sinapsi chimiche

IL SISTEMA NEUROENDOCRINO
DELL’UOMO
PON C1
Esperto prof. Ciro Formica
Immagini e testi tratti dai website di: genome.wellcome.ac.uk, dnaftb.org, unipv.it, unimi.it,
wikipedia.it, unibs.it, unisi.it, unina.it, uniroma2.it, nih.gov, zanichelli.it, sciencemag.org, ncbi.gov
COSTITUZIONE DI UN NEURONE
≈1011 neuroni nel sistema nervoso umano
≈1014 connessioni nel sistema nervoso umano
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I dendriti sono fondamentali sistemi di ricezione di
messaggi provenienti da altri neuroni. I dendriti di
alcuni neuroni sono ricoperti da strutture
specializzate chiamate spine dendritiche
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TRASMISSIONE DELL’IMPULSO NERVOSO
Quando l’assone si depolarizza
l’impulso sipropaga mediante il
potenziale d’azione.
In assenza di impulsi nervosi,
l’interno della membrana dell’assone
è carico negativamente rispetto
al’esterno. Ai due lati la differenza di
potenziale è –70 mV (potenziale di
riposo).
In presenza di un impulso si ha una
rapida inversione di polarità:
l’interno diventa temporaneamente
positivo rispetto all’esterno.
Questa inversione di polarità è il
potenziale d’azione.
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POTENZIALE DI RIPOSO E D’AZIONE
potenziale (mV)
La risposta a uno
stimolo è del tipo
“tutto o niente”.
All’aumentare
dell’intensità dello
stimolo aumenta la
frequenza dei
potenziali d’azione
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
tempo (s)
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LA MIELINA
Alcune cellule gliali del sistema nervoso periferico (SNP), le cellule di
Schwann, si avvolgono a spirale attorno agli assoni formando una
guaina isolante costituita da mielina. La guaina mielinica non è continua,
ma presenta un certo numero di interruzioni, i nodi di Ranvier, a
intervalli regolari.
La mielina costituisce buona parte della sostanza bianca del sistema
nervoso.
La sostanza grigia è costituita dai corpi neuronali
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SINAPSI CHIMICHE
citosol
citosol
recettore
Dendrite
postsinaptico
Terminale
presinaptico
Molecole di trasmettitore
in vescicole sinaptiche
recettore
direzione del flusso d’informazione
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I NEUROTRASMETTITORI
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Azione
A livello di sinapsi
Modalità
Vescicole presinaptiche
Tempi
Millisecondi
Quantità
Micromoli
Ricaptazione
Frequente
Durata
Variabile
AZIONE DEI NEUROTRASMETTITORI
Neurotrasmettitore
Azione
Acetilcolina
Movimento
GABA
Inibizione
Noradrenalina
Eccitazione
Serotonina
Gratificazione, ricompensa
Dopamina
Gratificazione, ricompensa
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Le sinapsi chimiche sono caratterizzate da
neurotrasmettitori chimici che, passando dal neurone
pre-sinaptico a quello post-sinaptico, trasmettono
l'impulso nervoso. Questo tipo di trasmissione rende
la giunzione unidirezionale.
Inoltre c’è un addensamento di mitocondri e di elementi
vescicolari denominati vescicole sinaptiche che si
trovano all'interno dei bottoni sinaptici.
Le tipiche vescicole sinaptiche sono piccole e chiare e
contengono un mediatore chimico, acetilcolina,
noradrenalina, dopamina, o altri neurotrasmettitori
(ogni vescicola ne contiene circa 10'000 molecole).
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Nella zona presinaptica vi sono enzimi capaci di
sintetizzare le molecole dei mediatori chimici
(colinoacetilasi, dopaminaidrossilasi), mentre
lungo la membrana post-sinaptica vi sono altri
enzimi capaci di distruggere le molecole di tali
mediatori (acetilcolinaesterasi,
monoaminossidasi).
