Principali differenze tra sinapsi neuromuscolare e sinapsi centrali

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Gianpiero Venturini
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1 Sinapsi centrali ed Integrazione sinaptica

2 Principali differenze tra sinapsi neuromuscolare e sinapsi centrali Le sinapsi neuromuscolari utilizzano come neurotrasmettitore Ach Le sinapsi centrali utilizzano neurotrasmettitori diversi I potenziali di placca sono solo eccitatori I segnali postsinaptici centrali sono eccitatori ed inibitori A livello neuromuscolare esiste un rapporto 1:1 tra Pda pre- e postsinaptico. I potenziali di placca sono sempre sopra soglia, ad ogni Pda del motoneurone segue un Pda nella fibrocellula muscolare A livello centrale singoli potenziali postsinaptici non riescono a generare il Pda nel neurone. E necessario l intervento di più sinapsi

Terminali assonici dei neuroni presinaptici Assone Processi cellule gliali Dendriti del neurone postsinaptico Dendrita I neuroni del SNC ricevono su dendriti e

3 Terminali assonici dei neuroni presinaptici Assone Processi cellule gliali Dendriti del neurone postsinaptico Dendrita I neuroni del SNC ricevono su dendriti e soma, numerosi contatti sinaptici eccitatori ed inibitori, che devono essere integrati per generare risposte adeguate. Convergenza e divergenza delle vie nervose

4 Tipi di sinapsi

5 Tipi morfologici di sinapsi La localizzazione delle sinapsi nel SNC riflette la funzione che assumono Tipo I generalmente eccitatorie Tipo II generalmente inibitorie Sinapsi asso-assonica media inibizione pre-sinaptica. Viene controllato il rilascio di neurotrasmettitore dal terminale postsinaptico

6 Meccanismi postsinaptici Meccanismi postsinaptici L interazione neurotrasmettitore-recettore può portare a: depolarizzazione: potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP) iperpolarizzazione: potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP). Aumento di eccitabilità Membrana postsinaptica - 65mV Gli EPSP sono mediati da recettori-canale permeabili a Na + e K +. Il glutammato è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del SNC. Membrana presinaptica Membrana postsinaptica - 65mV Membrana presinaptica Diminuzione di eccitabilità Gli IPSP sono mediati da recettori-canale permeabili al Cl - o da recettori metabotropici accoppiati a secondi messaggeri che determinano l apertura di canali selettivi per il K +. Il GABA e la Glicina (in modo minore) sono i principali neurotrasmettitori inibitori del SNC.

7 Il riflesso patellare da stiramento come modello

8 Apparato sperimentale

9 Attività eccitatoria dovuta a Na + e K + Potenziale d inversione sinaptico

10 Attività inibitoria dovuta a Cl-

11 Effetto inibitorio

12 Effetti competitivi

13 Propagazione del potenziale postsinaptico I segnali sinaptici nascono a livello dendritico, mentre il Pda si genera a livello del segmento iniziale dell assone, (canali voltaggio dipendenti per Na + e K + ) La corrente associata ad un EPSP generato in una sinapsi distante dal segmento iniziale, propagandosi con decremento, arriva al segmento iniziale con intensità insufficiente a depolarizzarlo fino alla soglia per la nascita del PdA. Sono necessari fenomeni di sommazione sinaptica.

14 Propagazione del potenziale postsinaptico La soglia per la nascita del Pda è elevata a livello dei dendriti e del soma e si abbassa a livello della zona di innesco. La costante di spazio, che dipende dalla geometria dei dendriti, è responsabile del decremento delle risposte sinaptiche durante la propagazione. I segnali si propagano a distanza maggiore se è elevata e a distanza minore se è piccola.

15 Sommazione spaziale L attivazione contemporanea di più sinapsi eccitatorie, poste in punti diversi del neurone, determina sommazione delle correnti associate ai singoli EPSP. La corrente risultante è sufficiente per il raggiungimento della soglia. Il potenziale d azione sarà generato. La e la influenzano il decorso spaziale delle risposte sinaptiche. La sommazione spaziale è facilitata nei neuroni con e maggiori.

16 Sommazione temporale L attivazione ripetuta di una sola sinapsi determina sommazione dei singoli EPSP. Il segnale postsinaptico è di ampiezza sufficiente a depolarizzare fino a soglia il segmento iniziale. Il potenziale d azione sarà generato La costante di tempo della membrana influenza il decorso temporale delle risposte sinaptiche. La sommazione temporale è facilitata nei neuroni con lunga.

La contemporanea attivazione di sinapsi eccitatorie ed inibitorie, comporta la sommazione di effetti depolarizzanti ed iperpolarizzanti.

17 La contemporanea attivazione di sinapsi eccitatorie ed inibitorie, comporta la sommazione di effetti depolarizzanti ed iperpolarizzanti. Il risultato dipende dal peso esercitato rispettivamente da eccitazione ed inibizione. La sommazione dimostra una proprietà essenziale dei neuroni: l integrazione sinaptica, che permette al neurone, raggiunto da più segnali, di generare potenziali d azione e quindi una risposta, in funzione del risultato di questa integrazione.

18 Modulazione presinaptica Inibizione Facilitazione - - +

19 Sinapsi asso-assoniche L attività modulatoria viene esplicata regolando l ingresso di Ca 2+ nel terminale del neurone a, presinaptico a b Neurone inibitorio Neurone eccitatorio

20 Fenomeni di facilitazione sinaptica Facilitazione eterosinaptica: L efficacia di una sinapsi viene potenziata da un altra sinapsi. Facilitazione sinaptica L attivazione di una terminazione nervosa con stimoli ripetuti, ad intervalli brevi (20/sec) porta ad un progressivo aumento dell ampiezza dell EPSP. Potenziamento post-tetanico

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