- La sinapsi è il punto di collegamento fra due strutture
eccitabili (neurone-neurone, neurone-muscolo)
- I neuroni che formano una sinapsi sono unità distinte
(Ramon y Cajal, 1900)
- I segnali si trasmettono da un neurone all’altro
attraverso punti di collegamento funzionali (Sherrington,
1897)
- Esistono due tipi di sinapsi strutturalmente e
funzionalmente diverse: sinapsi elettriche e sinapsi
chimiche
Lezione 5
1
LA SINAPSI ELETTRICA
Neurone
presinaptico
microtubulo
citoplasma
mitocondrio
Neurone
postsinaptico
Flusso di ioni
Membrana
postsinaptica
Gap junction
• diffusione di ioni e piccole molecole dal neurone
presinaptico a quello postsinaptico (separati da~ 3.5
nm)
• il flusso passivo della corrente passa nel poro delle
giunzioni comunicanti
• trasmissione bidirezionale
• trasmissione rapida (0.1 ms)
• sincronizzazione di gruppi
di 5cellule
Lezione
2
• più frequente negli invertebrati
Struttura della sinapsi elettrica
Formata
da
2
connessoni,
connette il citoplasma di due
cellule contigue
ogni emicanale è costituito da 6
subunità proteiche (connessine)
•l’apertura del poro (2 nm) è regolata da voltaggio, pH, Ca2+
•la trasmissione elettrica avviene anche quando il segnale
presinaptico è sotto soglia
•le sinapsi elettriche trasmettono con la
segnali in entrambe le direzioni
stessa efficienza i
•diffusa nel SNC, nel muscolo liscio e cardiaco
Lezione 5
3
LA SINAPSI CHIMICA
• spazio intersinaptico 20-40 nm
• la terminazione presinaptica contiene vescicole
con neurotrasmettitori
• potenziale d’azione presinaptico
• ingresso di Ca2+
• ritardo sinaptico maggiore: 0.3-1.5 ms
• trasmissione unidirezionale
Lezione 5
4
La trasmissione del segnale nella sinapsi chimica
Rilascio
neurotrasmettitore
Legame con il
recettore
Apertura o
chiusura di canali
ionici
La modificazione
della
conduttanza
genera flussi
ionici
Sequenza di eventi
nella trasmissione
sinaptica di tipo chimico
Alterazione del
potenziale di
membrana
postsinaptico
Eccitazione o
inibizione delle
cellule
postsinaptiche
Sommazione,
eventuale
generazione del
potenziale
d’azione
Lezione 5
5
Meccanismi molecolari del rilascio di
neurotrasmettitore
sinaptotagmina
1. LA VESCICOLA SI ANCORA
sinaptobrevina
SNAP-25
SINTAXINA
2. FORMAZIONE DEL
COMPLESSO SNARE
3. LEGAME DEL CA2+ CON
SINAPTOTAGMINA
4. LA SINAPTOTAGMINA
CATALIZZA LA FUSIONE DI
MEMBRANA
Lezione 5
6
Le tossine che interferiscono con il rilascio di
neurotrasmettitore
-Tossine prodotte da batteri del genere Clostridium
responsabili del botulismo e del tetano (vedi figura)
-Alfa-Latrotossina (Latrodectus hesperus, o vedova nera)
Lezione 5
7
RECETTORI IONOTROPI E METABOTROPI
•I neurotrasmettitori liberati per esocitosi dalla cellula
presinaptica si legano ai recettori presenti sulla cellula
postsinaptica, causando l’apertura (o chiusura) di canali ionici
•I recettori hanno il ruolo di:
- riconoscere il neurotrasmettitore
- attivare i rispettivi effettori
•Si dividono in due classi principali: ionotropi e metabotropi
RECETTORI IONOTROPI
•il recettore è anche un canale ionico
• es. nAChR, GABAA, glicina, NMDA, AMPA,
kainato
•Ha una azione rapida (ms)
Lezione 5
8
RECETTORI METABOTROPI
•Il recettore non è un canale, attiva una proteina G che a sua
volta attiva altri effettori (canali e/o messaggeri)
•es. mAChR, GABAB, a, b-adrenergici, glutammato,
neuropeptidi, dopamina (D1-D5).
•Azione lenta (100 ms-s)
• La proteina G,
attivata dal
recettore,
apre (o
chiude) canali
ionici.
• La proteina G, attivata dal recettore, attiva (o inibisce)
enzimi che producono secondi messaggeri che, a loro
volta attivano o chiudono canali ionici.
Lezione 5
9
ATTIVITÀ SINAPTICA ECCITATORIA
è causata ad esempio dall’apertura di canali ionici
selettivi per:
Na+
Na+ + K+
EPSP
Na+ + Ca2+
Queste correnti hanno potenziali di inversione
più positivi del potenziale di riposo della cellula (Vm =- 65 mV)
ENa = +63 mV
E
Na+K
= -20 mV
5
E Na+Ca = Lezione
+65 mV
10
ATTIVITÀ SINAPTICA INIBITORIA
È causata ad esempio dall’apertura di canali selettivi per:
K+
ClIPSP
Queste correnti hanno potenziali di inversione più
negativi del potenziale di riposo della cellula (Vm =- 65 mV)
EK = -80 mV
E
Cl
= -70 mV
Lezione 5
11
Patologie della sinapsi chimica:
Lezione 5
12
