Fondamenti di Neuroanatomia

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Questions and Answers

Qual è la funzione principale della serotonina nel cervello?

Regolazione dell'umore e del sonno (correct)

Produzione di adrenalina

Controllo motorio

Regolazione della temperatura corporea

Quale amminoacido è il precursore della serotonina?

Fenilalanina

Triptofano (correct)

Alanina

Glutammina

Cosa fanno gli antidepressivi SSRI?

Bloccano la ricaptazione della serotonina (correct)

Aumentano la degradazione della serotonina

Inibiscono la sinapsi neuronale

Stimolano la produzione di serotonina

Qual è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del cervello?

Glutammato Signup and view all the answers

Qual è l'enzima responsabile della conversione del glutammato in GABA?

GAD Signup and view all the answers

Quale dei seguenti neurotrasmettitori non è rilasciato dai neuroni aminoacidergici?

Serotonina Signup and view all the answers

Dove si trovano principalmente i neuroni serotoninergici?

Nuclei del rafe Signup and view all the answers

Quale enzima degrada GABA?

GABA transaminasi Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale dei dendriti nel neurone?

Raccogliendo informazioni da altri neuroni. Signup and view all the answers

Cosa avviene quando il potenziale d'azione raggiunge la terminazione sinaptica?

Viene rilasciato un neurotrasmettitore nella fenditura sinaptica. Signup and view all the answers

Quale tipo di neurone ha un solo prolungamento?

Neuroni unipolari. Signup and view all the answers

Qual è la funzione dei neurotrasmettitori nella fenditura sinaptica?

Trasmettono segnali chimici tra i neuroni. Signup and view all the answers

Quale tipo di neuroni trasmette comandi ai muscoli?

Neuroni motori. Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica che distingue i neuroni di Golgi tipo I dai neuroni di Golgi tipo II?

I neuroni di Golgi tipo I hanno un assone lungo. Signup and view all the answers

Cosa genera l'interazione dei neurotrasmettitori con i recettori nel neurone postsinaptico?

Un nuovo segnale elettrico. Signup and view all the answers

Qual è il primo passo nel processo di sintesi delle catecolamine?

Conversione della tirosina in L-DOPA Signup and view all the answers

Quale tipo di neuroni è coinvolto nelle connessioni locali nella corteccia cerebrale?

Neuroni stellati. Signup and view all the answers

Quale enzima è responsabile della conversione della dopamina in noradrenalina?

Dopamina β-idrossilasi Signup and view all the answers

Dove sono localizzati i neuroni dopaminergici?

Nella substantia nigra Signup and view all the answers

Qual è una delle principali funzioni dell'adrenalina?

Regolazione cardiovascolare Signup and view all the answers

Quali enzimi sono principalmente coinvolti nel degrado delle catecolamine?

Monoamino ossidasi e catecol-O-metiltransferasi Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale della ricaptazione delle catecolamine?

Controllare i livelli di neurotrasmettitori Signup and view all the answers

Qual è l'effetto principale della cocaina sui neurotrasmettitori?

Bloccare il meccanismo di ricaptazione Signup and view all the answers

Quale enzima è coinvolto nella conversione della noradrenalina in adrenalina?

Feniletanolamina N-metiltransferasi Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla costante di spazio (λ)?

La costante di spazio aumenta quando la resistenza della membrana è alta. Signup and view all the answers

Qual è il principale effetto dell'inibizione delle sinapsi inibitorie?

Riduzione dell'attività neuronale. Signup and view all the answers

Quale neurotrasmettitore è un aminoacido comune nel cervello?

Glutammato Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale della pompa sodio-potassio?

Mantenere i gradienti ionici Signup and view all the answers

Cosa accade quando un neurone raggiunge il potenziale soglia?

I canali del sodio si aprono Signup and view all the answers

Cosa può causare l'azione del gas nervino sull'acetilcolinesterasi?

Paralisi muscolare Signup and view all the answers

Qual è un effetto delle alterazioni ioniche sulla funzione neuronale?

