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NEURON TYPES by SHAPE II

synapse

soma axon UNIPOLAR

There are some truly unipolar neurons

mixed in with the multipolar granule

neurons of the cerebellum’s granular

synapse layer UNIPOLAR

soma temporary

Neuroblasts - precursors of neurons -

Neurite initially extend one process (a neurite)

Growth Cone capped by a growth cone, before

acquiring more processses and the

axonal-dendritic distinction

TYPES OF NEURON: Criteria by

SIZE Large - projection Small - Stellate & Granular

SHAPE Long axon

MULTIPOLAR Short axon

rare

BIPOLAR rare

PSEUDO-UNIPOLAR

UNIPOLAR very rare

dendritic SPINES Spiny vs non-spiny

CHEMISTRY Excitatory vs Inhibitory

Receptor variety

Fine-tuning (Modulation)

POSITION CNS Cortex Cerebellum Brainstem Cord

of neuron soma PNS Ganglia Sensory Cranial vs DRG

Autonomic: Sympathetic Parasympathetic

NERVOUS TISSUE COMPONENTS

NEURONS/NERVE CELLS Types by SIZE

SHAPE CHEMISTRY POSITION

GLIAL CELLS Types by CNS vs PNS LOCATION &

by ROLE

Astrocytes - neuron support

Oligodendrocytes - myelination Microglia - reserve MΦs

Satellite cells - neuron support Schwann cells - myelination

BLOOD VESSELS

CT WRAPPINGS Meninges - CNS Dura Arachnoid Pia

I neuroni sono le cellule più vecchie e più lunghe dell'organismo. I

neuroni si mantengono per tutta la vita: mentre le altre cellule muoiono

e vengono rimpiazzate, questo non si verifica per i neuroni. Da vecchi,

però, abbiamo meno neuroni che da giovani ma quelli che sono rimasti

sono comunque gli stessi di quando eravamo piccoli. Ciò nonostante,

dati pubblicati nel Novembre del 1998 hanno indicano che almeno in

una regione del cervello (l'ippocampo),

nuovi neuroni POSSONO crescere nell'uomo adulto.

I neuroni possono essere anche molto grandi. In alcuni casi, come i

neuroni corticospinali (dalla corteccia motoria al midollo spinale), i

motoneuroni o i neuroni afferenti primari (come quelli che portano

informazioni dalla pelle al midollo spinale ed al tronco dell'encefalo), si

possono raggiungere lunghezze di diverse decine di centimetri, fino al

metro e più! Corteccia

cerebrale Neurone

piramidale

della

Corpo cellulare degli corteccia

strati profondi della cerebrale

corteccia cerebrale. del

Questo neurone è porcospino.

chiamato piramidale, Colorazion

per la sua particolare e di Golgi

forma. Neuroni

della Neurone della

corteccia corteccia

cerebrale cerebrale del

del criceto.

criceto. Colorazione di

Colorazio Golgi.

ne di

Golgi.

CEREBRUM 1/2 one gyrus

Pia mater

Molecular layer

I

II

III

IV small stellate neurons

pyramidal neurons

V

VI Apical

dendrite

White matter Basal Soma

dendrites

PYRAMIDAL NEURON Axon

Neuroni Trigeminali

Neuroni gangliari del nervo Trigemino - Le frecce indicano alcuni corpi cellulari. Il gangli

del Trigemino si trova alla base del cranio e riceve informazioni sensitive dalla faccia e

dalla bocca per ritrasmetterle al tronco dell'encefalo.

Neuroni gangliari del nervo Trigemino - le frecce rosse indicano l'esterno di

alcuni neuroni e le frecce gialle i nuclei di 2 neuroni.

Neuroni del corno ventrale (midollo spinale)

Neuroni del corno ventrale del midollo spinale - le frecce

indicano alcuni corpi cellulari. Questi neuroni danno

origine ad assoni che si portano fuori dal midollo spinale,

portandosi ai muscoli striati.

Corpo cellulare di un neurone della radice ventrale del

midollo spinale. Il neurone è stato marcato con una

sostanza chimica chiamata DiI. Questo è un esempio di

trasporto retrogrado.

