16. Potenziale dinversione, Integrazione sinaptica - e

Potenziale d’inversione
Il potenziale d inversione è
una proprietà delle correnti
sinaptiche utile per capire
come gli ioni trasportino la
corrente
Misura del potenziale d’inversione della placca neuromuscolare
Ik = gK x (Vm-EK)
-IK=INa
Einv= -10 mV
(EK = -100 mV e ENa = +70 mV)
INa = gNa x (Vm-ENa)
Potenziale post-sinaptico eccitatorio ed inibitorio
La corrente sinaptica non può spostare
Vm
oltre
il
valore
di
Einv,
indipendentemente dal numero di
canali attivi
Einv determina la massima variazione di
Vm
che
può
essere
prodotta
dall’attivazione dei canali sinaptici
La natura eccitatoria od inibitoria di una sinapsi non dipende dal
neurotrasmettitore, ma dai gradienti ionici e dal tipo di recettore per il
neurotrasmettitore presente sulla membrana post-sinaptica Cellule I
(iperpolarizzanti)
Cellule D (depolarizzanti)
(le concentrazioni di Cl- intracellulare
vengono mantenute elevate mediante
trasporto attivo)
Entrata di Na+ e Ca2+
generano EPSP
Uscita di K+ ed entrata
di Cl- generano IPSP
Integrazione sinaptica: dipende dalle proprietà elettriche passive della
membrana tra la sinapsi e la zona d’insorgenza del potenziale d’azione
Potenziale soglia
corpo cellulare
Potenziale soglia cono
emergenza assone
Sommazione spaziale
Sommazione temporale
Non è necessaria la sommazione delle correnti sinaptiche
Dipende dalla capacità delle membrane di
accumulare cariche elettriche: Quindi: maggiore la costante di tempo (τ)
della della membrana, più lenta sarà la fase
di decadimento dei potenziali postsinaptici e più efficace potrà essere la
sommazione temporale. τ motoneuroni vertebrato: 10 ms
τ altri tipi di neuroni:1-100 ms
La frequenza dei potenziali d’azione
generati in un motoneurone è
approssimativamente
proporzionale
all’ampiezza della depolarizzazione
della membrana
Plasticità sinaptica
in circuiti stabilizzati di organismi adulti si basa su cambiamenti
dell’efficacia sinaptica
1.  Cambiamenti nelle terminazioni pre-sinaptiche (Variazioni della
quantità d neurotrasmettitore rilasciata):
a.  Modulazione Omosinaptica (modificazione uso-dipendente dell’efficacia
sinaptica)
b.  Modulazione eterosinaptica (ha una durata maggiore di quella omosinaptica)
2. Meccanismi post-sinaptici ( Cambiamenti dell’apparato post-sinaptico
che alterano l’ampiezza della depolarizzazione prodotta da una stessa
quantità di neurotrasmettitore)
Modulazione omosinaptica: Facilitazione
La facilitazione sinaptica dipende dalla [Ca2+] libero nella terminazione sinaptica
Modulazione omosinaptica: Facilitazione
La faciliatazione del potenziale postsinaptico evocato dal secondo stimolo è
massima quando l’infusione di ioni Ca2+
dalla pipetta viene fatta coincidere con
l’arrivo del primo potenziale d’azione
Katz and Miledi (1968)
Modulazione omosinaptica: Potenziamento post-tetanico
Stimolazione tetanica
1 x 30 s-­‐1 50 x s-­‐1 (20 s) 1 x 30 s-­‐1 50 x s-­‐1 Modulazione eterosinaptica
Rilascio pre-sinaptico di neurotrasmettitore influenzato da neuromodulatori
• Noradrenalina e GABA (vertebrati)
• Oppioidi endogeni (neuroni dei vertebrati)
• Serotonina (molluschi e vertebrati)
1. Inibizione pre-sinaptica
• Aumento gk+ e gCl• Modifica proprietà Cav