Le sinapsi (1) Agli inizi del 900, l'istologo S.R. Cayal, impiegando tecniche di colorazione, dimostrò che i neuroni all'osservazione microscopica

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1 Le sinapsi (1) Agli inizi del 900, l'istologo S.R. Cayal, impiegando tecniche di colorazione, dimostrò che i neuroni all'osservazione microscopica risultavano unità distinte, malgrado l'opinione allora corrente fosse di ritenere il tessuto nervoso una struttura reticolare continua. Le prove risolutive della discontinuità fra neuroni e dell'esistenza di zone di interazione tra neuroni diversi, le sinapsi, si ebbero con l'avvento della microscopia elettronica negli anni '40.

2 Le sinapsi (2) La sinapsi è la regione attraverso la quale un impulso nervoso si trasmette da una cellula ad un altra. Esistono due tipi di sinapsi: le sinapsi elettriche all interno delle quali, due cellule eccitabili comunicano per passaggio diretto di corrente attraverso le gap-junction; le sinapsi chimiche all interno delle quali, l arrivo di un potenziale d azione nella cellula pre-sinaptica provoca la liberazione di un neurotrasmettitore il quale determina la risposta elettrica nell elemento post-sinaptico.

3 elettrica Le sinapsi chimica

4 Sinapsi Elettrica Sinapsi Chimica Riduzione spazio extra-cellulare (2 nm); continuita citoplasmatica fra cellule pre e post-sinaptiche Mediatore: corrente ionica Nessun ritardo sinaptico; la trasmissione limitata solamente dalla conduzione passiva dell assone Normalmente bidirezionali Aumento spazio extra-cellulare (20 30 nm); nessuna continuita citoplasmatica fra cellule pre e post-sinaptiche Mediatore: trasmettitore chimico (acetilcolina, peptidi, ect ) Significativo ritardo sinaptico (min 300 µs, fino 1 5 ms); questo ritardo nei terminali pre è dovuto alla secrezione e nei post alla diffusione del mediatore Normalmente unirezionali

5 Le sinapsi elettriche - Membrana pre e post sinaptica giustapposte - Bidirezionali in alcuni casi rettificanti

6 Queste connessioni si chiudono in presenza di elevate concentrazioni di calcio. Anche diminuzioni di ph possono avere analogo effetto. Giunzioni serrate (1) La giunzione serrata è costituita da una proteina detta connessina,. Ogni particella esagonale, chiamato connessone, contiene 12 molecole di connessina; sei organizzate in un cilindro esagonale, unite ad altre sei organizzate allo stesso modo nella membrana della cellula adiacente. Le sei sub-unità possono ruotare e chiudere il canale oppure aprirlo in funzione delle concentrazioni di calcio. Nel tessuto miocardico sono presenti queste giunzioni che assicurano la diffusione del calcio da una cellula ad un altra coordinando il battito di tutte le cellule muscolari di una determinata regione cardiaca.

7 Giunzioni serrate (2)

8 Le sinapsi chimiche La grande maggioranza delle sinapsi del sistema nervoso è costituita da sinapsi chimiche che usano i neurotrasmettitori per trasmettere informazioni tra cellule. Il terminale assonale pre-sinaptico presenta molte piccole vescicole sinaptiche e grossi mitocondri.

9 La Giunzione neuromuscolare è una sinapsi chimica

10 La giunzione neuromuscolare o placca motrice è stata la prima sinapsi dei vertebrati ad essere studiata in dettaglio. La trasmissione chimica si produce attraverso una fessura sinaptica, spazio di circa nm che separa le cellule pre e post-sinaptica.la terminazione presinaptica contiene le vescicole sinaptiche di circa 40 nm di diametro contenenti circa molecole di trasmettitore ognuna. Giunzione neuromuscolare

11 Eventi sinaptici Le sinapsi chimiche

12 Riassumendo... Sinapsi Elettriche Sinapsi Chimiche Sono veloci, ma non flessibili e vengono usate per far scattare in maniera sincrona gruppi di neuroni interconnessi responsabili di comportamenti stereotipati, ad esempio i neuroni extra-oculari responsabili dei rapidi movimenti del bulbo Sono lente (assai piu numerose, ma flessibili (o plastiche) e spesso ricordano la loro attivita pregressa. Esse uniscono neuroni con comportamenti piu complessi Queste distinzioni rendono conto della differente abbondanza delle sinapsi elettriche o chimiche in differenti parti del cervello

13 Nelle sinapsi chimiche possiamo individuare un processo pre-sinaptico responsabile del rilascio del mediatore chimico ed un processo post-sinaptico che gestisce l interazione del mediatore chimico con le molecole recettrici e produce Inhibitory PostSynaptic Potentials (IPSP) PRE POST Excitatory PostSynaptic Potentials (EPSP) PRE POST

14 Azione dei neurotrasmettitori

15 Potenziali post-sinaptici

16 Integrazione dei segnali

17 Integrazione della risposta

18 Integrazione della risposta

19 NESSUNA SOMMAZIONE TEMPORALE

20 SOMMAZIONE TEMPORALE

21 Inibizione presinaptica Inibizione post-sinaptica

22 I neuro trasmettitori Mediatori della trasmissione sinaptica Perché un possibile trasmettitore X possa essere accettato come trasmettitore di una determinata sinapsi deve soddisfare i seguenti requisiti: 1) il neurone pre-sinaptico deve contenere X ed essere capace di sintetizzarlo; 2) X deve essere liberato dal neurone presinaptico in seguito a stimolazione appropriata; 3) l'applicazioni di microdosi di X deve riprodurre l'effetto della stimolazione del neurone presinaptico; 4) gli effetti della stimolazione presinaptica e della microapplicazione di X devono essere modificati nello stesso modo dell'applicazione di sostanze farmacologiche.

23 I neurotrasmettitori

24 Neuro trasmettitori peptidici

25 Oppiacei endogeni -Endorfine, Encefaline e dinorfina,con proprietà analgesiche (antidolorifiche) si legano agli stessi recettori del sistema nervoso cui si legano gli oppiacei esogeni; -l'assunzione ripetuta di questi oppiacei determina modificazione del metabolismo neuronale (tossicodipendenza); - naloxone inibisce competitivamente il legame al recettore; - le proprietà analgesiche degli oppiacei endogeni potrebbero dipendere dalla loro azione inibitoria presinaptica riducendo: 1) liberazione acetilcolina nei gangli simpatici; 2) liberazione di sostanza p, probabile trasmettitore a livello delle sinapsi che i neuroni afferenti primari formano con gli interneuroni del corno dorsale del midollo spinale. -Sostanza P Fa parte del gruppo delle tachinine ed é stato il primo dei cosidetti peptidi cerebro-intestinali. - Peptide intestinale vasoattivo (VIP) - Fa parte di una famiglia di neuropeptidi affini alla secretina, come glucagone e peptide gastroinibitore (GIP); - Il VIP sembra agire come trasmettitore inibitorio della muscolatura liscia. Colecistochinina (CCK) E' inclusa in un gruppo che comprende gastrina e cerulina. E' capace di provocare la contrazione della muscolatura liscia della cistifellea. Neurotensina presente in neuroni enterici e cerebrali; quando iniettata a bassa concentrazione nel liquido cerebrospinale la neurotensina provoca ipotermia.

26 Recettore nicotinico per l'acetilcolina

27 Struttura Recettore nicotinico per l acetilcolina