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LA GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE
È detta anche placca motrice
ed è l'area di contatto fra
fibra nervosa e fibra
muscolare. È una sinapsi
chimica facilmente accessibile
per studiare come si trasmette
l'impulso nervoso. Spesso si
prende a modello anche per le
altre sinapsi chimiche, anche
se studi recenti hanno
dimostrato l'esistenza di una
varietà di connessioni
sinaptiche.
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Come in tutte le sinapsi, l'assone perde la guaina mielinica, si
scompone in un numero elevato di filamenti (arborizzazioni
terminali) ed ogni filamento forma il bottone sinaptico.
All'interno dei bottoni troviamo i mitocondri, le vescicole
sinaptiche (400-500 Å) piene di acetilcolina e l'enzima che la
sintetizza. Nella membrana post-sinaptica sono presenti proteine
integrate che costituiscono recettori specifici per l'acetilcolina
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Gli assoni di un nervo motore, nel muscolo scheletrico, si
ramificano enormemente giungendo ad ogni singola fibra
muscolare. Ogni gruppo di fibre posto sotto il controllo di
un singolo assone è denominato unità motoria.
In alcuni casi un'unità motoria comprende poche fibre, in
altri moltissime; pertanto l'impulso nervoso dell'assone di
un solo motoneurone può stimolare talvolta solo poche
fibre (una mezza dozzina) e talvolta moltissime (oltre
cento).
in generale nella giunzione vale la regola che tanto più
piccolo è il numero delle fibre muscolari eccitate
contemporaneamente (da una sola fibra nervosa) maggiore
è la precisione dei movimenti che il muscolo può produrre.
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SISTEMA NEUROVEGETATIVO O AUTONOMO
Origine nervi
Reg. toracica e
lombare
Assone pregangliare
Vicino al SNC
Post-gangliare
neurotrasmettitori
Lontano da organo
bersaglio
Acetilcolina e
noradrenalina
ORTOSIMPATICO
PARASIMPATICO
Reg. cranica e
sacrale
Lontano dal
SNC
vicino o dentro
l’organo bersaglio
acetilcolina
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ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
L’ENCEFALO SI SUDDIVIDE IN:
CERVELLETTO
Rombencefalo e
mesencefalo (parte
antica)
Tronco cerebrale
bulbo
ponte
PROSENCEFALO
(parte + recente)
Diencefalo
(talamo e
ipotalamo)
EMISFERI
TELENCEFALO CEREBRALI
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ENCEFALO: TELENCEFALO, CERVELLETTO, TRONCO
ENCEFALICO
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ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
Le funzioni cerebrali sono di norma lateralizzate ma non in
modo assoluto bensì relativo. La funzione maggiormente
lateralizzata è il linguaggio (di solito nell'emisfero sinistro).
L’emisfero destro matura prima del sinistro, e questo potrebbe
essere alla base dell’acquisizione del linguaggio articolato solo
intorno ai 18-24 mesi di età.
Il corpo calloso, struttura che connette i due emisferi cerebrali,
inizia la sua maturazione intorno ai 18 mesi.
Il sistema sensomotorio è organizzato gerarchicamente (aree
corticali primarie, aree secondarie, aree associative). Al livello
"più alto" si trova la corteccia parietale posteriore, su cui
convergono informazioni visive, somestesiche, uditive (coordinate
spaziali). A livello "intermedio" sono la c. motoria supplementare
(coordinamento di movimenti complessi) e quella premotoria
(inibizione di movimenti riflessi e controllo dei programmi
motori).
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ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
Il cervello è in grado di modificare la sua attività
elettrica in risposta a diversi stimoli (ad esempio un dato
da memorizzare). Tali modifiche possono avvenire sia a
livello dei neuroni, che formano i circuiti cerebrali, che
di sinapsi.
Molti meccanismi molecolari sono coinvolti in questi
processi, che possono essere alterati a causa
dell’invecchiamento o di patologie come la malattia
dell’Alzheimer.
