Neuroscienze: Trasmissione Sinaptica
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Questions and Answers

Quale scienziato non ha ricevuto il Premio Nobel nel 1963 per le scoperte sui meccanismi ionici nei neuroni?

  • Alan Lloyd Hodgkin
  • Santiago Ramón y Cajal (correct)
  • Sir John Carew Eccles
  • Andrew Fielding Huxley

Qual è il termine corretto per lo spazio fisico che separa le cellule comunicanti in una sinapsi?

  • Membrane plasmatica
  • Spazio interneuronale
  • Giunzione gap
  • Spazio sinaptico o fessura sinaptica (correct)

Quale delle seguenti strutture è caratteristica di una sinapsi chimica e non di una sinapsi elettrica?

  • Membrana plasmatica della cellula presinaptica
  • Vescicole che rilasciano neurotrasmettitore (correct)
  • Giunzioni gap
  • La membrana plasmatica della cellula postsinaptica

Come vengono trasmessi gli impulsi in una sinapsi elettrica?

<p>Attraverso il flusso diretto di ioni via giunzioni gap (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo principale dei neurotrasmettitori nella trasmissione sinaptica?

<p>Trasmettere informazioni tra neuroni (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la distanza approssimativa della fessura sinaptica in una sinapsi chimica?

<p>20-50 nm (A)</p> Signup and view all the answers

In quale tipo di sinapsi le membrane plasmatiche delle cellule presinaptiche e postsinaptiche sono in contatto diretto?

<p>Sinapsi elettrica (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti caratteristiche descrive meglio una sinapsi elettrica?

<p>Connessione diretta tramite giunzioni gap e flusso di ioni (D)</p> Signup and view all the answers

Quale tipo di sinapsi è generalmente inibitoria e presenta specializzazioni di membrana con uno spessore simile?

<p>Sinapsi simmetrica di tipo II di Gray (A)</p> Signup and view all the answers

Quale scienziato ha dimostrato la natura chimica della trasmissione nervosa utilizzando due cuori di rana?

<p>Otto Loewi (B)</p> Signup and view all the answers

Quale neurotrasmettitore è stato identificato nell'esperimento di Otto Loewi come responsabile del rallentamento del battito cardiaco?

<p>Acetilcolina (D)</p> Signup and view all the answers

In quale tipo di sinapsi l'azione potenziale passa direttamente dalla cellula presinaptica a quella postsinaptica?

<p>Sinapsi elettrica (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il processo attraverso il quale i neurotrasmettitori vengono rilasciati nella sinapsi chimica?

<p>Esocitosi (B)</p> Signup and view all the answers

Quale tipo di neurotrasmettitori, generalmente, media reazioni rapide?

<p>Neurotrasmettitori a basso peso molecolare (amminoacidi e ammine) (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa caratterizza la giunzione neuromuscolare rispetto ad altre sinapsi?

<p>Presenza di una placca motrice (membrana postsinaptica) con pieghe ricche di recettori (C)</p> Signup and view all the answers

Quale funzione tendono a modulare i neurotrasmettitori ad alto peso molecolare (neuropeptidi)?

<p>Funzioni lente e continue (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio una caratteristica generale dei neurotrasmettitori?

<p>Si legano ai recettori sulla membrana postsinaptica e tendono ad alterare le proprietà elettriche della cellula postsinaptica. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti neurotrasmettitori appartiene alla categoria delle ammine?

<p>Acetilcolina (C)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti processi NON fa parte del ciclo di attività dei neurotrasmettitori?

<p>Degradazione enzimatica nel citoplasma cellulare. (D)</p> Signup and view all the answers

Dove avviene principalmente la sintesi dei neurotrasmettitori a basso peso molecolare?

<p>Nel citosol del terminale assonico. (C)</p> Signup and view all the answers

Come vengono trasportati gli enzimi necessari per la sintesi dei neurotrasmettitori a basso peso molecolare?

<p>Attraverso il trasporto assonico. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale processo permette l'incorporazione dei neurotrasmettitori nelle vescicole sinaptiche?

