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1 ttp://hal9000.cisi.unito.it/wf/dipartimen/neuroscien/ isiologia/corsi/neuroscien/index.htm

2 Neuroscienze Docente: B. Sacchetti Dipartimento: Neuroscienze sez. Fisiologia Recapiti Dipartimento: Corso Raffaello 30 Torino, Ricevimento studenti: Mercoledì, , presso Dipartimento di Neuroscienze, Corso Raffello 30, Torino

3 Sistemi a proiezione diffusa: noradrenalina, dopamina, serotonina, acetilcolina, (istamina) Disturbi dell umore e del pensiero: Depressione Apprendimento e memoria: fasi mnemoniche, consolidamento e riconsolidamento memoria dichiarativa, procedurale, spaziale ippocampo, neocorteccia basi biologiche (potenziamento a lungo termine, place cells, mappe spaziali) false memorie Emozioni: Principali teorie sui circuiti cerebrali delle emozioni Paura e ansia: risposte corporee, circuiti cerebrali (ipotalamo, amigdala, corteccia prefrontale, ippocampo) Disturbi posttraumatici, attacchi di panico, disturbi ossessivi/compulsivi Stimoli innati e appresi Comportamento alimentare Anabolismo e catabolismo Regolazione a breve e lungo termine Fattori di sazietà, Circuiti cerebrali (nucleo del tratto solitario, ipotalamo, corteccia gustativa) Leptina e obesità, gratificazione: serotonina e dopamina

4 SISTEMI A PROIEZIONE DIFFUSA Assoni lunghi e ramificati, che terminano in più aree cerebrali contemporaneamente Gruppi di neuroni con i corpi cellulari raggruppati in zone precise del SNC

5 SISTEMI SENSORIALI E MOTORI Sistema Motorio Sistema Sensoriale

6 I sistemi a proiezione diffusa influenzano e regolano l attività di più strutture cerebrali contemporaneamente funzioni integrate come apprendimento, ritmi circadiani, stato di veglia, attenzione, emozioni, coinvolti in patologie: depressione, schizofrenia, Parkinson, Alzheimer

7 neurotrasmettitor

8 A seconda dell area in cui viene liberato il neurotrasmettitore, i sistemi a proiezione diffusa influenzano una specifica attività

9 Quindi i sistemi a proiezione diffusa: influenzano specifiche attività cerebrali (azione specifica), a seconda della struttura che vanno a regolare influenzano contemporaneamente più aree cerebrali (azione integrata)

10 ad es., durante una situazione di pericolo: aumenta il rilascio di noradrenalina in più aree cerebrali: ianificazione di trategie difensive percezione degli stimoli sensoriali tività endocrina e mportamenti di fuga apprendimento risposte motorie

11 1. Sistema noradrenergico (Noradrenalina) 2. Sistema dopaminergico (Dopamina) 3. Sistema serotoninergico (Serotonina) Catecolammine Ammine biogene 4. Sistema colinergico (Acetilcolina) 5. Sistema istaminergico (Istamina)

12 Neurotrasmettitori classici glutammato glicina GABA acetilcolina serotonina noradrenalina dopamina istamina

13 1960: noradrenalina e dopamina messe a contatto con formaldeide diventano fluorescenti:

14 SISTEMA NORADRENERGICO nel 1950 come neurotrasmettitore la noradrenalina (= norepinefrina)

15

16 NUCLEI CORTECCIA

17 In generale: Locus coeruleus viene attivato da stimoli nuovi o inaspettati la noradrenalina aumenta la reattività delle strutture e dei neuroni attenzione su stimoli significativi stato di veglia ritmi circadiani (ciclo sonno/veglia) apprendimento e memoria emozioni (stress e ansia) umore (gratificazione)

18 Funzioni cognitive, memoria, stato vigilanza, elaborazione stimoli sensoriali Stimoli sensoriali itmi circadiani, ato Veglia A Risposte motori Riflessi Emozioni, apprendimento SNA, Riflessi

19 Stimolazione del Locus Coeruleus Risposte talamiche durante la percezione sensoriale: Noradrenalina Attività neurale

20 Sintesi: tutti i neurotrasmettitori classici sono sintetizzati nelle terminazioni dell assone (terminali sinaptici)

21 RNH 2 = Ammina Passaggio limitante Anello Catecolico Sistema dopaminergico Sistema noradrenergico

22 vescicole sinaptiche enzimi che degradano le ammine (Mono Ammine Ossidasi, MAO) riassorbimento (uptake)

23 Recettori per la noradrenalina: metabotropi, associati a proteine G

24 α1: legati a diversi secondi messageri (fosfolipasi C, PKC,...) α2: inattivano l AMP c β (1, 2): regolano l AMP c a seconda del tipo di recettore, del tipo di neuroni, e della struttura cerebrale la noradrenalina svolge azioni diverse