Alterazioni nella comunicazione neuronale Signup and view all the answers

Perché le sinapsi eccitatorie sono considerate asimmetriche?

Contengono molte proteine e recettori per amplificare il segnale. Signup and view all the answers

Quale fattore determina la resistenza interna (Ri) nei neuroni?

Il diametro del neurone. Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il potenziale di equilibrio di uno ione?

Il voltaggio in cui il flusso netto di ioni si arresta Signup and view all the answers

Quale tra questi neurotrasmettitori deriva da aminoacidi modificati?

Serotonina Signup and view all the answers

Quale evento caratterizza la ripolarizzazione della membrana?

Uscita degli ioni potassio Signup and view all the answers

In quali condizioni patologiche è rilevante il potenziale di membrana?

In diverse condizioni neurologiche e psichiatriche Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale degli astrociti nel sistema nervoso centrale (SNC)?

Fornire supporto strutturale e metabolico ai neuroni Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dell'acetilcolinesterasi nel sistema nervoso?

Degradare l'acetilcolina. Signup and view all the answers

Qual è la prima cosa che accade durante la depolarizzazione?

Gli ioni sodio entrano nella cellula Signup and view all the answers

Dove si trovano principalmente i neuroni piramidali?

Corteccia motoria primaria Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguarda le proteine di membrana?

Regolano il passaggio di ioni e molecole attraverso la membrana Signup and view all the answers

Quale dei seguenti è un'azione della pompa del calcio?

Espellere Ca++ dalla cellula Signup and view all the answers

Cos'è la mielinizzazione e quale cellula è responsabile in quest'area?

Un processo di isolamento delle fibre nervose, mediato dalle cellule di Schwann Signup and view all the answers

Quali canali ionici si aprono in risposta a variazioni elettriche?

Canali voltaggio-dipendenti Signup and view all the answers

Qual è la composizione principale della membrana neuronale?

Doppio strato fosfolipidico Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive correttamente la distribuzione ionica nella membrana neuronale?

Citosol negativo e fluido extracellulare positivo Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della microglia nel sistema nervoso centrale?

Fagocitare patogeni e rispondere a infezioni Signup and view all the answers

Study Notes

Corso di Fondamenti Anatomo Psicofisiologici

Il corso si intitola "Fondamenti Anatomo Psicofisiologici" e si concentra sull'introduzione alle neuroscienze cognitive.
Il docente è il Prof. Guglielmo Puglisi, dell'Università degli studi di Milano.

Programma

Il programma esplora le basi biologiche del comportamento, l'organizzazione del sistema nervoso centrale, le cellule gliali e i neuroni.
Vengono analizzate la membrana cellulare, i canali ionici, il potenziale di riposo, le correnti elettrotoniche, il potenziale d'azione, le sinapsi elettriche e chimiche, i neurotrasmettitori, la sinapsi neuromuscolare, i recettori sensoriali.
Il programma copre inoltre i riflessi del midollo spinale, le vie ascendenti della sensibilità somatica, le cortecce somatosensoriali, la percezione tattile, la vista (occhio e retina), la percezione visiva, la funzione uditiva, il controllo motorio corticale, il cervelletto (funzioni motorie e cognitive), i gangli della base, la formazione reticolare, il sonno, gli stati di coscienza, il sistema nervoso autonomo, l'ipotalamo, la connettomica, il linguaggio, l'attenzione, le emozioni e la motivazione.
È incluso anche lo studio della neuroplasticità.

Metodi Didattici

Le lezioni saranno frontali e il materiale didattico (articoli e slide) sarà disponibile online.

Testi di Riferimento

Bear M., Connor B., Paradiso M. (2016). Neuroscienze: Esplorando il cervello. Quarta Edizione. Edra.