<p>Trasporto attivo secondario di tipo antiporto. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la dimensione approssimativa delle vescicole presinaptiche?

<p>50 nm. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale meccanismo principale viene utilizzato per rimuovere rapidamente i neurotrasmettitori dallo spazio sinaptico?

<p>Riassorbimento nella membrana pre o postsinaptica e da parte degli astrociti. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale della V-ATPase nelle vescicole presinaptiche?

<p>Mantenere il gradiente elettrochimico di H+ necessario per l'ingresso dei neurotrasmettitori (A)</p> Signup and view all the answers

Quale ruolo hanno i canali del calcio (Ca2+) nel processo di rilascio dei neurotrasmettitori?

<p>Sono necessari per il passaggio delle vescicole dal pool di riserva a quello di rilascio e per l'esocitosi (A)</p> Signup and view all the answers

Dove vengono sintetizzati i neurotrasmettitori ad alto peso molecolare come i neuropeptidi?

<p>Nel reticolo endoplasmatico rugoso (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è la principale differenza tra le vescicole sinaptiche e i granuli secretori nel rilascio dei neurotrasmettitori?

<p>Le vescicole sinaptiche rilasciano neurotrasmettitori a basso peso molecolare, mentre i granuli secretori rilasciano neuropeptidi (B)</p> Signup and view all the answers

Quali proteine sono direttamente coinvolte nell'interazione che porta all'esocitosi delle vescicole sinaptiche?

<p>V-SNARE e t-SNARE (B)</p> Signup and view all the answers

Dove si trova la proteina t-SNARE?

<p>Sulla membrana presinaptica a livello delle zone attive (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio il 'pool di riserva' delle vescicole sinaptiche?

<p>Vescicole legate al citoscheletro, lontane dalla membrana presinaptica (A)</p> Signup and view all the answers

In che modo le vescicole del pool di riserva si rendono disponibili per il rilascio?

<p>Attraverso un aumento di Ca2+ nel terminale presinaptico (B)</p> Signup and view all the answers

Quale ione è fondamentale per l'esocitosi delle vescicole sinaptiche nel terminale presinaptico?

<p>Calcio (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP)?

<p>Un avvicinamento del potenziale di membrana al valore soglia. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale processo è responsabile del ritardo postsinaptico?

<p>La diffusione del neurotrasmettitore attraverso la fessura sinaptica. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica dei potenziali postsinaptici (PSP) rispetto ai potenziali d'azione?

<p>I PSP sono potenziali graduati, mentre i potenziali d'azione non lo sono. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa provoca un potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP)?

<p>L'uscita di ioni potassio o l'ingresso di ioni cloro nella cellula. (A)</p> Signup and view all the answers

In una sinapsi eccitatoria, quali ioni entrano nel neurone postsinaptico al legame con il neurotrasmettitore?

<p>Sia ioni sodio (Na+) che ioni potassio (K+). (D)</p> Signup and view all the answers

Quale sequenza descrive accuratamente le fasi del rilascio del neurotrasmettitore?

<p>Arrivo del potenziale d'azione, ingresso di calcio, esocitosi, diffusione nella fessura. (D)</p> Signup and view all the answers

Come sono definiti i potenziali postsinaptici riguardo all'ampiezza e alla sommazione?

<p>Hanno un'ampiezza variabile e sono sommabili. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto principale dei neurotrasmettitori nelle sinapsi inibitorie?

<p>Iperpolarizzazione della membrana postsinaptica e diminuzione della probabilità di generare un potenziale d'azione. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti neurotrasmettitori è principalmente associato alle sinapsi eccitatorie?

<p>Glutamato. (D)</p> Signup and view all the answers

Come agisce l'acetilcolina nelle sinapsi eccitatorie rispetto a quelle inibitorie?

<p>Nelle sinapsi eccitatorie media la contrazione dei muscoli scheletrici; in quelle inibitorie, rallenta la contrazione dei muscoli cardiaci. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la costante di spazio in un neurone?

