Sinapsi - SunHope

Sinapsi
-sito di contatto tra due cellule nervose
-ruolo nella trasmissione delle informazioni
-il contatto neurone-fibra muscolare prende il nome di placca
motrice o giunzione neuromuscolare
Sinapsi chimiche, la trasmissione dei segnali viene garantita da un mediatore chimico
Sinapsi elettriche, risultano estremamente veloci nella trasmissione dei segnali
Sinapsi elettriche: gap junctions
-frequenti negli stadi embrionali
-a sviluppo completo: nel miocardio
muscolatura liscia
cellule epiteliali
cellule gliali
Le sinapsi elettriche permettono una rapida comunicazione tra neuroni adiacenti sicronizzandone l’attività
elettrica.
Quando una delle due cellule connesse da gap junctions viene eccitata, si crea un gradiente di potenziale
tra l’elemento presinaptico depolarizzato e quello postsinaptico non depolarizzato. Attraverso i connessoni
fluiscono nella cellula postsinaptica ioni positivi lungo il gradiente di potenziale. Raggiunto il valore soglia
nella cellula postsinaptica, la depolarizzazione instaurerà il potenziale d’azione.
La comunicazione è bidirezionale, i connessoni trasmettono elettricamente nei due sensi e può essere
eccitatoria o inibitoria a livello della stessa sinapsi
Contatti con cellule vicine, la trasmissione dell’eccitazione non è possibile nei confronti di cellule distanti
Le cellule pre e postsinaptiche si trovano sempre nello stesso stato di polarizzazione, cioè non è possibile
l’instaurarsi di un’inibizione a partire da un’eccitazione
Sinapsi chimiche
-l’arrivo del potenziale d’azione nella terminazione presinaptica depolarizza la membrana;
-si aprono i canali per gli ioni Ca2+ voltaggio-dipendenti;
-le vescicole sinaptiche contenenti il neurotrasmettitore sono fissate ai filamenti di actina del
citoscheletro mediante la sinapsina o sono ancorate direttamente alla membrana presinaptica mediante la
sinaptotagmina;
-l’entrata del Ca2+ determina l’attivazione della sinaptotagmina con conseguente disancoraggio delle
vescicole alla membrana presinaptica ed esocitosi del contenuto vescicolare all’interno della fessura
sinaptica; inoltre, il Ca2+ attiva la proteinchinasi calcio-calmodulina dipendente che va a fosforilare la
sinaptina, ciò determina il rilascio delle vescicole dai filamenti del citoscheletro le quali possono
ancorarsi alla membrana presinaptica per essere utilizzate in un secondo processo di trasmissione
sinaptica;
- Il neurotrasmettitore viene rilasciato nella fessura sinaptica caratterizzata da un ampiezza di 20-50
nm. In 0,1 ms il neurotrasmettitore diffonde verso la membrana postsinaptica dove si lega ai recettori
specifici.
La quantità di neurotrasmettitore rilasciato dipende dalla frequenza dei potenziali d’azione nel neurone
presinaptico. Se non arriva un’ulteriore potenziale d’azione, il rilascio di neurotrasmettitore si arresta
in pochi millisecondi perché i canali voltaggio-dipendenti per il calcio si chiudono immediatamente dopo
l’apertura ed il calcio citoplasmatico viene attivamente pompato all’esterno del bottone sinaptico per
riportare le concentrazioni di tale ione ai valori base.
Il tempo intercorrente tra l’arrivo del potenziale d’azione a livello del bottone presinaptico e la
risposta a livello postsinaptico è di 0,5-5 millisecondi. Tale intervallo di tempo è definito ritardo
sinaptico.
Il sistema nervoso utilizza vari neurotrasmettori:
Acetilcolina
Aminoacidi: glicina – acido γ-aminobutirrico (GABA) – glutamato - aspartato
Amine biogene: noradrenalina – adrenalina – dopamina – serotonina - istamina
Peptidi neuroattivi
-La maggior parte dei neurotrasmettitori sono sintetizzati nel terminale assonale, e gli enzimi
necessari per la loro sintesi sono trasportati per mezzo di un trasporto assonale.
-Una volta rilasciati nella fessura sinaptica si legano ai recettori specifici sulla membrana della
cellula postsinaptica inducendo una risposta.
-Alcuni neurotrasmettitori, come l’acetilcolina, vengono poi catabolizzati, altri diffondono nel
torrente circolatorio per essere trasportati via, oppure vengono riportati attivamente dentro
il terminale assonale per essere metabolizzati o riutilizzati.
L’unione del neurotrasmettitore al recettore innesca una serie di risposte nella cellula postsinaptica:
-molti neurotrasmettitori generano risposte rapide e di breve durata aprendo un canale ionico
chimicamente regolato, il che porta al passaggio di ioni tra la cellula e il LEC e si determina una variazione
del potenziale di membrana (potenziale sinaptico veloce, EPSP e IPSP);
-alcuni neurotrasmettitori innescano risposte lente e durature attivando sistemi di secondi messaggeri.
Queste risposte comprendono sia l’apertura che la chiusura di canali ionici, sia la modificazione di proteine
cellulari esistenti e la regolazione della sintesi di nuove proteine. Questo tipo di risposta lenta è stata
messa in relazione con la crescita e lo sviluppo dei neuroni e con i meccanismi che sottendono la memoria a
lungo termine.