Descrizione Neurofisiologica di un Semplice Processo

Il processo inizia con la trasmissione di un potenziale d'azione lungo i neuroni piramidali, che si propaga fino alla giunzione neuromuscolare.
Il rilascio di acetilcolina nelle vescicole sinaptiche attiva i recettori nicotinici sulla fibra muscolare, generando un potenziale di placca.
Questo potenziale attiva i recettori diidropiridinici e quelli rianodinici, liberando calcio dal reticolo sarcoplasmatico.
Il calcio lega la troponina, permettendo l'interazione tra actina e miosina, e causando l'attivazione dell'eminenza tenar.

Origini delle Neuroscienze

L'interesse per il cervello è risalente alla preistoria, come testimoniano le operazioni chirurgiche preistoriche sul cranio umano.
Gli antichi egizi consideravano il cuore la sede dell'anima.

Concezione del Cervello nell'Antica Grecia

Aristotele credeva che il cuore fosse il centro del pensiero, mentre il cervello solo un sistema di raffreddamento del sangue.
Ippocrate, invece, identificò il cervello come sede della sensazione e dell'intelligenza, (prime dissezioni).

Sviluppi durante l'Impero Romano

Galeno, figura chiave della medicina romana, basò le sue teorie sulla dissezione e l'osservazione clinica.
Considerava i ventricoli e i fluidi vitali come una macchina idraulica.
Le sue idee ebbero un'influenza duratura per circa 1500 anni.

Dal Rinascimento all'Ottocento

Andrea Vesalio migliorò la comprensione anatomica.
Cartesio formulò una teoria del corpo fluido meccanico, distinguendo mente/anima e corpo/comportamento animale.
L'epifisi/ghiandola pineale fu considerata un'interfaccia tra mente e corpo.

Sistema Nervoso Centrale e Periferico

L'anatomia del sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), il sistema nervoso periferico e la distinzione tra i due sistemi.
Sono identificati i lobi dell'encefalo (frontale, parietale, temporale, occipitale), il cervelletto e il tronco encefalico.
I processi neuroanatomici con l'analisi della struttura e funzione.

Il Cervello come Macchina Elettrica

Benjamin Franklin, nel 1751, studiò l'elettricità.
Luigi Galvani dimostrò che gli impulsi elettrici potevano attivare le fibre muscolari.

Dai Nervi alla Corteccia

Jean Pierre Florens sviluppò il metodo di ablazione sperimentale negli uccelli per studiare il ruolo del cervelletto nei movimenti.
La frenologia di Gall collegava i tratti comportamentali alle dimensioni delle parti del cranio.
Florens studiò la diffusione delle funzioni cerebrali.

La Nascita della Neuropsicologia

Paul Broca scoprì l'area del linguaggio nel cervello, contribuendo alla teoria localizzazionista.

Livelli di analisi in neuroscienze

Il livello molecolare e cellulare studia i neuroni e le sinapsi.
Il livello di sistema analizza i circuiti neurali complessi.
Il livello comportamentale e cognitivo studia comportamenti e processi mentali.

L'Assone

È il canale per la trasmissione di informazioni nel neurone.
Può variare da 1 mm a 1 metro di lunghezza.
Ha un diametro compreso fra 1 e 25 micrometri.
Il diametro maggiore corrisponde a una più alta velocità di conduzione dell'informazione.

Il Trasporto Assoplasmatico

Il trasporto anterogrado trasporta verso le terminazioni sinaptiche materiali utili alla loro funzione (neurotrasmettitori, enzimi, mitocondri).
Il trasporto retrogrado trasporta materiali da degradare o segnali molecolari dal citoplasma alle terminazioni.
Le proteine motrici kinesina e dineina sono importanti in questi processi, muovendosi rispettivamente lungo i microtubuli.

La Sinapsi

La sinapsi è il punto di contatto fra due neuroni, dove avviene la comunicazione.
Le sinapsi possono essere elettriche o chimiche.
Le sinapsi elettriche sono molto veloci, mentre le chimiche permettono una maggiore modulazione del segnale.
Il segnale elettrico genera il rilascio di neurotrasmettitori.
I neurotrasmettitori si legano ai recettori del neurone postsinaptico, generando un nuovo segnale elettrico.

