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LA TRASMISSIONE SINAPTICA - Coggle Diagram
LA TRASMISSIONE SINAPTICA
i canali ionici non sono altro che proteine trans- membrana aventi la funzione di veicolare attraverso la membrana cellulare ioni carichi. Questi canali possono essere grossolanamente suddivisi in:
CANALI LIGANDO-DIPENDENTI: canali che sono attivati dal legame di una molecola ad un recettore
CANALI ATTIVATI MECCANICAMENTE: sono canali attivati da stimoli meccanici di distensione o stiramento
CANALI DIPENDENTTI DAL POTENZIALE
L’encefalo umano contiene circa 100 miliardi di neuroni, ciascuno capace di influenzare molte altre cellule. Pertanto è necessario un meccanismo dotato di grande efficienza per rendere possibile la comunicazione fra questo numero enorme di elementi. Questa comunicazione è resa possibile dalle sinapsi, i contatti funzionali fra i neuroni.
La prima distinzione fondamentale è fra:
SINAPSI ELETTRICHE: flusso passivo di corrente elettrica fra un neurone e l'altro (es. gap junction). Una sinapsi elettrica:
è bidirezionale
non mostra ritardo sinaptico
mostra continuità citoplasmatica fra i due elementi
giunzioni strette che permettono il passaggio diretto di ioni ed altre piccole molecole da una cellula all’altra e quindi trasmettono l’informazione in entrambe le direzioni
le cellule presinaptiche e postsinaptiche sono fisicamente collegate da giunzioni comunicanti che permettono la comunicazione elettrica diretta tra il citoplasma delle due cellule. Passaggio diretto della depolarizzazione da una cellula all'altra
Le sinapsi elettriche sono diffuse in tutti i tessuti in cui si ha bisogno di ottenere un’azione sincrona con trasmissione rapida dell’informazione. Questo avviene per esempio a livello del miocardio, dove si ha bisogno di una contrazione muscolare contemporanea di tutte le fibrocellule atriali e ventricolari. Avviene in alcune aree del SNC (ipotalamo per il controllo della secrezione ormonale), a livello di epatociti, fibrocellule lisce dell’intestino, cellule epiteliali del cristallino.
SINAPSI CHIMICHE
: comunicazione possibile grazie alla secrezione di neurotrasmettitori.
almeno due cellule sono implicate nella sinapsi chimica: quella che produce il segnale chimico, detta presinaptica e quella che lo riceve, detta postsinaptica;
la componente presinaptica consiste nel terminale nervoso, che contiene vacuoli, detti vescicole sintetiche ripiene di molecole chiamate neurotrasmettitori;
le vescicole si fondono con la membrana presinaptica, liberando tali molecole nella fessura sinaptica
i neurotrasmettitori reagiscono con recettori posti sulla membrana post sinaptica
vantaggi delle sinapsi chimiche: amplificazione del segnale, mantenere o invertire il segno del segnale elettrico presinaptico e sommazione temporale o spaziale
la trasmissione avviene tramite mediatori chimici o neurotrasmettitori
il segnale elettrico è convertito in segnale chimico (neurotrasmettitore). La membrana plasmatica della cellula sintattica è separata da quella della cellula postsinaptica da uno spazio di circa 20-30 nm. Sono le più diffuse
in una sinapsi chimica il sistema di rilascio del mediatore è:
PRECISO: la quantità del mediatore rilasciato è finemente quantificato
NON ESAURIBILE: il sistema di rilascio non può andare incontro ad esaurimento
RAPIDO: il rilascio di mediatore è un evento vicino al msec
MODULABILE: il rilascio può essere aumentato o diminuito in seguito a stimoli modulatori
LA SINAPSI:
è un punto di elaborazione dell'informazione
è la giunzione tra due elementi cellulari eccitabili che consente il passaggio di informazione sottoforma di segnali elettrici
costituiti da due elementi:
PRE-SINAPTICO: elemento cellulare a monte della sinapsi e che riceve un segnale da trasmettere
POST-SINAPTICO: elemento cellulare a valle della sinapsi che riceve l'informazione
COME FA IL NEUROTRASMETTITORE CONTENUTO NELLE VESCICOLE A RIVERSARSI NELLO SPAZIO SINAPTICO?
Le cellule hanno sviluppato sistemi elaborati per pompare il Ca fuori dalla cellula mantenendone bassa la concentrazione nel citosol. Un aumento transitorio e locale del Ca intracellulare può essere usato per promuovere la comunicazione cellulare
Ogni processo di ESOCITOSI coinvolge proteine diverse:
Rab3: proteina G vescicolare specifica, e Rim indirizzano le vescicole libere verso le zone attive
SNARE, ancorano le vescicole alle zone attive e facilitano la fusione
SINAPSINE: vincolano le vescicole al ciitoscheletro, in modo da impedire una loro mobilizzazione casuale
SINAPTOTAGMINA legata al Ca, promuove i processi di fusione ed esocitosi
NEUROTRASMETTITORI: possono essere raggruppati in sette classi, in base alla loro struttura:
1- Acetilcolina
2- Amine biogene (derivate da aminoacidi)
3- Aminoacidi
4- Purine
5- Gas
6- Polipeptidi
7- Lipidi
Distingueremo due tipologie:
NEUROTRASMETTITORI CLASSICI: molecole a basso peso molecolare, di varia natura. (Acetilcolina, Monoamine, Aminoacidi, ATP)
NEUROPEPTIDI: ne sono stati identificati almeno 50 tra cui oppioidi, ormoni neuroipofisari, tachichinine, secretine, insuline, somatostatine, gastrine, sostanza P
le vescicole sintetiche vengono riciclate attraverso endocitosi e riutilizzate ripetutamente. L'ENDOCITOSI avviene attraverso due meccanismi:
Meccanismo di kiss and run
: Le vescicole che hanno liberato il contenuto attraverso un poro di fusione senza collassare, vengono recuperate mediante chiusura del poro e dissociazione delle due membrane (
dinamina
).
Le
vescicole collassate
nella membrana presinaptica richiedono l’intervento di proteine (
adattine
) che separano e raccolgono i componenti specifici della membrana vescicolare e favoriscono la polimerizzazione di un rivestimento di clatrina che ne permette l’endocitosi.
Le
vescicole ricostituit
e possono rimanere nel pool disponibile per il rilascio o essere sequestrate dal citoscheletro nel pool di riserva.
SINDROME DI LAMBERT-EATON:
Canalopatia autoimmune
Debolezza generalizzata
Causata da anticorpi contro canali del Ca pre-sinaptici
Il neurotrasmettitore agisce attivando il recettore postsinaptico per un tempo molto breve, dopo di che la sua azione si estingue
Modalità di estinzione del neurotrasmettitore:
diffusione al di fuori della fessura sinaptica
scissione enzimatica
riassorbimento nella terminazione pre-sinaptica
La TRASMISSIONE SINAPTICA comprende quattro fasi:
la sintesi del trasmettitore,
l'accumulo e la liberazione del trasmettitore,
l'interazione del trasmettitore con il recettore postsinaptico,
l'interruzione della trasmissione sinaptica