INTRODUZIONE ALLA NEUROBIOLOGIA Meccanismi di sviluppo, funzione e malattia del sistema nervoso centrale

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1 INTRODUZIONE ALLA NEUROBIOLOGIA Meccanismi di sviluppo, funzione e malattia del sistema nervoso centrale

2 Luca Colucci D Amato Umberto di Porzio Introduzione alla NEUROBIOLOGIA Meccanismi di sviluppo, funzione e malattia del sistema nervoso centrale Presentazione a cura di Gabriella Augusti-Tocco 123

3 LUCAL COLUCCI D AMATO UMBERTO DI PORZIO Seconda Università degli Studi di Napoli Istituto di Genetica e Biofisica Adriano Buzzati Traverso, CNR Napoli Laboratorio di Sviluppo del Sistema Nervoso Istituto di Genetica e Biofisica Adriano Buzzati Traverso, CNR Napoli Serie Springer Biomed a cura di MARIA RITA MICHELI Dipartimento di Biologia Cellulare e Ambientale Università di Perugia Perugia RODOLFO BOVA Dipartimento di Medicina Sperimentale e Scienze Biochimiche Università di Perugia Perugia ISBN e-isbn DOI / Springer-Verlag Italia 2011 Quest opera è protetta dalla legge sul diritto d autore, e la sua riproduzione è ammessa solo ed esclusiva- del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall art. 68, commi 4 e 5, mente nei limiti stabiliti dalla stessa. Le fotocopie per uso personale possono essere effettuate nei limitii della legge 22 aprile 1941 n Le riproduzioni per uso non personale e/o oltre il limite del 15% potranno avvenire solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, Corso di Porta Romana n. 108, Milano 20122, segreteria@aidro.org e sito web Tutti i diritti, in particolare quelli relativi alla traduzione, alla ristampa, all utilizzo di illustrazioni e tabelle, alla citazione orale, alla trasmissione radiofonica o televisiva, alla registrazione su microfilm o in data- base, o alla riproduzione in qualsiasi altra forma (stampata o elettronica) rimangono riservati anche nel caso di utilizzo parziale. La violazione delle norme comporta le sanzioni previste dalla legge. L utilizzo in questa pubblicazione di denominazioni generiche, nomi commerciali, marchi registrati, ecc. anche se non specificatamente identificati, non implica che tali denominazioni o marchi non siano protetti dalle relative leggi e regolamenti. Responsabilità legale per i prodotti: l editore non può garantire l esattezza delle indicazioni sui dosaggi e l impiego dei prodotti menzionati nella presente opera. Il lettore dovrà di volta in volta verificarne l esattezza consultando la bibliografia di pertinenza Layout copertina: Simona Colombo, Milano Impaginazione: Graphostudio, Milano Stampa: Arti Grafiche Nidasio, Assago (MI) Stampato in Italia Springer-Verlag Italia S.r.l., Via Decembrio 28, I Milano Springer fa parte di Springer Science+Business Media (

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7 Indice Capitolo 1 La neurobiologia Ambiti e peculiarità Disciplina di sistema Letture consigliate Siti Internet Capitolo 2 Breve storia della neurobiologia La teoria chimica della trasmissione nervosa La teoria elettrica della neurotrasmissione Dalla frenologia alla localizzazione delle funzioni cerebrali La neurobiologia cellulare e molecolare La visualizzazione e la stimolazione del cervello in vivo Letture consigliate Film consigliati Box 2.1 Il gene della parola e del linguaggio Box 2.2 Metodi di visualizzazione cerebrale Capitolo 3 L architettura del sistema nervoso Il sistema nervoso centrale: l encefalo e il midollo spinale Il sistema nervoso periferico: i gangli e i nervi periferici Il sistema nervoso autonomo I raggruppamenti dei neuroni e dei loro prolungamenti nel SNC Le vie afferenti sensitive e le vie efferenti motorie Letture consigliate Sito Internet Box 3.1 Neuroni di tipo speciale Capitolo 4 Le cellule del sistema nervoso centrale I neuroni La neurotrasmissione Le vescicole sinaptiche La asinapsi

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9 Indice XI Capitolo 7 Le cellule staminali neurali Definizioni di cellule staminali Generazione di nuove cellule staminali Trans-differenziazione Trasferimento nucleare Cellule staminali pluripotenti indotte Le cellule staminali neurali Fattori in grado di indirizzare e influenzare il destino delle cellule staminali neurali Basi fisiopatologiche per l uso terapeutico delle cellule staminali neurali Letture consigliate Box 7.1. La neurogenesi nell adulto: la fine di un dogma Capitolo 8 Plasticità, apprendimento e memoria Apprendimento e memoria Consolidamento della memoria Basi molecolari della memoria Letture consigliate Box 8.1. Le droghe d abuso Capitolo 9 Il sistema dei gangli della base Letture consigliate Box 9.1. La stimolazione cerebrale profonda Box 9.2. I sistemi piramidale ed extrapiramidale Capitolo 10 Meccanismi di malattia Caratteristiche anatomo-funzionali del SNC rilevanti per la patologia Il cranio La barriera emato-encefalica La vascolarizzazione di tipo terminale Il SNC è un sito immunologicamente privilegiato Limitata capacità rigenerativa nel SNC dell adulto Complessità dei meccanismi di sviluppo del SNC Metabolismo aerobio glucosio-dipendente Modalità di risposta del SNC alle noxae patogene Modificazioni assonali anterograde (degenerazione walleriana). 136 Modificazioni assonali retrograde Degenerazione transneuronale Reinnervazione collaterale e ipertrofia dell albero dendritico.. 137

10 XII Indice Gliosi reattiva Necrosi colliquativa Edema cerebrale La patologia del SNC come alterazione dei circuiti Alterazione dell attività dei sensori periferici Alterazioni dell eccitabilità di membrana Alterazioni della conduzione del potenziale di azione Alterazioni della neurotrasmissione sinaptica Alterazioni dell organizzazione e della connettività dei circuiti Malattie neurodegenerative Morbo (o malattia) di Parkinson Tumori del SNC Gliomi Malattie cerebrovascolari Letture consigliate Box Cervello, immunità e infiammazione Box Come muore un neurone Appendice 1 Chi sono i neuroscienziati? Appendice 2 Premi Nobel in Fisiologia o Medicina e in Chimica per studi di neuroscienze Glossario