I Dendriti

Sono prolungamenti ramificati dei neuroni che ricevono segnali da altri neuroni attraverso le spine dendritiche.
Hanno una forma, dimensione e quantità variabili, a seconda della loro funzione.
Raccolgono informazioni da altre sinapsi e le trasmettono al corpo cellulare per l'elaborazione.

Tipi di Neuroni

I neuroni sono classificati per numero di neuriti, lunghezza dell'assone, tipo di connessioni e tipo di dendriti.
Vengono distinti neuroni unipolari, bipolari e multipolari.
Neuroni di Golgi tipo I/II a seconda della lunghezza dell'assone
Neuroni sensoriali, motori e interneuroni si distinguono per le loro funzioni e connessioni.

La Glia

Gli astrociti forniscono supporto strutturale e metabolico ai neuroni.
Gli oligodendrociti formano la guaina mielinica nel SNC.
Le cellule di Schwann formano la guaina mielinica nel SNP.
La mielinizzazione aumenta la velocità di conduzione dell'impulso nervoso, isolando l'assone.
Microglia sono cellule immunitarie che proteggono il SNC da agenti patogeni.

Raccolta, distribuzione, integrazione, comportamento

Questo paragrafo descrive come le informazioni provengono dalla periferia e vengono elaborate a livello centrale (midollo spinale/cervello).
Raccolta delle informazioni sensoriali, distribuzione con vie specifiche, integrazione a livello centrale, output comportamentale (es. riflesso).

La Membrana Neuronale

La membrana è un doppio strato fosfolipidico che separa l'interno dall'esterno della cellula.
Presenta proteine di membrana (membrana selettiva) che regolano il passaggio di ioni.
Esistono distribuzioni ioniche asimmetriche, con citosol negativo e fluido extracellulare positivo.

Le Proteine di Membrana

Proteine di membrana svolgono ruoli cruciali nel trasporto di ioni e molecole attraverso la membrana, comunicazione cellulare.
Canali ionici sono selettivi per alcuni ioni come Na+, K+, Ca++, Cl-.
Canali voltaggio-dipendenti si aprono in risposta a variazioni di voltaggio.
Canali ligando-dipendenti si aprono quando raggiungono un determinato ligando.
Pompe ioniche, come la pompa Na+/K+, mantengono il potenziale di membrana.

Principi di diffusione e gradiente di concentrazione

Ioni e molecole si muovono da zone ad alta concentrazione a zone a bassa concentrazione (diffusione).
Il gradiente di concentrazione è la differenza di concentrazione tra due zone.
I canali ionici permettono lo spostamento degli ioni attraverso la membrana.

Corrente elettrica (legge di Ohm)

La corrente elettrica è la quantità di cariche elettriche che fluiscono.
La corrente dipende dal potenziale elettrico (differenza di carica tra due punti) e dalla conduttanza (opposto della resistenza).

Potenziale di equilibrio e equazione di Nernst

Un potenziale di equilibrio è un potenziale di membrana che bilancia il gradiente di concentrazione di uno ione.
L'equazione di Nernst calcola il potenziale di equilibrio di un ione.

La differente distribuzione di ioni (Pompe ioniche)

Le pompe ioniche sono responsabili del mantenimento dei gradienti ionici attraverso la membrana.
La pompa sodio-potassio trasporta Na+ fuori e K+ dentro la cellula.
La pompa del Ca++ trasporta Ca++ fuori dalla cellula.

Implicazioni cliniche del potenziale di membrana

Alterazioni nei potenziali di membrana possono causare patologie neurologiche, come epilessia, schizofrenia, emicrania.
Le conoscenze sul potenziale di membrana permettono la messa a punto di trattamenti terapeutici.

