Propagazione e trasmissione di segnali nervosi

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1 Propagazione e trasmissione di segnali nervosi

2 La comunicazione tra le cellule Modalità di comunicazione cellulare: Mediante messaggi elettrici Mediante messaggi chimici In ambedue le modalità il messaggio, sia esso una variazione di potenziale o una sostanza chimica, deve essere generato dalla cellula che lo vuole inviare, trasmesso fino alla cellula destinataria (cellula bersaglio), ricevuto e riconosciuto da questa. Le caratteristiche fondamentali di un messaggio sono: 1. il contenuto di informazione; 2. l indirizzamento o destinazione; 3. la velocità di trasmissione.

3 Comunicazione elettrica 1. Contenuto di informazione Presenta svantaggi rispetto alla comunicazione chimica, può avere solo due segni (+ o -); qualitativamente non modificabile; l intensità del messaggio è particolarmente elaborato. 2. Indirizzamento Se non vi è contatto diretto tra le cellule si necessita di una linea di trasmissione che convogli il segnale ad una destinazione riservata. 3. Velocità di trasmissione La trasmissione elettrica è lungamente superiore a quella chimica, è quella che permette la più elevata velocità.

4 Comunicazione chimica 1. Contenuto di informazione Grandi vantaggi rispetto alla comunicazione elettrica, qualitativamente è sufficiente cambiare la struttura molecolare; l intensità del segnale può essere variato modificando la quantità del messaggero chimico. 2. Indirizzamento La struttura molecolare del messaggero può contenere gruppi chimici che definiscono l indirizzo al quale è destinato; soltanto cellule con struttura recettrice affine a questi gruppi sono in grado di ricevere il messaggio. 3. Velocità di trasmissione Grosso svantaggio; notevole tempo di produzione e liberazione, deve diffondere nei liquidi organici tra cellule vicine o trasportato per flusso di massa (apparato circolatorio).

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6 Il neurone L unità funzionale del sistema nervoso è il neurone. Cellule eccitabili che generano e conducono segnali elettrici. Direzionalità funzionale

7 Spine dendridiche Figura 8.30 Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana 2010 Pearson Italia S.p.A

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9 Trasporto assonale Trasporto assonale lento 0,2-2,5 mm/die Trasporto assonale veloce Anterogrado Retrogrado 400 mm/die

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11 La mielina

12 Segnali elettrici nei neuroni 1. Potenziali graduati o locali Appartengono a questa classe i potenziali di recettore ed i potenziali postsinaptici. Vengono generati in membrane sprovviste di canali ionici voltaggiodipendenti per in Na +, ma provviste di canali ionici attivabili da stimoli di diversa natura, es. chimici o meccanici. 2. Potenziali propagati Sono i potenziali d azione. Vengono generati solo in membrane dotate di canali ionici voltaggio-dipendenti (Na + e Ca + ), definite elettricamente eccitabili.

13 Potenziali locali o graduati Graduati = la loro ampiezza è direttamente proporzionale alla forza dell evento che li ha scatenati. Flusso locale di corrente Riduzione di intensità: Dispersione di corrente Resistenza del citoplasma Potenziale graduato depolarizzante è eccitatorio. Potenziale graduato iperpolarizzante è inibitorio. Potenziali postsinaptico eccitatorio EPSP Potenziale postsinaptico inibitorio IPSP

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15 Teoria del cavo V x V 0 e x V 0 = differenza di potenziale all inizio della rete x = distanza da X 0 dove V è misurata = costante di spazio della rete

16 Costante di spazio R i R m R e R m = resistenza della membrana R i = resistenza longitudinale interna R e = resistenza esterna d R R m i d = diametro della fibra

17 Velocità di conduzione τ = R m C m R i R m R e

18 Propagazione degli impulsi nervosi: velocità di conduzione Conduzione saltatoria Correnti di circuito locale = 7 mm v d v = 1-2 m/s 100 m/s

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20 Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana 2010 Pearson Italia S.p.A Sclerosi multipla

21 20 m/s m m/s 5-10 m

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Il potenziale d azione si propaga a grandi distanze senza decremento permettendo la conduzione dell informazione nervosa.

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