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Biochimica del tessuto nervoso - Coggle Diagram

- - - - durante la trasmissione di un impulso nervoso ,si genera una depolarizzazione della membrana plasmatica, caricata con una carica negativa all'interno ed una positiva all'interno, in seguito alla depolarizzazione si aprono canali per ioni sodio e potassio, le cariche positive si trovano ora all'interno, membrana depolarizzate, canali controllati dal voltaggio si aprono soltanto quando proviene un potenziale d'azione, si aprono i canali del sodio e del calcio, per bilanciare questo aumento ricariche positive si aprono anche i canali del calcio, all'estremità dell'arsone vi è il bottone, sul quale vengono sintetizzati neurotrasmettitori, dove vengono segregati in vescicole, le vescicole secretorie riversano il loro contenuto nello spazio intersinaptico, l'acetilcolina si lega a specifici recettori, una volta legata il recettore canale
      - sinapsi, punto di trasmissione dell'impulso nervoso, quando un neurone eccita quello successivo si parla di potenziale post-sinaptico eccitatori (acetilcolina), quando il neurotrasmettitore porta ad una polarizzazione della membrana parliamo di un potenziale postsinaptico inibitori
        
        i neurotrasmettitori sono sintetizzati nel neurone, e vengono segregati in vescicole secretorie, avviene trasporto attivo, i protoni vengono riassorbiti,
  - - - neurone, composta da un corpo cellulare, il soma, provvede alla biosintesi di macromolecole e biosintesi cellulare, all'energia ed elabora neurotrasmettitori o i loro precursori, vengono trasportate molecole attraverso un flusso antergroado, vi è anche una parte, detta assone, e un atrocità che comunica strettamente con un neurone, termina con l'assonna terminale che entra in contatto con una cellula ricevente, il neurotrasmettittore sintetizzato nel soma, attraverso cassone viene liberato per produrre l'impulso nervoso, questi assoni sono una serie di microtubuli, fofsolipidi, proteine, termina con proteine sinapsi, sassone è rivestito da una guaina mielina, protezione elettrica ed aumento della velocità, neurotrasmettittoore liberato facilmente. La barriera emetoencefalica protegge il cervello da molecole grandi, formata da cellule basilari dell'endotelio, cellule molto attaccate, niente può arrivare attraverso capillari, meno selettiva nel neonato, la bilirubina può attraversare la barriera,
        
        presentano trasportatori del glucosio, GLUT3, nelle cellule endoteliali presentano GLUT1, questi due trasportatori sono indipendente dall'insulina, l'attraversamento del glucosio attraverso questi trasportatori avviene solo secondo gradiente (più ce n'è, più entra, ciò dipende dalla sua concentrazione), il piruvato si trasforma in acetilCoA, e poi ossidato a CO2, una parte viene consumato con la via del pentosio fosfato, produce NADPH, il quale serve al cervello per la sintesi di acidi grassi per costruire membrane, non ha bisogno del ribosio 5 fosfato perché non sintetizza nucleotidi,
      - gliali, vi sono le microgliari, distruggono tutti i microrganimsi, le macro (astrociti, supporto fisico e ntruzionale, oligodendrociti, sintetizzano la guaina mielinica), fanno beta-ossidazione degli acidi grassi, bassa efficienza
    - - in un astrocita, può avvenire un metabolismo anaerobico del glucosio, i neuroni esprimono una lattato deidrogenasi,
      - in caso di digiuno prolungato, il cervello utilizza i corpi chetonici (beta-idrossibutirrato), come il cuore, i corpi chetonici sono prodotti dai mitocondri epatici, riforniscono il cervello di AcetilCoA. I lipidi, (SN è incapace di utilizzarli come fonte di energia), nel cervello non sono espressi gli enzimi della beta ossidazione, scarsa presenza di triglicerdii, le cellule glieli utilizzano i lipidi, il tessuto nervoso sintetizza attivamente acidi grassi composti, rappresentano componenti importanti della membrana, la sclerosi multipla è una malattia infiammatoria a patogenesi comune, il cervello è ricco di colesterolo, il cui non proveine dall'esterno ma da una sintesi de novo dai neuroni, i quali sintetizzano i fosfolipidi utilizzando il glicerolo come substrato,
        
