I neuroni che costituiscono un circuito nervoso sono entità
separate che comunicano tramite giunzioni specializzate
1897: Sir Charles Sherrington denomina “sinapsi” la giunzione
funzionale tra due neuroni
Teoria Reticolare:
cellule nervose unite da ponti protoplasmatici
Teoria Neuronale:
cellule nervose sono morfologicamente
indipendenti, ma in comunicazione tra loro
mediante contatti specializzati (sinapsi)
Divergenza del segnale
Convergenza del segnale
Diversità di contatti a livello sinaptico
Sinapsi elettriche
I connessoni permettono il
passaggio di:
• Ioni inorganici
• Molecole idrosolubili varie con
PM fino a 500 dalton
• Metaboliti cellulari (es: secondi
messaggeri)
• ATP
Proprietà elettrofisiologiche delle giunzioni elettriche
Giunzioni rettificanti
Caratteristiche accoppiamento elettrico:
ü P r e s e n t e i n p o p o l a z i o n i c e l l u l a r i
caratterizzate da attività sincrona
ü Diffuso nel sistema nervoso degli invertebrati
ü Numerose nel cervello (circuiti locali) dei
vertebrati
ü Numerose durante lo sviluppo embrionale
Sinapsi chimiche
Risposta post-sinaptica:
circa 1 ms
Circa 20 nm
1921: Otto Loewi ottiene la prima prova diretta a
favore dell’esistenza di un neurotrasmettitore
Rilascio del neurotrasmettitore
Diffusione elettrotonica del potenziale
Corrente sinaptica può essere
depolarizzante (eccitatoria) o iperpolarizzante (inibitoria): si genera
un potenziale post-sinaptico
Attivazione di recettori ionotropi o
metabotropi (si genera una corrente
sinaptica)
Trasmissione chimica rapida
Recettore ionotropo
Trasmissione chimica lenta
Recettore metabotropo
Organizzazione delle vescicole sinaptiche
Pool di riserva
Pool disponibile
Proteine delle vescicole e del terminale pre-sinaptico
importanti per l’esocitosi
Meccanismo molecolare di rilascio del neurotrasmettitore
Fase I: ancoraggio e priming
Proteine delle vescicole e del terminale pre-sinaptico
importanti per l’esocitosi
Fase II: Rilascio del neurotrasmettitore
Meccanismo Ca2+-dipendente
Fase III: Riciclo delle vescicole
10
7
Intero ciclo: 30’’- 1’
Fase IV: Mobilizzazione delle vescicole di riserva
Pi
Attivazione della CamK-dipendente
Meccanismo molecolare di rilascio del neurotrasmettitore: visione d’insieme
Sintesi dei
neurotrasmettitori
Trasporto assonale lento: 0,5-5 mm/giorno
Trasporto assonale rapido 400 mm/giorno
Criteri fondamentali per definire una sostanza come
neurotrasmettitore
1. Deve essere sintetizzato e rilasciato dal neurone pre-sinaptico
2. Deve essere rilasciato, in una forma chimicamente o farmacologicamente
caratterizzabile, durante l’attività del neurone presinaptico ed il rilascio
deve essere Ca2+-dipendente
3. Sulla cellula postsinaptica devono essere presenti recettori specifici e, se
applicato direttamente su una cellula postsinaptica, deve evocare
esattamente gli stessi effetti di una stimolazione presinaptica
4. La sua azione deve essere bloccata dagli stessi agenti farmacologici
(antagonisti) che bloccano la trasmissione naturale di quella data
sinapsi con una modalità dose-dipendente
5. Deve esistere un meccanismo appropriato di terminazione dell’azione del
neurotrasmettitore putativo
