sinapsi

IL SISTEMA NERVOSO

I NEURONI E LE SINAPSI

IL NEURONE

Il neurone è l'unità cellulare di base che caratterizza il tessuto nervoso: permette di ricevere, integrare e trasmettere gli impulsi nervosi, nonchè di produrre i neurotrasmettitori. I neuroni all'interno del cervello sono circa 100 miliardi, variabili per forma e dimensione ma accomunati da alcune caratteristiche.

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA FORMA

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA FUNZIONE

NEURONI SENSORIALI o AFFERENTI

INTERNEURONI o NEURONI DI ASSOCIAZIONE

NEURONI EFFERENTI o MOTONEURONI

trasportano le informazioni di uscita (dal SNC) gli organi effettori

ricevono le informazioni in entrata e le trasportano al sistema nervoso centrale;

mettono in relazione gli afferenti con gli efferenti

NEURONI SPECCHIO

SOMATOMOTORI

VISCEROEFFETTORI

si attivano quando un soggetto imita un'azione vista in un altro individuo o agisce tramite emulazione, sulla base di ciò che osserva nel comportamento di un suo simile.

agiscono a livello delle risposte involontarie o viscerali

i cui assoni formano fibre chiamate efferenti che innervano la muscolatura striata volontaria

LE CELLULE GLIALI

• ASTROCITI

• OLIGODENTROCITI E CELLULE DI SHWANN

• MICROGLIA

• CELLULA EPENDIMALE

ASTROCITI

FUNZIONI:

• regolazione del nutrimento del neurone
• formazione barreira ematoencefalica

OLIGODENTROCITI E CELLULE DI SCHWANN

FUNZIONE:

NON TUTTI GLI ASSONI SONO RICOPERTI DALLA MIELINA, MA I NEURONI MIELINIZZATI HANNO UN POTENZIALE D'AZIONE CIRCA 30 VOLTE SUPERIORE

rivestire con la guaina mielinica l'assone per aumentare la velocità di conduzione dell'impulso OLIGODENTROCITI CELLULE DI SCHWANN

SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC)

SISTEMA NERVOSO PERIFERICO (SNP)

MICROGLIA

FUNZIONE:

sono la difesa immunitaria del neurone contro organismi patogeni

CELLULE EPENDIMALI

FUNZIONE:

Producono e favoriscono la circolazione del liquido cerebrospinale (un liquido incolore che sorregge e protegge l'encefalo e il midollo spinale)

Trasmissione dell'impulso

1. RICEVERE GLI STIMOLI

I neuroni hanno due importanti proprietà:

Il sistema nervoso accoglie le informazioni dall'ambiente esterno e interno

l'ECCITABILITA' : la capacità di generare un impulso elettrico in risposta ad uno stimolo

2. ELABORARE LE INFORMAZIONI

Interpreta gli stimoli ricevuti per elaborare una risposta adeguata

la CONDUCIBILITA' : la capacità di trasmettere tale stimolo alle altre cellule

3. GENERARE LA RISPOSTA

Trasmettere i segnali a muscoli e ghiandole in risposta agli stimoli ricevuti

IL POTENZIALE DI MEMBRANA

è la differenza di carica elettrica tra il versante interno (con più cariche negative) e quello esterno della membrana plasmatica (con più cariche positive)

Lorem ipsum dolor sit amet

Essa è dovuta a flussi di ioni che, grazie a proteine transmembrana, che formano canali ionici, passano da un lato all'altro.

una cellula che possiede un potenziale di membrana è chiamata POLARIZZATA

POTENZIALE D'AZIONE

POTENZIALE DI RIPOSO

POTENZIALE DI RIPOSO

Il potenziale di riposo della membrana varia tra i -60 mV e i -70 mV; il segno «meno» indica che l'interno della cellula è negativo rispetto all'esterno: ciò è determinato dalla diversa concentrazione degli ioni ai due lati della membrana.

I canali del K+ creano il potenziale di riposo

PROTEINE DI MEMBRANA

Le proteine di membrana si trovano tra il doppio strato fosfolipidico.

CANALI DEL POTASSIO

POMPA SODIO-POTASSIO

CANALI DEL SODIO

La pompa sodio-potassio ristabilisce le concentrazioni ioniche iniziali dentro e fuori la cellula.