        gli amminoacidi, svolgono il ruolo di neurotrasmettitori, vengono assorbiti attraverso il sangue, questo trasporto è unidirezionale, è mediato da specifici trasprotatori, che captano amminoacidi che attraversano la barriera ematoencefalica, utilizzati non per costruire proteine, trasporto competitivo, il pool di amminoacidi presenti nel cervello è diverso da quelli presenti nel plasma, molto concentrati, sono glutammato ed aspartato, il glutammato è il precursore della glutammina, la quale è precursore del glutammato neurotrasmettitore eccitatori e il GABA neutrasemttitore inibitorio, la glutammina viene prodotta nelle cellule astroglialli, ha un ruolo imporatante, è capace di trasportare ammoniaca in una forma non tossica, la quale può reagire con glutammato
        
        ammoniaca nel cervello depleta gli intermedi del ciclo dell'acido citrico,
        
        l'acido aspartico reagisce con una molecola di AcetilCoA, mutazioni che alterano
        
        ciclo glutammato-glutammica nel cervello
        
        glutammato convertito in glutammina, sintetizzata nell cellule astrogliari, arriva nei neuroni, dove rappresenta un neurotrasmettitore, grazie alla glutamminasi, viene convertita in glutammato neutrasmettitore riversato nello spazio intersinaptico, una parte di glutammato rientra nell'atrocita, dove va in contro alla reazione della glutammina sintetasi,
        
        catecolammine
        
        derivano dalla tirosina, dopammina ed epinefrina, molto potenti, agiscono su neuroni ad azione adrenergica, è un eccitatore, grazie ad una reazione di idrossilazione viene aggiunto un gruppo OH, avviene una reazione di decarbossilazione, generando una prima catecolammina, la dopammina, è un neurotrasmettitore, questa molecola vene ulteriormente idrossilata, dopamina idrossilasi, si genera la noradrenalina, presente nei neuroni noradrenergici, la nroadrenalina, vene mutilata viene aggiunto un gruppo metilico ad opera della S-adenosilammina, generando l'adrenalina, presente sui neuroni adrenergici,
        
        dalla tirosina fino ad ottenere la noradrenalina, la quale vien rinchiusa in specifiche vescicole secretorie, quando arriva un potenziale d'azione, aumentano le concentrazioni del calcio, la noradrnelina viene riversata nello spazio sintetico, lega un recettore canale, o un recettore metabolotropo, consente l'ingresso degli ioni sodio e la depolarizzazione del neurone post-sinaptico, quando si lega ai canali, la noradrenalina viene riportata all'interno del neurone pre-sinaptico, dove viene catabolizzata, una parte recuperata e rikmmessa nelle vescicole secretorie, dove viene catobolixxata, ad opera di alcuni enzimi che sono delle monoamminoossidasi, MAO, farmaci come la cocaina e anfetamina bloccano tale riassorbimento, impedendo il ingresso della noradrenalina la rende sempre presente nello spazio sinaptico eccitando sempre il neurone e lasciando i canali sempre attivi, le catecolammine possono legare anche ormoni metabolotropici, possono attivare o inibire l'adenilato ciclasi, possono attivare determinati pathway ormonali,
        
        serottina
        
        deriva dal triptofano, è un eccitatore, ormone del buon umore, induce benessere, il triptofano viene inizialmente idrossilato, da parte di una triptofano idrossilasi, suceesiavmetne ad opera di una triptofano decarbossilasi, si ottiene la serotonina, un Carrier la indorduce in vescicole, proteine un potenziale d'azione che apre i canali del calcio, aumenta la concentrazione del calcio, la serotonina, vi sono 7 recettori per essa e regolano eccitazione e inibizione della trasmissione sinaptica, recettori della famiglia metabolotropici,
        
        GABA
        
        deriva dal glutammato, è inibitorio, espresso in neuroni che hanno recettori GABA energici, abbondante nelle cellule del SN, il glutammato va incontro a reazioneìi di decarbossialzione, l'enzima che catalizza questa reazione è espresso nel citoplasma di tutti i neuroni gara energici, caratteristico di questi neuroni, dal glutammato per decarbossilazione si forma GABA, il quale entra nelle vescicole secretorie nello spazio sinaptico, GABA, apre un canale perché si lega esclusivamente a recettore ionotropico, non è un recettore del sodio o del calcio, ma del cloro, entrano ioni cloro, entrano cariche negative, il potenziale d'azione si arresta, una volta trasmesso il seganle, GAAB rientra nei neuroni, in gran parte di questi vien riutilizzato, un'altra parte di GABA verrà riassorbito da una cellula gliare, dallo spazio sinaptico arriva alla cellula giare dove vi è un trasportatore sinaptico, GABA va incontro a una reazione di trnasiaminzaione nei mitocondri, catalizzato a glutammato, poi glutammina la quale rientra nel neurone pre-sinaptico pronta ad una nuova reazione, continuo riciclaggio del GABA tra neuroni e cellule gliari
        