<p>La distanza alla quale il potenziale si riduce al 37% del suo valore originale. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti fattori non influenza la costante di spazio?

<p>Il tipo di recettore presente nella membrana post-sinaptica. (C)</p> Signup and view all the answers

Come influenza la resistenza della membrana (Rm) la costante di spazio?

<p>Una Rm alta aumenta la costante di spazio e l'efficienza della sinapsi (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa determina la resistenza interna (Ri) di un dendrite?

<p>Il diametro del dendrite e le proprietà elettriche del citoplasma. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa causa la dissipazione della corrente (decadimento dell'EPSP) mentre si propaga lungo un dendrite?

<p>Il decadimento del potenziale mentre la corrente si allontana dalla sinapsi. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Sinapsi

Un'area specializzata di contatto tra neuroni dove comunicano tra loro o con un'altra cellula (muscolo o ghiandola). Il neurone che invia il segnale è definito presinaptico mentre quello che riceve è definito postsinaptico. Lo spazio che separa fisicamente le due cellule in comunicazione è lo spazio intersinaptico o fessura sinaptica.

Sinapsi elettrica

Un tipo di sinapsi in cui le membrane plasmatiche del neurone presinaptico e postsinaptico sono in diretto contatto. Le giunzioni serrate collegano le due membrane e permettono il passaggio diretto dell'impulso.

Sinapsi chimica

Un tipo di sinapsi in cui le membrane plasmatiche del neurone presinaptico e postsinaptico sono separate da uno spazio intersinaptico. Il segnale è trasportato da neurotrasmettitori che si legano a recettori specifici sul neurone postsinaptico.

Neurotrasmettitori

Sostanze sintetizzate nel neurone presinaptico che trasmettono informazioni tra neuroni.

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Giunzione serrata

La struttura che connette le membrane plasmatiche dei neuroni in una sinapsi elettrica. Permette il passaggio diretto degli ioni e del segnale.

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Spazio intersinaptico

Lo spazio che separa le membrane plasmatiche dei neuroni in una sinapsi chimica. I neurotrasmettitori attraversano questo spazio per raggiungere i recettori sul neurone postsinaptico.

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Membrana presinaptica

La membrana cellulare del neurone presinaptico, da cui vengono rilasciati i neurotrasmettitori.

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Membrana postsinaptica

La membrana cellulare del neurone postsinaptico, che riceve il segnale dal neurotrasmettitore.

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Caratteristiche generali dei neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori sono sintetizzati in modo diverso e hanno diverse condizioni di rilascio. Si legano ai recettori sulla membrana postsinaptica e tendono ad alterare le proprietà elettriche della cellula postsinaptica.

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Neurotrasmettitori a basso peso molecolare

Piccole molecole organiche che agiscono come neurotrasmettitori, come gli amminoacidi, le amine e le purine.

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Sintesi di neurotrasmettitori a basso peso molecolare

I neurotrasmettitori a basso peso molecolare vengono sintetizzati nel citosol del terminale assonico, dove vengono poi trasportati attivamente all'interno delle vescicole.

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Rilascio di neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori vengono rilasciati nella fessura sinaptica tramite esocitosi delle vescicole.

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Vescicole

Le vescicole sono piccole sacche che contengono i neurotrasmettitori e vengono prodotte nel corpo cellulare.

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Interazione con i recettori

I neurotrasmettitori interagiscono con recettori specifici sulla membrana postsinaptica, innescando un cambiamento nelle proprietà elettriche della cellula postsinaptica.

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Rimozione dei neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori vengono rimossi dalla sinapsi tramite riassorbimento o degradazione enzimatica.

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Sintesi nel terminale assonico

I neurotrasmettitori a basso peso molecolare sono sintetizzati nel terminale assonico usando molecole precursori. Gli enzimi necessari per questa sintesi vengono trasportati dal corpo cellulare.

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Sinapsi Gray Simmetrica

Una sinapsi in cui le specializzazioni della membrana hanno uno spessore simile, sono classificate come sinapsi simmetriche o di tipo II Gray e sono generalmente inibitorie.