Potenziale d'azione

Un potenziale d'azione è un rapido cambiamento del potenziale di membrana che viaggia lungo l'assone del neurone.
Si verifica quando un neurone viene stimolato abbastanza da raggiungere un determinato valore di soglia, causando l'apertura di canali ionici sensibili al voltaggio.
La depolarizzazione è causata dall'ingresso di Na+, la ripolarizzazione dall'uscita di K+.

La Depolarizzazione fa aprire i Canali Na+

La depolarizzazione è un cambiamento del potenziale di membrana che determina l'apertura dei canali del sodio (Na+) voltaggio-dipendenti.
I canali del sodio voltaggio-dipendenti hanno un sensore di voltaggio; quando la membrana è depolarizzata, questo sensore si apre e permette l'ingresso di ioni sodio.

Basi molecolari del potenziale d'azione

Soglia di depolarizzazione per l'apertura dei canali del sodio voltaggio-dipendenti.
Fase ascendente: depolarizzazione causata dall'ingresso rapido di ioni sodio.
Fase discendente: ripolarizzazione causata dall'uscita di ioni potassio e dall'inattivazione dei canali del sodio.

Trasmissione del pda lungo l'assone

La trasmissione del potenziale d'azione (pda) lungo l'assone è influenzata dal periodo refrattario, dalla conduzione ortodromica, dalla conduttanza e dal diametro dell'assone stesso.
La conduzione saltatoria, nei neuroni mielinizzati, accelera la velocità della trasmissione, saltando fra i nodi di Ranvier.

L'origine del processo di depolarizzazione: La trasmissione sinaptica

Le sinapsi sono i punti di connessione tra neuroni.
Le sinapsi elettriche permettono la trasmissione diretta del segnale elettrico tramite giunzioni comunicanti.
Le sinapsi chimiche utilizzano neurotrasmettitori, che vengono rilasciati nella fessura sinaptica e si legano ai recettori del neurone postsinaptico, innescando un nuovo segnale.

Sinapsi elettrica

Le sinapsi elettriche sono formate da giunzioni comunicanti che permettono il passaggio diretto di ioni e piccole molecole tra le cellule.
La trasmissione è bidirezionale e molto veloce.
Le sinapsi elettriche sono importanti per la sincronizzazione dell'attività neuronale, come nel caso di fenomeni come i riflessi e il ritmo cardiaco.

Sinapsi chimiche

Le sinapsi chimiche utilizzano i neurotrasmettitori per comunicare tra neuroni.
I neurotrasmettitori sono rilasciati nella fessura sinaptica, dove si legano ai recettori postsinaptici, influenzando l'attività del neurone post-sinaptico.

La giunzione neuromuscolare

La giunzione neuromuscolare è il contatto tra un neurone motorio e una fibra muscolare.
Il neurone rilascia acetilcolina che attiva la contrazione muscolare nella fibra postsinaptica.

I Protagonisti della Sinapsi Chimica: i Neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori sono molecole che mediano la comunicazione fra neuroni, suddivisi in tre categorie principali: aminoacidi, amine e peptidi.
I neuroni colinergici rilasciano acetilcolina, mentre quelli catecolaminergici rilasciano dopamina, noradrenalina e adrenalina.

Rilascio del Neurotrasmettitore

L'ingresso del calcio nelle terminazioni sinaptiche causa il rilascio di neurotrasmettitori nelle fessure sinaptiche attraverso il processo di esocitosi.
Attraverso l'endocitosi, le vescicole sinaptiche vengono riciclate e rifornite di neurotrasmettitori.

Recettori per Neurotrasmettitori

I recettori per neurotrasmettitori sono proteine di membrana che legano i neurotrasmettitori.
I canali ionici trasmettitori-dipendenti (ionotropici) aprono e chiudono i canali per permettere agli ioni di entrare o uscire dalla cellula.
I recettori accoppiati alla proteina G (metabotropici) attivano una cascata di eventi intracellulari.

L'importanza del recupero dei Neurotrasmettitori

L'eliminazione dei neurotrasmettitori dallo spazio sinaptico termina l'attività post-sinaptica.
La ricaptazione o la degradazione dei neurotrasmettitori previene una loro eccessiva o continuata attivazione.