        i recettori per il GABA sono ionotropici, si trovano su neuroni post-sinaptici, quando si legano provocano l'ingresso del cloro, provocando una iperpolarizzazioen della membrana, la quale allontana il neurone post-sinaptico non facendo avvenire il poentiziale d'azione, i recettori del GABA A, operano in sinapsi inibitorie, le più abbondanti inibitorie, i recettori GABA B, sono recettori metabolotropici, provocano la chiusura dei canali del calcio, per il rilascio della vescicola è necessario il calcio, in questo modo non viene liberato il neurotrasmettitore nello spazio sinaptico, le GABA C, sono recettori canale ionotropici, presenti nella retina, provocano l'ingresso del cloro nella retina iperpolarizzando la emmebrna della retina ed innescando il meccanismo della visione, i recettori A sono bersaglio di due classi di farmaci, neuro-psicotropici, sedano i centri nervosi, le benzodiazepine, hanno azione trnauqillanete, mentre i barbiturici hanno effetto ipnotica ed antiepilettica, i B sono metabolotropici ,esistono due membri R1 e R2, il risultato finale è che viene inibita l'adenilato ciclasi, consente l'apertura dei canali del potassio, che possono così attraversare la membrana e inibire l'apertura dei canali del calcio pre-sinaptico,
        
        Acetilcolina
        
        da AcetilCoA e colina, azione colinergica, neurotresmettitorie eccitatori, neuroni che hanno recettori per l'acetilcolina, è un eccitatore, la sua sintesi avviene tra l'AcetilCoA e colina, agisce su neuroni post-sinaptici, viene degrdata da una idrolisi acetile colina esternasi, che la scinde in colina, questa può essere captata da un neurone pre-sinaptico e riciclata, viene utillizzata per potenziare il potenziale d'azione post-sinaptico, gli inibitori dell'acetilcolina esternasi sono farmaci per potenziare la trasmissione colinergica, i recettori sono accoppiati a proteine G, è un canale e si trova in funzione chiusa o aperta, sono nicitnico e muscarinico, la tropina inibisce recettori come questi, il nicotinismo è una lipoprotieina transmembrana costituito da 3 subunità, si trova in una conformazione chiusa dove il passaggio di ioni è chiusa, passaggio di cariche elettriche, di elettricità, il muscarinico è legato a proteine G, presenta un sito per l'acetilcolina, la quale una volta legata stacca la subunità alfa, inibizione dell'adenilato ciclasi, inibita cAMP, viene attivata la proteina chinasi C, indotta dalla fosfolipasi C, depolarizzazione della membrana plasmatica, il recettore muscarinico con la troponina permette una dilatazione della pupilla, utilizzato anche per parkinson, e altre malattie
        
        neuropeptidi
        
        acido glutammico
        
        glutammato è il più importante neurotrasmettitotre eccitatorio, nelle vescicole secretorie la sua concentrazione è molto alta, dalle vescicole secretorie viene liberato in seguito allo stimolo del potenziale d'azione, si lega ad uno specifico recettore di membrana presente sul neurone post-sinaptico, riciclato dai neuroni pre-sinaptico e cellule oliari adiacenti, il glutammato una volta che ha eccitato il neurone rientra in quello pre-sinaptico dove viene riciclato, in alternativa il glutammato trova il trasportatore sodio
        
        recettori, sono di due tipi iono e metabolotropici, gli ioni estemrmametne diffusi nel SNC, presenti anche negli organi di senso esistono diversi tipi di qeusti ereecettori dotati di diversa conduttività selezionano ioni in maniera diversa, la caratteristica comune è che sono canali di ioni positivi, recettori eccitatori, i recettori NMDA, attivati dal N-metil-D-Aspartico, recettori responsabili di patologie molto severe coinvolge i canali glutammato dipendenti, encefalite, che genera un serie di fenomeni diversi e continui, la trasmissione indotta dal glutammato è molto importante, anche la stenosi laterale amiotrofica (SLA), il glucosio ha un ruolo importante nella sintesi di neurotramsettitori i quali derivano tutti da un metabolismo del glucosio, attraverso un pathway alternativo
        
        glicina
        
        assunta dal sangue e rimossa dagli atrocità che circondano i neuroni, il suo recettore GlyR è un canale per ioni cloro, è particolarmente sensibile, alla stricnina, alcaloide isolato dalla noce vomica, impedisce l'ingresso della glicina nel neurone post-sinaptico, pur avendo il sito per la stricnina, sono responsabili di patologie, che coinvolgono i canali del cloro glicina dipendenti e farmaci come il clonazepam,
        
