fino al terminale assonico. Questi canali sono presenti anche nella membrana presinaptica per il calcio (Ca) che si aprono quando il potenziale d'azione arriva qui, così gli ioni Ca penetrano nel terminale assonico seguendo il gradiente elettrochimico e determinando la fusione delle vescicole sinaptiche interne alla membrana presinaptica rilasciando le molecole di trasmettitori nella fessura sinaptica.

Ricaptazione: neurotrasmettitore attivamente trasportato a ritroso nel neurone presinaptico, dove verrà degradato e i prodotti riciclati formeranno nuove molecole di neurotrasmettitore.

Ritardo sinaptico: (1-5 millisecondi) tempo intercorrente tra arrivo del potenziale a livello del bottone presinaptico e la risposta a livello postsinaptico.

Meccanismi di trasduzione del segnale nelle sinapsi chimiche

Il neurotrasmettitore rilasciato dalla membrana presinaptica è un messaggero che quando si lega permette il passaggio del segnale da una cellula all'altra. La risposta può essere:

• Lenta: legame del neurotrasmettitore con recettori accoppiati a proteine G (Recettori Metabotropi) che attivano processi biochimici anziché ridurre direttamente modificazioni della permeabilità della membrana; attivano apertura e chiusura dei canali ionici in reazione al tipo di sinapsi. Hanno una latenza di alcuni millisecondi ad alcune ore ma producono gli stessi effetti. I neurotrasmettitori che agiscono attraverso queste proteine sono anche chiamati neuromodulatori, poiché alcune risposte lente modulano le risposte veloci determinate dall'interazione del neurotrasmettitore con il canale ionotropo.
• Veloce: il neurotrasmettitore si lega ad un canale ionico a porta chimica (Ligando-Dipendente o Recettore Ionotropo). Il legame apre il canale ionico permettendo ad un singolo tipo di ione (o differenti) di attraversare la membrana cellulare del neurone postsinaptico modificandone il Potenziale di Membrana (Potenziale Postsinaptico o PPS) che velocemente si forma e scompare. Il canale si chiude quando il neurotrasmettitore si stacca da esso.

In base al tipo di canale che viene aperto il PPS potrà essere positivo o negativo causando depolarizzazione (sinapsi eccitatoria) o iperpolarizzazione (sinapsi inibitoria).

Sinapsi eccitatorie: sinapsi che porta il PPS a valori più vicini al valore soglia depolarizzando la membrana e contribuisce alla nascita di un potenziale d'azione. La depolarizzazione viene detta Potenziale Postsinaptico Eccitatorio (PPSE).