25 SISTEMA DOPAMINERGICO Sintesi e metabolismo come noradrenalina: Nel 1960: ruolo proprio come neurotrasmettitore, e non solo precursore della noradrenalina

26 Recettori specifici per la Dopamina: tutti metabotropi (proteine G) 3 tipi: D 1 : attivano l AMP c D 2 (2,3,4) : regolano l AMP c, polimorfismo D 5 : attivano l AMP c

27 4 SISTEMI DOPAMINERGICI 1) Sistema Nigro Striatale: contiene il 75 % della dopamina del SNC controllo motorio: iniziare movimenti Morbo di Parkinson

28 Morbo di Parkinson: progressiva degenerazione dei neuroni dopaminergici della s. nigra alterazioni motorie (tremore a riposo, difficoltà iniziare movimenti, alterazioni dell equilibrio cause sconosciute (infezione virale, fattori ambientali, predisposizione genetica) no cura efficace (precursori dopamina, LDopa; stimolazione neuronale) M. Parkinson Normale

29 2) Sistema Mesolimbico: percezione sensoriale comportamenti motivati (gratificazione e ricompensa) apprendimento e memoria

30 3) Sistema Mesocorticale: percezione sensoriale funzioni cognitive programmazione azioni e comportamenti interazione sociale apprendimento e memoria

31 4) Sistema Ipotamo - Ipofisario: regolazione della secrezione endocrina (prolattina, o. crescita): la dopamina è uno dei fattori ipotalamici

32 SISTEMA SEROTONINERGICO Serotonina o 5 IdrossiTriptamina (5 HT) nel 1953 (con LSD), prima in sangue per coagulazione sintesi: da Triptofano (AA essenziale: con dieta) RNH 2 = Ammina

33 Recettori metabotropi (proteine G): 6 tipi

34 Nuclei del Rafe: nove nuclei, a livello della linea mediana suddivisi in 2 gruppi: 1) porzione rostrale: nel Ponte e Mesencefalo, proiettano a tutto il snc

35 Percezione sensoriale: lesioni dei n. rafe aumentano la reattività agli stimoli sensoriali Ciclo sonno/veglia: lesioni: perdita del sonno somministrazione di serotonina: induce sonno Comportamento: aggressività, comportamento sessuale, comportamento alimentare Umore

36 2) Porzione caudale: in Bulbo percezione degli stimoli sensoriali nocicezione (lesioni: aumento percezione dolore)

37 Tutti questi sistemi: si sovrappongono in diverse aree cerebrali interagiscono tra loro e si influenzano a vicenda all interno neurone, i loro effetti si sovrappongono e si integrano Funzioni complesse e integrate

38 Sostanze che agiscono su questi sistemi: 1) AMFETAMINE: struttura simile a noradrenalina: agiscono sui sistemi aminergici (noradrenalina, dopamina)

39 Come agiscono? 1) si legano e attivano i recettori per la noradrenalina e la dopamina 3) inibiscono gli enzim che degradano le ammine (mono ammine ossidasi, MAO) 2) inibiscono il riassorbimento (uptake)

40 aumentano la quantità di dopamina e noradrenalina presente effetti: euforia e eccitazione aumentato lo stato di veglia e di vigilanza aumento l attività motoria tolleranza e assuefazione: diminuzione di efficacia 2) COCAINA: dalla pianta della Coca inibisce uptake delle catecolammine soprattutto della dopamina effetti simili alle amfetamine

41 3) dietilammide dell acido Lisergico (LSD): sintetizzata nel 1943 da Hoffman: derivato dell acido lisergico (prodotto da un parassita dei cereali, segale) struttura simile a serotonina: agisce sul sistema serotoninergico effetti: alterazione della percezione, allucinazioni,.. in parte, l LSD inibisce l attività dei nuclei del rafe: avviene normalmente durante la fase onirica del sonno!!! anche i principi attivi del peyote: azione su recettori serotoninergici (entrambi usati per indagare subconscio!!)

42 SISTEMA COLINERGICO Acetilcolina come neurotrasmettiore

43 Sintesi: da colina, introdotta con la dieta: fattore limitante Acetilcolinesterasi Recettori: Nicotinici (ionotropi): soprattutto in SNP e placca neuromuscolare Muscarinici (metabotropi): in SNC

44 Regola lo stato veglia e i processi di attenzione: lesioni: letargia; somministrazione di acetilcolina induce agitazione e eccitazione

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46 Regolazione apprendimento e memoria: lesioni inducono amnesia acetilcolina facilita l apprendimento

47 Morbo di Alzheimer assone

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50 percezione degli stimoli sensoriali regolazione dei ritmi circadiani