I canali del Na+ voltaggio dipendenti hanno due gate di attivazione e di inattivazione costituiti da porzioni amminoacidiche cariche e sensibili al valore del potenziale di membrana.

I canali del potassio consentono il flusso dei soli ioni potassio. Sono composti da due parti: il filtro che seleziona e consente al potassio, ma non al sodio, di passare, e il cancello che apre o chiude il canale in base ai segnali ambientali

I CANALI "A COMANDO"

CANALI VOLTAGGIO-DIPENDENTI

CANALI REGOLATI CHIMICAMENTE

CANALI REGOLATI MECCANICAMENTE

si aprono o si chiudono in risposta all'applicazione di una forza meccanica sulla membrana plasmatica.

si aprono o si chiudono in seguito al legame di un messaggero chimico

si aprono o si chiudono in risposta a cambiamenti del potenziale di membrana(per Na+, K+ e Ca2+)

IL POTENZIALE D'AZIONE

Il potenziale d’azione si innesca nel cono d’emergenza, quando un potenziale graduato, raggiungendolo, depolarizza la membrana fino al valore soglia (-55 mV). A questo punto si innesca il potenziale d’azione che ha tre fasi distinte:

1. Depolarizzazione rapida
2. Ripolarizzazione
3. Iperpolarizzazione

1. DEPOLARIZZAZIONE DELLA MEMBRANA

Durante questa fase il potenziale di membrana passa dal valore soglia di -55 mV a + 50 mV. I canali vontaggio-dipendenti per il Na+ si aprono e esso si riversa all'interno dell'assone . Al picco della fase ascendente la membrana ha cambiato polarità:

l'interno della cellula è positivo mentre l'esterno è negativo

2. RIPOLARIZZAZIONE

Il potenziale di membrana, dal valore di +50 mV ritorna al valore di riposo. Nell’arco di 1 ms, dopo l’iniziale incremento di Na+ all'interno della cellula, questo diminuisce rapidamente fino ad annullarsi. Quando i canali per il K+ si aprono il potenziale di membrana ha raggiunto +30 mV grazie all’ingresso del Na+. Il K+ fuoriesce dalla membrana: ciò riporta il potenziale di membrana al valore di riposo.

3. IPERPOLARIZZAZIONE

Nel corso di tale fase il flusso di K+ rimane elevato per un breve periodo: il potenziale di membrana è più negativo rispetto alle condizioni di riposo. Quando i canali del K+ voltaggio dipendenti si chiudono e si ripristina una normale permeabilità al K+, il potenziale di membrana ritorna al valore di riposo di –70 mV grazie alla pompa sodio-potassio

Lorem ipsum dolor sit amet

immagine completa trasmissione impuls

PERIODO REFRATTARIO

La refrattarietà del neurone impedisce ad un secondo impulso di partire per circa 1ms. Questo viene definito periodo refrattario assoluto. Immediatamente dopo il periodo refrattario assoluto, si verifica il periodo refrattario relativo in cui un potenziale graduato più intenso di quello necessario a raggiungere il valore soglia può avviare un secondo potenziale d’azione. Il periodo refrattario relativo dura 5-15 ms.

PERIODO REFRATTARIO

A cosa è dovuto il periodo refrattario assoluto? Durante la fase di rapida depolarizzazione i canali voltaggio dipendenti per il Na+ sono tutti aperti; quindi qualsiasi stimolo di qualsiasi intensità non può aprirne altri e innescare un altro impulso. Inoltre, una volta che la cellula è depolarizzata, i canali del Na+ sono inattivi.

PERIODO REFRATTARIO

A cosa è dovuto il periodo refrattario relativo?

i canali per il Na+ cominciano a chiudersi e quindi possono essere riattivati. Comunque ci sono un numero di canali chiusi inferiore a quelli disponibili nella membrana, quindi può entrare meno Na+ e maggiore è la difficoltà a raggiungere il valore soglia

Funzione del periodo refrattario: Impedire il ritorno dei segnali che devono essere propagati in una sola direzione, senza poter tornare indietro

Conseguenze del periodo refrattario: Il potenziale d’azione è un evento isolato che non può sommarsi con altri potenziali d’azione.