        i neuotrasmettitori agisce su un recettore psotsinaptico per un tempo molto breve, successivamente vien eprotato fuori e rimosso dal flusso ematico per poi subire scissione enziamtica e riassorbito mediante il circolo ematico per essere riciclato, lo squilibrio di neutrasmettitori, sono causa di alcune patologie come ansia, alzhaimer, autismo, epilessia, depressione corea di Huntington, danno cerebrale, mania, dolore, Parkinson, schizofrenia e discinesia tardiva
        
        canali ionici, pompe e potenziali transmembrana
        
        il potenziale d'azione vine condotto lungo l'asse della sine aprendo canali ionici voltaggio dipendenti, fra le tante pompe vi sono la pompa sodio potassio,
- - - - retina, contiene recettori, cellule recettoriali, coni e bastoncelli, la luce entra nell'occhio passando prima attraverso la cornea, cristallino, corpo vitreo ed infine alla retina, la luce attraverso l'occhio, alla retina composta da fotorecettori (fotopigmenti) strettamente legati la nettavo ottico, dal cono e bastoncello viene trasmessa al cervello, la retina è costituito da cellule recettoriali costituite da bastoncelli e coni, i coni sono responsabili della ricezione della luce piena, così come la si vede, permette la distinzione dei colori, i bastoncelli sono deputati alla percezione della luce crepuscolare, a bassa intensità, vi sono più bastoncelli che coni, contengono fotopigmenti, i recettori contenuto su queste cellule, il recettore della visione si chiama rodopsina, trasmette un messaggio che induce la trasducina, proteine G, la alfa lega GTP, manda un messaggio,
      - nel cono sono presenti tre tipi di ospite, sono tre fotorecettori diversi capaci di assoribire la luce a tre diverse lunghezze d'onda, rosso, blu e verde, verde e rosso sono quasi identici tra di loro, la capacità di integrare i vari segnali tra di loro da la possibilità di vedere tutti i colori dello spettro del visibile, il daltonismo colpisce l'8% della popolazione, esiste una forma genetica, alle recessivo sul cromosoma X, possibile diventare daltonici in seguito ad un danno della retina, nervo ottico, Dalton era affetto ora prende il nome di deuteranopia, insensibile al colore verde,
    - - capacità di percepire gli odori, segno la stessa logica, i neuroni olfattori presenti nel naso, sono composti da ciglia che interagiscono con i diversi segnali ambientali, le cellule bipolari, contengono cellule dendritiche e oliari del bulbo olfattivo, questi recettori sono proteine a 7 tratti serpentinici e determinano un aumento del cAMP, quindi attivano l'adenilato ciclasi, sono fatti da varie eliche, capace di essere fosforilato
        
        delle molecole odoranti entrano dall'aria nella cavità nasale, vengono diffuse nel muco nasale, e legano i recettori nelle ciglia, questo determina un aumento della concentrazione di calcio, o lega direttamente il recettore olfattivo o prima un binding proteine e poi il recettore, quando Galfa, lega il GDP, attiva l'adenialto ciclasi, che converte il GDP in GTP, si attiva cAMP, che apre un canale del calcio, il calcio entra nella cellula aumentando la concetrazione di calcio, ciò determina l'apertura di un canale del cloro, facendo uscire quest'ultimo dalla membrana ciliare, l'aumento della contrazione del calcio abbassa la sensibilità alle molecole odorose, chiude il canale del calcio chiudendo anche quello del cloro, avendo attività GTPasica, idrolizza la subuntià alfa, il recettore viene fosforilato e il segnale odoroso viene interrotto, questi eventi avvengono sulla ciglia, vi sono altre vie oltre quelle del calcio, una prevede l'attivazione della fosfolipasi C che innesca la via degli inositoli trifosfati che liberano calcio, inducono depolarizzazione della emmrbana, questa viene trasmessa a tutta la membrana,
        