SINAPSI ECCITATORIE
Funzionano in modo tale da portare il potenziale della membrana postsinaptica al valore più vicini al
valore soglia in modo tale da generare un potenziale d’azione
SINAPSI INIBITORIA
Funziona in modo tale da iperpolarizzare la membrana
del neurone postsinaptico o da stabilizzarla al valore
di riposo
Un neurone riceve comunicazioni da centinaia o migliaia di neuroni; su di esso si genera pertanto
una convergenza di imput
L’integrazione sinaptica operata dal neurone fa sì che quando la sommazione dei potenziali postsinaptici
eccitatori prevale su quelli inibitori ed è in grado di portare il potenziale di membrana del monticolo
assonale al valore soglia, nasce un potenziale d’azione.
Inibizione e facilitazione presinaptica
Acetilcolina
Aminoacidi: glicina – acido γ-aminobutirrico
(GABA) – glutamato - aspartato
Amine biogene: noradrenalina – adrenalina –
dopamina – serotonina - istamina
Peptidi neuroattivi
Sinapsi colinergiche: neurotrasmettitore acetilcolina
L’acetilcolina è sintetizzata a livello del terminale assonale a partire da colina e acetil-CoA.
Viene accumulata nelle vescicole sinaptiche e rilasciata per esocitosi nello spazio sinaptico.
Si lega ai recettori sulla membrana della cellula postsinaptica per innescare una risposta.
Viene rapidamente catabolizzata dall’acetilcolinesterasi, un enzima localizzato nella
matrice e sulla membrana postsinaptica. La colina viene trasportata nel terminale assonale
e usata per sintetizzare nuovo neurotrasmettitore.
Per le sinapsi colinergiche (acetilcolina) esistono due tipi di recettori: nicotinici e muscarinici.
Il recettore nicotinico è esso stesso il canale per gli ioni.
Il recettore muscarinico (o metabotropo) al momento del legame con il neurotrasmettitore scatena
una cascata di reazioni chimiche, che ad opera di un mediatore portano infine all’apertura dei canali
per gli ioni
Sinapsi eccitatoria, attraverso il canale si verifica un’intensa corrente in entrata di Na+ e una più
debole corrente in uscita di K+, si genera quindi una depolarizzazione locale, EPSP.
L’ACh è il neurotrasmettitore usato da tutti gli assoni motori che originano dal midollo spinale, dai
neuroni autonomi pregangliari, dalle fibre parasimpatiche postgangliari e dai neuroni dei gangli della base
implicati nel controllo del movimento.
Glutamato :
più importante neurotrasmettitore a livello delle sinapsi eccitatorie cerebrali.
-recettori postsinaptici sono eccitatori, se ne conoscono almeno tre categorie classificate in
base alla sensibilità nei confronti di agonisti (NMDA, AMPA, Kainat)
-il rilascio del glutamato a livello presinaptico è condizionato dal Ca2+ , la rimozione dallo spazio
sinaptico avviene per riassorbimento da parte della membrana presinaptica o da parte delle
cellule della glia
Gli ioni Mg2+ ostruiscono in modo non competitivo il canale del
recettore per l’NMDA, in maniera da impedire la comparsa di
una corrente ionica anche in seguito al legame con il
glutamato.
Se il potenziale di membrana viene leggermente depolarizzato
da una sinapsi eccitatoria dotata di un recettore per l’AMPA,
diminuiscono le forze di legame che agiscono su Mg2+, il
blocco da Mg2+ viene rimosso e si permette una corrente di
entrata di ioni Na+ e Ca2+ nella cellula. Lo ione Ca2+ può fungere
da secondo messaggero ed essere implicato in altri fenomeni
quali i processi di memorizzazione.
GABA:
viene sintetizzato dal glutamato mediante una decarbossilasi specifica presente solo in certi
neuroni del SNC.
-si ritrova nelle cellule dei gangli della base, nelle cellule di Purkinje del cervelletto, negli interneuroni
spinali
-funziona come neurotrasmettitore inibitorio
-è il neurotrasmettitore più diffuso nel cervello
-due diversi recettori GABAA e GABAB:
il GABAA è un canale per il Cl- , si assiste quindi ad una corrente di entrata di Cl- con conseguente
iperpolarizzazione e quindi formazione di un IPSP. I narcotici barbiturici e i tranquillanti benzodiazepine
(Valium) potenziano l’effetto inibitorio dei recettori GABAA.
il recettore GABAB apre i canali per gli ioni K+ mediante le G-protein.
- l’effetto del GABA viene neutralizzato dal riassorbimento dello stesso mediatore da parte della
terminazione presinaptica e da parte delle cellule della glia
Amine biogene: catecolamine (dopamina,noradrenalina, adrenalina)
serotonina
istamina
Dopamina, noradrenalina e adrenalina sono catecolamine che hanno in comune la stessa via biosintetica
che porte dalla tirosina:
tirosina viene convertita in L-dopa dalla tirosina idrossilasi
L-dopa è convertita in dopamina da una decarbossilasi
nei neuroni noradrenergici la dopamina viene trasformata in noradrenalina ad opera della dopamina βidrossilasi
Le cellule cromaffini della midollare del surrene aggiungono un gruppo metilico alla noradrenalina
formando adrenalina.