PROPAGAZIONE

SALTATORIA

CONTINUA

tipica negli assoni non mielinizzati

conduzione lenta

tipica negli assoni mielinizzati

la propagazione avviene nei nodi di Ranvier

conduzione 30 volte più veloce

VELOCITA' DI PROPAGAZIONE

INTENSITA'

Indipendentemente dall'intensità dello stimolo che li ha generati, i potenziali d'azione sono sempre uguali: sono eventi del tipo «tutto o nulla». Se lo stimolo induce una depolarizzazione sufficiente a raggiungere il livello soglia, si innesca il potenziale, altrimenti rimane a riposo. La differenza risiede nella frequenza dei potenziali d'azione.

La velocità con cui si verifica la propagazione dell'impulso nervoso dipende da due fattori: 1. il diametro dell'assone 2. la presenza della guaina mielinica. In generale, gli assoni mielinizzati e con diametro maggiore conducono il segnale più velocemente

LE SINAPSI: la trasmissione dell'impulso

1. INTERNEURONICHE: la comunicazione avviene tra due neuroni
2. NEUROMUSCOLARI: la comunicazione avviene tra un neurone e un tessuto periferico

La GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE è una sinapsi che si stabilisce tra i neuroni motori e le cellule del muscolo scheletrico

SINAPSI CHIMICHE

SINAPSI ELETTRICHE

SINAPSI INIBITORIE

SINAPSI ECCITATORIE

promuovono l'apertura di canali del K+.

ingresso di Na+ o di Ca2+ attraverso i canali cationici

inducono l'iperpolarizzazione della membrana postsinaptica

avviene la depolarizzazione della membrana postsinaptica

PERCHE' AVVIENE QUESTO PROCESSO? In ogni momento, un neurone postsinaptico può ricevere input diversi da un numero straordinariamente grande di altre cellule. L'inibizione rende possibile la trasmissione e l'elaborazione di informazioni complesse.

NOTA: le giunzioni neuromuscolari possono essere solo eccitatorie

Integrazione degli INPUT

I neuroni hanno la capacità di integrare i segnali eccitatori e inibitori che ricevono in ogni momento (input): quando la somma algebrica dei potenziali locali supera il valore soglia, il neurone genera un unico potenziale d'azione su un singolo assone (output).Nella maggior parte dei neuroni, la sommazione avviene nel cono di emergenza in 2 modi:

• SOMMAZIONE SPAZIALE: le sinapsi sono poste in luoghi differenti sulla cellula postsinaptica
• SOMMAZIONE TEMPORALE: i potenziali postsinaptici sono generati nello stesso luogo in rapida successione.

sono messaggeri chimici che inibiscono o eccitano la membrana postsinaptica a seconda del loro specifico recettore

I NEUROTRASMETTITORI

1. SINTESI:

• nel terminale assonico (acetilcolina ACh)
• nel corpo cellulare e poi vengono trasportati lungo l'assone da delle vescicole

2. CICLO DI ATTIVITA' IN 4 STEPS:

• immagazzinazione nelle vescicole presinaptiche
• esocitosi delle vescicole e rilascio nella fessura sinaptica
• interazione con recettori specifici sulla membrana postsinaptica
• disattivazione nello spazio sinaptico

3. DISATTIVAZIONE:

• Catabolizzazione (esistono enzimi sulla membrana pre o postsinaptica che eliminano il neurotrasmettitore);
• Ricaptazione (trasporto attivo a ritroso nella cellula presinaptica) ;
• Dispersione nel liquido interstiziale

I neurotrasmettitori si classificano in eccitatori o inibitori: la loro attività dipende strettamente dal tipo di recettore che lo capta.

Nutrire il cervello con le noci

Se osserviamo la forma delle noci, esse richiamano i due emisferi del cervello umano. Le sostanze nutritive presenti nelle noci le rendono il cibo del cervello. La noce è ricca di minerali come zinco, rame, magnesio e selenio, efficaci antiossidanti. In percentuali più basse si trovano anche potassio, fosforo, zolfo, ferro, calcio, vitamine A, B, C e PP. Questo mix di vitamine e minerali aumenta le difese immunitarie, mantiene giovane e attivo il cervello e migliora lo sviluppo scheletrico. Le noci possono anche aiutare a correggere i livelli di serotonina del cervello. La serotonina è un'importante sostanza chimica del cervello che controlla sia il nostro umore sia l'appetito. Sempre le noci potrebbero essere in grado di alleviare i disturbi come insonnia e depressione.