        per discirminare i vari odori tra di loro, è possibile dall'integrazione dei segnali, quadri ibridi, il segnale può essere integrato da due recettori dell'olfatto, l'integrazione dei sagnali che provengono dai vari recettori ci permette di discriminare una vasta serie di odori, la quantità dei recettori nell'uomo sono diminuite con l'evoluzione dell'uomo, i geni che codificano i recettori dell'olfatto sono stati spenti, ogni neurone esprime un solo recettore, ogni recettore può essere attivato da più odoranti, un singolo recettore può riconoscere vari odoranti, l'integrazione dei segnali è diversa per ogni singolo odorante, è possibile distinguere odori leggremtne diversi perché ognuno attiva un gruppo esclusivo di neuroni, sappiamo distinguere gli odori ma non i sapori, la terminazione dipende dalla chinasi che fosforila il recettore, dall'arrestino che si associa ai residui fosforilati, attraverso la cavità nasale entrano gli aromi del cibo, ma il gusto attraversa la lingua
    - - percepiamo composti diversi, che non sono distinguibili con l'olfatto, la capacità di discriminare i sapori è modesta rispetto a quella degli odori, sono 5 amaro, dolce, salato, acido e umami, il glucosio fornisce la sensazione del dolce, il salato il cloruro di sodio, il glutammato da il gusto dell'umano, il chinino l'amaro e gli ioni H+ forniscono l'acido, sono molto eterogenee, le differenze di specificità sono dovute a diversi meccanismi biochimici, hc trasducono i segnali gustativi, la sensazione di dolce è riconosciuta una classe di recettori così come per tutti i gusti, il sistema gustativo è costituito dalle papille gustative, a loro volta costituite da bottoni gustativi, sono di origine epiteliale, vi sono 20-100 cellule per ogni bottone e si rinnovano ogni 20 giorni, i bottoni sono costituiti da una struttura e a livello basale vi sono fibre giuntavi che trasmettono il segnale al cervello, a livello apicale vi sono molti recettori capaci di distinguere diversi segnali, vi sono anche cellule di supporto
        
        il bottone ha un potenziale elettrico abbastanza costante, passa contnuamente corrente, si attiva quando trattato con glucosio o ecc., sono recettori a 7 tratti transmembrana, troviamo canali ionici, canali regolati dal legando, canali TRP, sono presenti geni che codificano 50-100 recettori gustativi, ogni cellula esprime molti recettori T2R
        
        TRP, sono una famiglia di proteine molto conservata di recettori che fungono da canale, in particolare per alcuni segnali del gusto che provengono dalla lingua, sono anche essi recettori a 7 tratti transmembrana accoppiati a proteine G, la gustducina è la proteina G espressa nei bottoni gustativi, i bottoni sono segregati in 4 gruppi su specifiche regioni della lingua, ogni regione è specializzati, salato e acido, sono trasmetti direttamente, senza passare per recettori a 7 tratti, la traduzione del segnale dipende dalla concentrazione intracellulare del calcio
        
        arriva un ligando del gusto, riconosciuto da un recettore sul bottone, viene trasmesso un messaggio, determina un aumento della concertazione di calcio, o entra calcio dall'esterno perché la membrana si depolarizza o viene liberato calcio dal RE, l'aumento della concentrazione determina il rilascio del neurotrasmettitore che trasmette l'impulso nervoso al neurone gustativo
        
        amaro, umami e dolce, utilizzano stesso meccanismo di segnalazione, il piccante è dovuto all'interazione fra recettori gustativi, termici e tattili
        
        amaro e dolce riconoscono recettori legati a proteine G della trasducina, il dolce attiva il pathway del cAMP, determina una chiusura del canale del potassio, il suo aumento di concetrazione determina l'apertura di un canale del calcio, la vescicola secretoria viene liberato, il salato. e l'aspro alterano i canali ionici, i quali consento l'ingresso di questi depolarizzando la emmerbana grazie all'apertura di un canale del calcio dipendete dal voltaggio, ciò determina sempre un aumento del calcio e i rilascio della vescicola secretoria
        
        umami, è il gusto del glutammato, molto abbondante nei cibi ricchi di proteine, il glutammato è un potente neurotrasmettitore, nel SNC vi sono diversi recettori per esso, il glutammato ingerito con la dieta subisce un altro tipo di traduzione, non è lo stesso glutammato utilizzato come neurotrasmettitore, fu individuato in Giappone dal konbu, identificato un sale monopodico del glutammato, utilizzato per insaporire i cibi, è stato riconosciuto come gusto base, è stato poi individuato un recettore specifico e rappresenta il 5° gusto, il glutammato può attivare due tipi di canali, un catodico specifico e recettori della famiglia T1R, il glutammato attivando ed aprendo un canale del calcio consente l'ingresso di questo all'interno di una cellula, l'aumento determina l'apertura di canale del calcio voltaggio dipendente, i recettori T1R attivano cAMP e la PKA, liberando poi calcio, i lrecrttore per il glutammato non è lo stesso recettore per il glutammato neurotrasmettitore, sulla lingua è espresso un recettore diverso con affinità molto inferiore, non trasmette gli impulsi nervosi