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ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)
Il cervello possiede un’attività elettrica spontanea, come il
cuore, i muscoli, la retina, che è possibile misurare.
L’EEG misura tale attività. Per eseguirlo si collocano
alcuni elettrodi sulla superficie del cuoio capelluto,
collegandoli all’apparecchio che registra le onde cerebrali.
Le grandezze da misurare sono:
Ampiezza dell’onda
Frequenza
Ritmo:
delta, theta  sonno profondo
alfa  rilassamento ad occhi chiusi
beta, gamma  veglia con attenzione e concentrazione.
Vengono misurati potenziali elettrici dell’ordine dei
millivolt e microvolt
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SONNO REM E NON REM
Il Sonno è il momento più adatto per esaminare il cervello.
•REM = rapid eye movement  Sonno tranquillo o
profondo. Costituisce il 25% del sonno
•NREM (No RapidEyeMovement)  Sonno attivo. 75%
In totale nel sonno si alternano 4-6 cicli di sonno
REM/NREM.
La maggior parte dei sogni si verifica al risveglio dal sonno
REM (sogni carichi di emotività)
la restante al risveglio dal sonno non-REM (sogni più
realistici).
Forse il sonno REM e il sogno servono alla cancellazione
e/o consolidamento delle informazioni in memoria
Durante l’EEG si possono misurare anche i movimenti
oculari orizzontali e verticali (EOG)
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TRACCIATO EEG
normale
patologico
L’apertura degli occhi durante l’esame provoca un’alterazione del tracciato
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IPOTALAMO
All’ipotalamo giungono informazioni
sullo stato degli organi interni (visceri),
relative all’appetito, gli stimoli sessuali,
sonno-veglia; sensazioni termiche,
dolorifiche,
temperatura, concentrazione di ormoni
•osmolarità plasmatica (osmocettori),
•glicemia (glicocettori),
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SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
Nel SNP sono presenti:
-33 paia di nervi SPINALI, che
hanno una disposizione metamerica
nel senso che originano dal midollo
spinale e si dirigono, a ds e a sn,
verso i rispettivi organi.: nel torace e
nell’addome gli organi sono
generalmente allo stesso livello dei
rispettivi nervi, mentre i nervi lobosacrali si dirigono ad angolo acuto
verso il basso.
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SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
Nel SNP sono presenti:
- 12 paia di nervi CRANICI o
encefalici, che hanno origine dal
tronco encefalico e si dirigono in
alcune regioni della testa e del
collo, e in parte nel torace e
l’addome (nervo VAGO)
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LE 12 PAIA DI NERVI CRANICI O ENCEFALICI
1 – OLFATTIVO
2 – OTTICO
3 – OCULOMOTORE
COMUNE
4 – TROCLEARE
5 – TRIGEMINO
6 – ABDUCENTE
7 – FACIALE
8 – STATOACUSTICO
9 – GLOSSOFARINGEO
10 – VAGO
11– ACCESSORIO
12 – IPOGLOSSO
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NERVI CRANICI: II, III, IV
Paio
Nome
II
Ottico
III
IV
Funzione
Trasmette le immagini dalla
retina al cervello (area corticale
visiva lobo occipitale)
Origine: cellule gangliari
retiniche. Si distribuisce alle
cellule bipolari e quindi ai coni (45 milioni, colori e visione diurna)
e ai bastoncelli (75 milioni, visione
notturna) della retina
Oculomotore Costrizione della pupilla;
Accomodazione = messa a fuoco
da vicino: si contraggono il
m.ciliare, il cristallino e la pupilla,
convergono gli assi visivi
Controlla i muscoli che muovono
le palpebre e ruotano il globo
oculare in alto/basso/medialmente
Trocleare
Controlla i muscoli che ruotano il
globo oculare in senso obliquo
Conseguenze
della lesione dei
nervi
Cecità o visione
ridotta
Note
Impossibilità di
messa a fuoco.