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Esperimento di Loewi

Otto Loewi dimostrò la natura chimica della trasmissione nervosa usando due cuori di rana. Stimolando elettricamente un cuore, ha osservato un rallentamento del battito cardiaco e ha dimostrato che la sostanza rilasciata dal cuore stimolato elettricamente poteva rallentare un secondo cuore quando il liquido circostante era trasferito.

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Giunzione Neuromuscolare

La sinapsi tra i motoneuroni del midollo spinale e le fibre muscolari dei muscoli scheletrici.

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Placca Motrice

La membrana postsinaptica nella giunzione neuromuscolare, ricca di pieghe e recettori per il neurotrasmettitore.

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Pompa Protonica (V-ATPasi)

Le proteine che causano l'ingresso del neurotrasmettitore, sfruttando il gradiente elettrochimico degli ioni H+ generato e mantenuto da una pompa protonica (V-ATPasi), presente sulla membrana vescicolare.

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Deposito di Riserva

Queste vescicole sono localizzate lontano dalla membrana presinaptica, legate al citoscheletro. Quando le vescicole del pool di rilascio vengono esocitate, le vescicole del deposito di riserva possono essere rilasciate dal citoscheletro e indirizzate verso le zone attive, per sostituire le vescicole del pool di rilascio.

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Deposito di Rilascio

Queste vescicole sono localizzate vicino alla membrana presinaptica, in corrispondenza delle zone attive e sono disponibili per l'esocitosi.

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Ruolo del Calcio (Ca2+)

L'aumento del Ca2+ nel terminale presinaptico regola il passaggio delle vescicole dal pool di riserva al pool di rilascio, provocando anche l'esocitosi delle vescicole.

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Neurotrasmettitori ad Alto Peso Molecolare

Frammenti di catene polipeptidiche più lunghe, sintetizzate nel reticolo endoplasmatico rugoso.

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Sintesi dei Neurotrasmettitori ad Alto Peso Molecolare

La catena viene scissa dall'azione di enzimi (proteasi) che generano frammenti più piccoli, alcuni dei quali costituiscono il neuropeptide in sé o il suo precursore, che vengono impacchettati in granuli secretori, i quali si formano dal Golgi.

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V-SNARE

Una classe di proteine associate alla membrana vescicolare.

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t-SNARE

Una classe di proteine legate alla membrana plasmatica presinaptica a livello delle zone attive.

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Sinapsi eccitatoria

È il processo che porta la membrana postsinaptica a depolarizzare e ad aumentare la probabilità di generare un potenziale d'azione nel neurone postsinaptico.

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Sinapsi inibitoria

È il processo che porta la membrana postsinaptica a iperpolarizzare e a diminuire la probabilità di generare un potenziale d'azione nel neurone postsinaptico.

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Glutammato

Un neurotrasmettitore che si trova principalmente nelle sinapsi eccitatorie.

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GABA

Un neurotrasmettitore che si trova principalmente nelle sinapsi inibitorie.

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Efficienza sinaptica

La capacità di una sinapsi eccitatoria di produrre un potenziale d'azione dipende dalla distanza della sinapsi rispetto all'assone e dalle proprietà del dendrite.

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Costante di spazio

Il valore costante di spazio indica la distanza a cui il potenziale cala al 37% del suo valore originale.

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Resistenza di membrana (Rm)

La resistenza che incontra il flusso di corrente attraverso la membrana.

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Resistenza interna (Ri)

La resistenza che incontra il flusso di corrente longitudinalmente all'interno del dendrite.

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Rilascio del neurotrasmettitore

Il neurotrasmettitore viene rilasciato dalla terminazione presinaptica e si diffonde nella fessura sinaptica.

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Arrivo del potenziale d'azione

Il potenziale d'azione arriva alla terminazione presinaptica, diffondendosi lungo l'assone.

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Apertura dei canali del calcio

I canali del calcio voltaggio-dipendenti si aprono, permettendo al calcio di entrare nel neurone.

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Apertura dei canali del calcio

I canali del calcio voltaggio-dipendenti si aprono, permettendo al calcio di entrare nel neurone.

