Psicobiologia del comportamento umano

POTENZIALE DI RIPOSO E POTENZIALE

D’AZIONE

1) Un neurone che non invia segnali e che non è stimolato a sua volta da un'altra

cellula è un neurone in una condizione nota come “ di riposo”.

1. Un neurone in condizione di riposo mostra un potenziale di membrana di CIRCA

-65 mV (millivolt) e prende il nome di “potenziale di riposo della membrana”

Il potenziale di riposo della membrana è il risultato della differente

 concentrazione di ioni del neurone che è carico negativamente all’interno

e carico positivamente all’esterno.

La concentrazione ionica diversa tra esterno ed interno è data a sua volta

 dall’azione di alcune proteine transmembrana (ovvero che si dispongono

attraverso la membrana):

Canali del potassio (K+): la membrana a riposo del neurone mostra

 una permeabilità selettiva al potassio (K+). Vi sono due forze che

regalo l’influsso e l’afflusso del potassio:

Diffusione: gli ioni K+ seguono il loro gradiente di

 concentrazione

Forze elettrostatiche: che porta gli ioni K+ all’interno in

 quanto attratti dalla carica negativa interna.

Il potenziale di riposo riflette l’equilibrio tra queste due forze.

Proteine caricate negativamente all’interno: gruppi fosfato

 Pompa sodio-potassio: pompa 3 ioni sodio (Na+) fuori ogni K+ che

 introduce all’interno, mantenendo quindi il potenziale a riposo sul

lungo termine.

2)i potenziali d’azione sono: variazioni brevi ma grandi del potenziale di riposo che

hanno inizio nel monticolo assonico e che si propagano lungo il resto dell’assone,

rappresentando quindi la base fisiologica della trasmissione dell’informazione.

1. Se lo stimolo depolarizza (diminuzione della negatività del potenziale di

membrana) la membrana fino a circa -45 mV (valore soglia che se superato

genera il potenziale d’azione), si produrrà una variazione del suo potenziale

chiamato appunto “potenziale d’azione” (P.A)

Il potenziale d’azione è quindi un’inversione del potenziale di membrana

 che rende pe un istante l’interno della membrana positivo rispetto

all’esterno, facendola arrivare a circa +35 mV.

2. Quando la membrana si depolarizza fino al valore soglia si aprono i canali

voltaggio-dipendenti del sodio (Na+) attraverso cui gli ioni Na+ entrano nel

neurone, depolarizzando ulteriormente il potenziale di membrana e inducendo

l’apertura di altri canali Na+ (entrano all’interno del neurone sempre per

diffusione e forze elettrostatiche).

Queste continue depolarizzazioni continuano facendo infine entrare gli

 ioni Na+ a valanga (in quanto seguono il loro gradiente di concentrazione

ed attratti dalla carica negativa interna del neurone)

Questo ingresso causa un cambio di polarità: il potenziale d’azione

 Nel periodo immediatamente successivo al potenziale d’azione, il neurone

 non può essere eccitato nuovamente da un secondo stimolo, in quanto è

assolutamente refrattario a causa dei canali voltaggio dipendenti Na+ che

sono inattivati.

3. Successivamente vi è la fase di ripolarizzazione dove i canali voltaggio-

dipendenti Na+ si chiudono e si aprono i canali voltaggio-dipendenti del K+ e

vengono spinti fuori K+ per diffusione.

4. Vi è poi una fase di iperpolarizzazione (aumento della negatività all’interno della

membrana e quindi all’interno del neurone) della membrana che ne farà

scendere il potenziale a circa -75 mV. Questo accade in quanto i canali K+ sono

lenti a richiudersi, facendone uscire troppi ed iperpolarizzando di conseguenza

la cellula.

Per pochissimo tempo dopo il potenziale d’azione, il neurone è

 relativamente refrattario e quindi solo stimoli molto forti possono produrre

ulteriori potenziali d’azione, in quanto la cellula è appunto iperpolarizzata.

5. In conclusione si aprono i canali K+ voltaggio-dipendenti aumentando la

permeabilità ai K+ e permettendo il ristabilirsi del potenziale di riposo, grazie

anche all’azione (che ricordiamo è costante) della pompa sodio-potassio.

TRASMISSIONE SINAPTICA

1) Il cervello possiede miliardi di neuroni che stabiliscono tra loro e con altri organi

miliardi di connessioni

Con il termine sinapsi facciamo riferimento ad una giunzione specializzata tra il

 terminale assonico di un neurone, definito presinaptico, con il

soma/dendrite/assone di un’altra cellula (può essere muscolare, sensoriale,

neuronale, ecc) definita postsinaptica, permettendone la comunicazione e

quindi la trasmissione del segnale.

Il passaggio del segnale nervoso dalla cellula presinaptica a quella

 postsinaptica avviene grazie ad un intermediario chimico, il

neurotrasmettitore.

La tipologia di sinapsi più diffusa nel cervello è quella chimica: rappresenta

 giunzioni in cui le due cellule non sono in diretto contatto tra loro ma presentano

uno spazio che le separa(fessura sinaptica).

2) processo di trasmissione sinaptica

1. Dopo che il potenziale d’azione si propaga lungo l’assione arriva al terminale

assonico depolarizzandolo ed aprendo di conseguenza i canali voltaggio-

dipendenti del calcio.

L’apertura dei canali del calcio voltaggio-dipendenti consente l’entrata

 degli ioni Ca2 nel terminale assonico che promuove l’esocitosi (la fusione

delle vescicole sinaptiche con la membrana presinaptica) attraverso cui

avviene il rilascio dei neurotrasmettitori nella fessura sinaptica.

