La trasmissione sinaptica

Le sinapsi elettriche sono un tipo di sinapsi che consentono il passaggio diretto del segnale elettrico tra due neuroni.

Nella sinapsi elettrica, i neuroni sono connessi da strutture specializzate chiamate giunzioni comunicanti, che consentono al citoplasma di entrambi i neuroni di essere in contatto diretto.

Le sinapsi elettriche sono caratterizzate da una distanza molto ridotta tra i due neuroni, solo 2-4 nm.

Le giunzioni comunicanti sono costituite da connessoni, che sono formati da 6 proteine chiamate connessine.

I canali dei connessoni sono più ampi dei canali ionici tradizionali, consentendo il passaggio di ioni e piccole molecole organiche.

La sinapsi elettrica è estremamente rapida e bidirezionale, il segnale può viaggiare in entrambe le direzioni.

Le sinapsi elettriche sono spesso coinvolte in azioni riflesse, come il riflesso del ginocchio.

L'apertura e la chiusura dei canali dei connessoni sono regolate dal pH intracellulare e dagli ioni calcio.

Gli elementi che compongono una sinapsi chimica sono il terminale assonico (presinaptico), lo spazio sinaptico e la membrana postsinaptica.

Lo spazio sinaptico è una fessura di circa 20-50 nm che separa le membrane pre e post sinaptica. È circa 10 volte più ampio dello spazio tra le giunzioni comunicanti.

Il terminale assonico è il punto finale dell'assone, dove vengono rilasciati i neurotrasmettitori.

La membrana postsinaptica è la membrana del neurone ricevente, dove si trovano i recettori per i neurotrasmettitori.

Sono vescicole di circa 50 nm che contengono il neurotrasmettitore. Sono presenti nel terminale assonico.

Sono vescicole più grandi (circa 100 nm) che contengono proteine solubili. Sono presenti nel terminale assonico.

Le sinapsi asimmetriche o sinapsi di Tipo I di Gray sono caratterizzate da una densità postsinaptica più spessa rispetto alla pre-sinaptica ed è spesso associata a un'azione eccitatoria.

Le sinapsi simmetriche o sinapsi di Tipo II di Gray presentano una densità simile tra la pre e la post sinaptica ed è spesso associata a un'azione inibitoria.

La sinapsi chimica è un tipo di sinapsi in cui un neurone pre-sinaptico rilascia un messaggero chimico (neurotrasmettitore), che attraversa la fessura sinaptica e si lega a recettori specializzati sulla membrana post-sinaptica, modificandone la permeabilità agli ioni o attivando diverse vie metaboliche.

Il potenziale post-sinaptico (PPS) è il cambiamento di potenziale nella membrana del neurone post-sinaptico causato dall'interazione del neurotrasmettitore con i suoi recettori.

La giunzione neuromuscolare è la sinapsi specifica tra un motoneurone nel midollo spinale e una fibra muscolare scheletrica.

La placca motrice è la membrana post-sinaptica della giunzione neuromuscolare. È caratterizzata da pieghe ricche di recettori per il neurotrasmettitore.

I neurotrasmettitori sono messaggeri chimici rilasciati dai neuroni per comunicare con altri neuroni o cellule.

I neurotrasmettitori a basso peso molecolare sono generalmente piccole molecole di aminoacidi o amine che mediano reazioni rapide e specifiche.

I neurotrasmettitori ad alto peso molecolare sono neuropeptidi che tendono a modulare funzioni lente e continue.

I neurotrasmettitori si legano a recettori specifici sulla membrana post-sinaptica, modificando le proprietà elettriche della cellula post-sinaptica.

I recettori metabotropici sono recettori che, una volta legati al neurotrasmettitore (NT), attivano una cascata di eventi intracellulari che alla fine modificano l'attività di una proteina bersaglio.

La subunità Gα della proteina G si lega al GTP e si dissocia dall'eterodimero Gβ-Gγ, liberando entrambe le subunità per interagire con proteine bersaglio.

Il GTP si trasforma in GDP sulla subunità Gα, riducendo la sua attività e causandone il riassemblaggio con l'eterodimero Gβ-Gγ.

La proteina G può modulare l'attività di un canale ionico direttamente o indirettamente, attraverso un enzima e un secondo messaggero.

I recettori metabotropici possono innescare diverse risposte cellulari attraverso l'attivazione di enzimi e secondi messaggeri, che diffondono nel citosol.

I recettori metabotropici sono responsabili di risposte lente, con un ritardo di decine o centinaia di millisecondi.

Alcune sinapsi hanno sia recettori ionotropici che metabotropici, mentre altre hanno solo recettori metabotropici.

I neuropeptidi, una classe di neurotrasmettitori, hanno solo recettori metabotropici.

La somma degli effetti di più input sinaptici che arrivano in punti diversi del neurone, come soma e dendriti.

La somma degli effetti di più input sinaptici che arrivano nello stesso punto del neurone, ma in rapida successione.

Un impulso sinaptico eccitatorio che depolarizza la membrana postsinaptica.

Un impulso sinaptico inibitorio che iperpolarizza la membrana postsinaptica.

Il processo di integrazione dei segnali sinaptici che determina se il neurone postsinaptico genera o meno un potenziale d'azione.

Quando un neurone rilascia un neurotrasmettitore che inibisce il rilascio di un altro neurotrasmettitore.

La corrente postsinaptica si diffonde attraverso il dendrite e il soma del neurone.

L'ingresso di ioni cloro (Cl-) attraverso i canali ionici aperti inibisce la depolarizzazione, rendendo più difficile che il neurone raggiunga la soglia di attivazione.

L'efficacia di una sinapsi eccitatoria nel generare un potenziale d'azione dipende dalla distanza della sinapsi dal cono di emergenza dell'assone e dalle proprietà del dendrite.

La diminuzione dell'ampiezza del PPSE (Potenziale Postsinaptico Eccitatorio) all'aumentare della distanza dalla sinapsi. Questo fenomeno è dovuto alla perdita di corrente ionica che attraversa la membrana.

Un valore che descrive quanto lontano la depolarizzazione può propagarsi lungo un dendrite o un assone prima di dissiparsi, corrispondente al punto in cui la depolarizzazione è circa il 37% di quella iniziale.

La resistenza al flusso di corrente longitudinale all'interno del dendrite.

La resistenza al flusso di corrente che attraversa la membrana del dendrite.

Ogni neurone riceve migliaia di input sinaptici, ma fornisce un solo output, che è il risultato dell'integrazione di tutti i segnali eccitatori e inibitori.

La somma delle correnti elettrotoniche, derivanti dai potenziali postsinaptici, influenza il potenziale di membrana del cono di emergenza, determinando la generazione del potenziale d'azione e la sua frequenza.

La frequenza dei potenziali d'azione è determinata dal livello di depolarizzazione al cono di emergenza, che è influenzato dall'integrazione dei segnali sinaptici.