Mancata risposta
agli stimoli
luminosi
Miosi
Visceroeffettore
(parasimpatico): Somatomotore
costrizione
pupilla
Midriasi
(ortosimpatico):
dilatazione
pupilla
Somatomotore
Impossibile
ruotare il globo
oculare nelle
rispettive
direzioni
Tipologia nervo
Viscerosensitivo
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NERVI CRANICI: VI, VIII
Paio
VI
Nome
Funzione
Abducente
Controlla i muscoli che
ruotano il globo oculare
lateralmente
Funzione: nervo acustico o Sordità o
cocleare (udito)
ipoacusia
Origine: ganglio spirale
del Corti. Collega le
cellule acustiche del Corti
e i nuclei cocleari
(chiocciola)
Funzione: nervo
Vertigini
vestibolare (equilibrio).
Origine: ganglio
vestibolare. Collega le
macule di utricolo e
sacculo e i canali
semicircolari (3 piani dello
spazio)
I riflessi vestibolo-oculari
mantengono stabili le
immagini della retina
durante i movimenti della
testa
VIII
Statoacustico:
porzione
UDITIVA
VIII
Statoacustico:
porzione
VESTIBOLA
RE
Conseguenze
della lesione dei
nervi
Note
Tipologia nervo
Somatomotore
Risponde agli
stimoli uditivi
Viscerosensitivo
Risponde agli
stimoli correlati
con la gravità,
l'accelerazione e
l'equilibrio
Viscerosensitivo
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SISTEMA NERVOSO AUTONOMO
Organi sui quali agisce
Schema dell’ortosimpatico
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SISTEMA NERVOSO AUTONOMO
Le azioni dell’ORTOSIMPATICO sono di norma opposte a quelle del PARASIMPATICO.
Secrezione salivare
Diametro bronchiale
ORTO
secrezione enzimi
dilatazione
PARA
secrezione acquosa
costrizione
Diametro pupillare
midriasi (dilata)
miosi (restringe)
Frequenza cardiaca
accelera
rallenta
Motilità e secrezione
apparato digerente
Vescica urinaria
riduce
aumenta
inibisce
stimola
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SISTEMA ENDOCRINO
Coopera col SN per regolare le funzioni dell’organismo e reagire
alle modificazioni dell’ambiente esterno o interno. È costituito da
ghiandole endocrine distribuite nell’organismo che secernono
ormoni.
Gli ormoni possono avere varia composizione chimica:
- provenienti da amminoacidi
-peptidici o proteici
- steroidei
Tali molecole vengono riversate nel sangue e trasportate fino agli
organi bersaglio, dove esercitano la loro azione.
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ASSI ENDOCRINI E FEEDBACK
Gli stimoli partono di norma dall’ipotalamo, che appartiene al
SNC.
Da questo si dirigono all’ipofisi, minuscola ghiandola endocrina
situata sopra la sella turcica dell’osso sfenoide nel cranio.
Tra questi due organi si stabilisce un feedback breve.
L’adenoipofisi produce le tropine, ormoni peptidici che attraverso il
sangue, con un feedback lungo, raggiungono gli organi bersaglio:
TSH tireostimolante  tiroide
GH crescita  ossa, muscoli …
LH luteotropina  ♀corpo luteo, ♂ cellule Leydig testicolo 
testosterone e altri ormoni
FSH follicolostimolante  ♀follicolo ovarico, ♂ cellule Sertoli
testicolo  spermatozoi
ACTH adrenocorticotropo  corticale surrene  aldosterone
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33
Gli stimoli dal SNC attivano i neuroni colinergici pregangliari SN
Autonomo), che agiscono sulle cellule cromaffini della midollarre
surrenale. Questa secerne: epinefrina (adrenalina) e piccole quantità
di norepinefrina.
Le prime due fasi avvengono nel citoplasma, la conversione da
dopamina a noradrenalina nei granuli secretori, dove viene
conservata l’adrenalina.
Segue successiva presentazione
Sistema neuroendocrino 2