Cervelletto

Neuroni del cervelletto di porcospino. Queste particolari cellule si

chiamano Cellule del Purkinje. Colorazione di Golgi.

schema delle parti fondamentali del neurone

arborizzazione

terminale

dendrite soma o corpo guaina

cellulare mielinica

nucleo con

nucleolo assone o

neurite

Corpo cellulare o soma

• Morfologia variabile:

– Stellata (motoneuroni)

– Piramidale (corteccia cerebrale)

– Piriforme (Pukinje del cervelletto)

– Sferica (gangli sensitivi)

• Nucleo:

– Voluminoso, sferico od ovoidale, centrale

– chiaro (vuoto, vescicoloso), corrispondente alla

predominio di eucromatina (elevata attività genetica)

– Nucleolo unico, voluminoso ed intensamente basofilo

(elevata attività di sintesi proteica)

Soma: componenti citoplasmatiche

• Mitocondri numerosi

(anche nei prolungamenti)

• Gogli spesso di estensione considerevole

• Sostanza di Nissl: zolle basofile che si estendono

ai dendriti (ma non all’assone) reticolo

endoplasmatico rugoso

• Ribosomi numerosissimi

• Neurotubuli e neurofibrille

(aggregati di neurofilamenti di 10 nm)

• Centrioli quasi sempre presenti

(nonostante l’assenza di mitosi)

Classificazione dei neuroni

in base al comportamento dell’assone:

• Neuroni di proiezione (tipo I di Golgi)

– Assone di lunghezza considerevole:

– grigia bianca

 

– grigia nervo

 

• Interneuroni (tipo II di Golgi)

– Assone più breve, non entra nella bianca, non

entra in un nervo

– Si ramifica ripetutamente nell’ambito della

sostanza grigia

Potenziale transmembrana

+ + + +

+

+ + +

+ +

- - +

+ - - - -

- - +

+ - -

- La asimmetria nella -

-70 mV

- distribuzione di ioni carichi

elettricamente è all’origine di

una differenza di potenziale

fra i due lati della membrana

che si trova normalmente in

tutte le cellule

Il potenziale di membrana o voltaggio di

membrana di un neurone è rappresentato dal

simbolo Vm. Il Vm può essere misurato inserendo

un microelettrodo nel citoplasma. Un tipico

microelettrodo è costituito da un tubicino di vetro

Membrane eccitabili con una punta estremamente sottile (del diametro

di 0,5 micron) che penetra nella membrana del

neurone arrecando un danno minimo. Il

microelettrodo è riempito con una soluzione

elettroconduttrice e collegato ad uno strumento

chiamato voltmetro. Il voltmetro misura la

differenza di potenziale elettrico esistente tra la

punta di questo microelettrodo ed un conduttore

(terra) posto all'esterno della cellula.

Questo metodo rivela che la carica elettrica non è

uniformemente distribuita ai lati della membrana

neuronale, ma l'nterno del neurone è

elettricamente negativo rispetto all'esterno.

Questa differenza fissa, detta potenziale di riposo ,

viene mantenuta quando il neurone non genera

impulsi.

La diversa distribuzione ionica, che comporta la

presenza di diversi gradienti di concentrazione,

è dovuta all'azione di pompe ioniche presenti

nella membrana neuronale. Si è calcolato che le

pompe ioniche potrebbero essere responsabili

di circa il 70% del fabbisogno energetico del

cervello. Le pompe più importanti sono quella

sodio-potassio e quella del calcio.

POMPA SODIO-POTASSIO (figure a sinistra).

In condizioni di riposo ( in alto), la pompa:

- è aperta verso l'esterno

- ha una bassa affinità per gli ioni Na , che quindi

+

si staccano

- ha una elevata affinità per gli ioni K , che quindi

+

si legano

- ha un sito di legame per l'ATP (non mostrato)

libero verso l'interno

In presenza di ATP, questo si lega alla pompa,

fornendo l'energia per una sua modifica della

conformazione spaziale con conseguente:

- apertura verso l'interno

- perdita di affinità per il K , che quindi si stacca

+

- acquisizione di una elevata affinità per il Na ,

+

che quindi si lega

Il legame dei Na e la perdita dei K determina

+ +

una ulteriore modifica conformazionale che

riporta la pompa alle condizioni originali (aperta

verso l'esterno).