Vi sono due proteine che mediano il processo di esocitosi: le proteine

 “snare”, che si attaccano alle vescicole e alla membrana presinaptica,

facendo “ormeggiare” la vescicola alla membrana presinaptica.

2. I neurotrasmettitori rilasciati nella fessura sinaptica si legano temporaneamente

a specifici recettori. questo legame apre i canali ionici sulla membrana

postsinaptica, pemettendo il flusso ionico che darà inizio ad un potenziale

postsinaptico (variazioni brevi nella membrana postsinaptica) nel neurone

postsinaptico che può essere:

Eccitatorio: e quindi sono potenziali postsinaptici depolarizzanti che

 aumentano di conseguenza la probabilità che il neurone generi a sua volta

un potenziale d’azione.

Inibitorio: e quindi sono potenziali postsinaptici iperpolarizzanti che di

 conseguenza diminuiscono la probabilità che il neurone generi a sua volta

un potenziale d’azione.

I neuroni elaborano l’informazione integrando questi potenziali postsinaptici

eccitatori e inibitori attraverso una sommatoria spaziale (sommando quindi i

potenziali postsinaptici che avvengono in siti diversi del neurone) ed una

sommatoria temporale (sommando quindi i potenziali postsinaptici che

avvengono nel tempo).

Se l’integrazione degli ERPSP e degli IPSP nella cellula postsinaptica

 depolarizza il monticolo assonico a sufficienza, il neurone postsinaptico

attiva un potenziale d’azione.

3. Vi sono infine degli enzimi nella fessura sinaptica che pongono fine agli effetti

dei neurotrasmettitori, in due modalità:

Degradazione: l’enzima spezza e quindi inattiva il neurotrasmettitore

 Ricaptazione: i neurotrasmettitori vengono riassorbiti nella membrana

 presinaptica grazie a dei trasportatori che si legano ad essi

determinandone l’assorbimento.

3) vi sono varie tipologie di connessioni sinaptiche

1. Asso-dendritica: l’assone contatta direttamente il dendrite dell’altra cellula

2. Asso-somatica: l’assone del neurone presinaptico va a contattare il soma del

neurone postsinaptico

3. Asso-assonica: il neurone presinaptico, col suo assone, contatta l’assone del

neurone postsinaptico

4. Dendro-dendritica: la trasmissione avviene tra i dendriti dei due neuroni.

SISTEMA NERVOSO SIMAPTICO E

PARASIMPATICO.

1) il sistema nervoso è: l’insieme degli organi e delle strutture che svolgono la

funzione di monitorare, regolare e modulare tutte le attività dei muscoli ed organi del

corpo.

2) il sistema nervoso è suddiviso, a livello macroscopico, in:

1. Sistema nervoso periferico: con cui facciamo riferimento alle parti del sistema

nervoso localizzate fuori dal cranio o della colonna vertebrale. esso è costituito

dalle fibre nervose che dal sistema nervoso centrale si diramano nell’organismo

(nervi periferici). Esso include infatti i nervi (fasci di assoni che si estendono su

tutto il corpo) che possono essere:

Motori: trasmettono le informazioni dal midollo spinale o dal cervello, a

 muscoli, organi o ghiandole.

Sensoriali: che originano dalle strutture sensoriali periferiche e

 trasmettono l’informazione dal corpo al midollo spinale e al cervello.

Il sistema nervoso periferico si suddivide in due sezioni (e quindi i nervi del

corpo si suddividono in)

Sistema nervoso somatico: che consiste di nervi che connettono il cervello

 con i muscoli principali ed i sistemi sensoriali del corpo. Esso è la via

principale attraverso cui il cervello controlla il movimento volontario e

riceve le informazioni sensoriali dal corpo e dagli organi sensoriali della

testa.

Sistema nervoso autonomo: definito cosi in quanto non abbiamo un

 controllo del tutto conscio e volontario delle sue azioni. È il sistema

principale del cervello per controllare gli organi interni e consiste in nervi.

Si suddivide in:

Sistema nervoso simpatico: la cui attivazione prepara il corpo

 all’azione aumentando la pressione sanguigna, dilatando le

pupille e aumentando il ritmo cardiaco (questo gruppo di

reazioni è chiamato “combatti o fuggi”)

Sistema nervoso parasimpatico: la cui attivazione aiuta il

 corpo a rilassarsi, recuperare energie e a prepararsi ad azioni

future

Questi due sistemi per molti organi, operano in opposizione in quanto

rilasciano neurotrasmettitori differenti.

Simpatico: utilizza la norepinefrina (noradrenalina)

 che tende ad accellerare l’attività corporea

Parasimpatico: utilizza l’acetilcolina, che tende invece

 a rallentare l’attività corporea.

L’equilibrio di questi due sistemi è ciò che determina lo stato degli organi

interni. Difatti la tensione tra i due sistemi assicura che l’individuo sia

sempre preparato per reagire alle circostanze.

Sistema nervoso enterico: rete locale di neuroni sensoriali e

 motori che regola il funzionamento dell’intestino sotto il diretto

controllo del sistema nervoso centrale.

2. Sistema nervoso centrale: costituito da

Cervello: rappresenta la porzione esecutiva del sistema nervoso centrale

 Midollo spinale: incanala le informazioni sensoriali dal corpo verso il

 cervello e conduce i comandi cerebrali motori fuori, verso il resto del

corpo. TATTO