Sommazione dei Potenziali Postsinaptici Eccitatori (PPSE)

La sommazione spaziale di PPSE si verifica quando più sinapsi eccitatorie si attivano simultaneamente.
La sommazione temporale di PPSE si verifica quando la stessa sinapsi si attiva in rapida successione.

Costante di Spazio

La costante di spazio (λ) indica quanto lontano un segnale elettrico può propagarsi lungo un assone senza diminuire di intensità.
Maggiore è la costante di spazio, maggiore è la velocità di propagazione.
La resistenza della membrana e la resistenza interna dell'assone influenzano la costante di spazio.

Sinapsi inibitorie o eccitatorie

Le sinapsi inibitorie causano un'iperpolarizzazione nella membrana postsinaptica, rendendo più difficile la generazione di un potenziale d'azione.
Le sinapsi eccitatorie causano una depolarizzazione nella membrana postsinaptica, rendendo più probabile la generazione di un potenziale d'azione.
Le specializzazioni di membrana si dividono tra asimmetriche (eccitatorie) e simmetriche (inibitorie), con caratteristiche differenti di struttura e funzione.

I sistemi neurotrasmettitoriali

I sistemi neurotrasmettitoriali comprendono diversi neurotrasmettitori coinvolti in varie funzioni cerebrali.
Vengono classificati in base alla loro struttura chimica (aminoacidi, ammine, peptidi), localizzazione e funzioni (eccitatorie o inibitorie).
Il principio di Dale afferma generalmente che ogni neurone produce lo stesso neurotrasmettitore in tutte le sinapsi.

Neurofarmacologia

Gli agonisti dei recettori imitano l'azione del neurotrasmettitore, mentre gli antagonisti la bloccano.
È importante conoscere l'interazione dei neurotrasmettitori con i loro recettori per la comprensione di molte patologie.

Neuroni colinergici

I neuroni colinergici rilasciano acetilcolina (ACh) come neurotrasmettitore nelle sinapsi.
La ACh viene sintetizzata a partire da colina e acetil-CoA.
L'ACh viene immagazzinata nelle vescicole sinaptiche e rilasciata per esocitosi.
L'acetilcolinesterasi (AChE) degrada l'ACh nello spazio sinaptico.

Neuroni catecolaminergici

I neuroni catecolaminergici rilasciano dopamina, noradrenalina e adrenalina.
Le catecolamine derivano dall'amminoacido tirosina.
Queste sostanze vengono sintetizzate ed eliminate nel neurone presinaptico.

Smaltimento delle catecolamine

Le catecolamine vengono eliminate dallo spazio sinaptico tramite ricaptazione, degradazione enzimatica (monoamino ossidasi e catecol-O-metiltransferasi).
Il blocco della ricaptazione dei neurotrasmettitori causa effetti eccitatori prolungati come nella cocaina.

Neuroni serotoninergici

I neuroni serotoninergici rilasciano serotonina (5-HT).
La serotonina è sintetizzata dall'amminoacido triptofano (5-HTP).
Viene riciclato nel neurone presinaptico e degradata dall'enzima monoamino ossidasi (MAO).
Gli inibitori della ricaptazione della serotonina (SSRI) aumentano la disponibilità di serotonina nello spazio sinaptico (terapia per la depressione).

Neuroni aminoacidergici

I neuroni aminoacidergici rilasciano glutammato (eccitatorio), GABA (inibitorio) e glicina (inibitorio).
Il glutammato è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del cervello, mentre GABA e glicina sono inibitori.

Gli Endocannabinoidi

Gli endocannabinoidi sono molecole lipidiche sintetizzate a livello postsinaptico in risposta a una depolarizzazione.
Gli endocannabinoidi diffondono verso la membrana presinaptica e si legano ai recettori CB1, inibendo il rilascio dei neurotrasmettitori.
Sono importanti per il controllo del dolore, della memoria e della risposta allo stress.

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