Il neurone e la trasmissione di informazioni

Il potenziale di membrana dipende dalle diverse concentrazioni ioniche sui due lati della membrana.

Stime di queste concentrazioni, a riposo, sono riportate di seguito. Il fattore rilevante, ai fini funzionali, è

che K è più concentrato all'interno, mentre Na e Ca sono più concentrati all'esterno.

+ + 2+ E

ione conc. Est. conc. Int. Est/Int ion

K 5 mM 100 mM 1:20 -80 mV

+

Na 150 mM 15 mM 10:1 62 mV

+

Ca 2 mM 0,0002 mM 10.000:1 123 mV

2+

Cl 150 mM 13 mM 11,5:1 -65 mV

-

Il potenziale di equilibrio di uno ione (E ), conoscendone la concentrazione interna ([ion] ) ed esterna

ion i

([ion] ), può essere calcolato tramite l'equazione di Nerst:

e E = 2,303 X (RT/zF) X log ([ion] /[ion] )

ion e i

dove:

R=costante dei gas z=carica dello ione T=temperatura assoluta F=costante di

Faraday

I canali ionici sono macromolecole proteiche che attraversano, a tutto

spessore, una membrana biologica e che consentono il passaggio di ioni,

nella direzione determinata dal loro gradiente elettrochimico. In genere, gli ioni

tendono a spostarsi da una regione a maggiore concentrazione verso una a

concentrazione minore, ma in presenza di un gradiente elettrico è possibile

che non vi sia flusso transmembranarfio di ioni, anche in presenza di un

gradiente di concentrazione. Il canale ionico può essere aperto o chiuso

modificando la differenza di voltaggio ai due lati della membrana (canali a

controllo di potenziale) o legando una sostanza chimica ad un recettore nel

canale o nelle sue vicinanze (canale a controllo di ligando). Questa distinzione,

però, non è rigida in quanto vari canali a controllo di potenziale possono

essere modulati da neurotrasmettitori o da ioni Calcio. Inoltre, alcuni canali

ionici non sono aperti da variazioni di voltaggio o da messaggeri chimici, ma

possono esserlo dallo stiramento meccanico o dalla pressione (recettori

somatosensitivi o uditivi). la sinapsi

terminale

presinaptico

vescicole

sinaptiche

terminale

postsinaptico

Fare connessioni: le sinapsi

I neuroni hanno prolungamenti specializzati chiamati dendriti e

assoni. I dendriti portano le informazioni verso il corpo

cellulare mentre gli assoni le allontanano.

Il flusso di

informazioni 3. eccitazione o

3. eccitazione o

inibizione del

inibizione del

neurone post-

2. rilascio di neurone post-

2. rilascio di sinaptico

neurotrasmettitore sinaptico

neurotrasmettitore

alla sinapsi

alla sinapsi

1. conduzione dell’impulso

1. conduzione dell’impulso 4. potenziale d’azione

4. potenziale d’azione

lungo l’assone e i suoi

lungo l’assone e i suoi

terminali

terminali

Schema dell’ultra-

struttura della mitocondrio

sinapsi vescicola di

neurotrasmettitore

terminale

presinaptico

recettore neurotrasmettitore

terminale rilasciato nella

postsinaptico fessura sinaptica


PAGINE

69

PESO

2.03 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Slides didattiche per il corso di Neurobiologia del corso di laurea in Biotecnologie industriali all'interno delle quali sono spiegati i seguenti argomenti:
- Il sistema nervoso e la sua suddivisione generale;
- Il tessuto nervoso: schema del funzionamento di un neurone e della trasmissione nervosa;
- Il potenziale trasmembrana;
- Le cellule gliali: microciglia e astrociti;
- Sclerosi multipla: cause, sintomi, trattamento.


DETTAGLI
Esame: NEUROBIOLOGIA
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2010-2011

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di NEUROBIOLOGIA e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Cimini Anna Maria.

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