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Ritardo postsinaptico

È il tempo che intercorre tra la comparsa di un potenziale d'azione alla terminazione assonica e la generazione del potenziale postsinaptico.

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Potenziale postsinaptico

Le variazioni del potenziale di membrana (potenziale postsinaptico) sono indotte dal legame dei neurotrasmettitori ai loro specifici recettori.

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Potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP)

Il potenziale di membrana si avvicina alla soglia.

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Potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP)

Il potenziale di membrana si allontana dalla soglia.

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Study Notes

Introduzione alla trasmissione sinaptica

  • Sir John Carew Eccles, Alan Hodgkin e Andrew Huxley hanno ricevuto il Premio Nobel per le loro scoperte sui meccanismi ionici nell'eccitazione e inibizione delle cellule nervose.
  • Le sinapsi sono le zone di contatto specializzate tra i neuroni, o tra neuroni e altre cellule (muscolari o ghiandolari).
  • Le sinapsi possono essere elettriche o chimiche, differenziandosi per la struttura e il meccanismo di comunicazione tra le cellule.

Differenze tra sinapsi elettriche e chimiche

  • Sinapsi elettriche: Le membrane delle cellule presinaptiche e postsinaptiche sono a stretto contatto, permettendo il passaggio del segnale ionico direttamente. Le giunzioni comunicanti (o giunzioni serrate) collegano i due citoplasmi. Questo tipo di sinapsi è molto rapido e bidirezionale.
  • Sinapsi chimiche: Le membrane presinaptica e postsinaptica sono separate da una fessura sinaptica. Le cellule comunicano tramite la liberazione di neurotrasmettitori, che diffondono attraverso la fessura e si legano a recettori sulla membrana postsinaptica. Questo tipo di sinapsi è più lento ma più modulabile delle sinapsi elettriche.

Struttura delle sinapsi chimiche

  • L'elemento presinaptico: Terminale assonico contenente vescicole sinaptiche piene di neurotrasmettitore.
  • Lo spazio sinaptico/fessura sinaptica: Lo spazio che separa l'elemento presinaptico dall'elemento postsinaptico.
  • L'elemento postsinaptico: Dendrite, soma o assone della cellula ricevente, con recettori per il neurotrasmettitore.

Neurotrasmettitori

  • Le sostanze chimiche che mediano la trasmissione del segnale nella sinapsi chimica sono i neurotrasmettitori.
  • Possono essere a basso peso molecolare (amminoacidi, amine) o ad alto peso molecolare (neuropeptidi).
  • I neurotrasmettitori vengono immagazzinati nelle vescicole sinaptiche e rilasciati per esocitosi in risposta ad un potenziale d'azione.
  • Il neurotrasmettitore si lega ai recettori postsinaptici, modificando la permeabilità della membrana alla conduzione di ioni.

Meccanismo di Rilascio Vescicolare

  • Proteine v-SNARE e t-SNARE: partecipano al processo di fusione tra membrana vescicolare e membrana presinaptica per rilasciare le molecole di neurotrasmettitore.
  • Ioni Ca2+: fondamentali per il rilascio del neurotrasmettitore.

Recettori postsinaptici

  • Recettori ionotropici: Sono canali ionici che si aprono o chiudono in risposta al ligando (neurotrasmettitore). Determinano una risposta veloce, come nel caso dell'apertura dei canali per Na+ o Cl-.
  • Recettori metabotropici: Sono recettori accoppiati a proteine G, che possono attivare o inibire l'apertura di canali ionici o una cascata di secondi messaggeri, per una risposta più lenta e complessa.

Potenziale postsinaptico

  • Il potenziale postsinaptico è la variazione del potenziale di membrana della cellula postsinaptica in seguito alla liberazione e al legame del neurotrasmettitore con il recettore.
  • Il potenziale postsinaptico eccitatorio (PPSE) depolarizza la cellula, aumentando la probabilità di generare un potenziale d'azione.
  • Il potenziale postsinaptico inibitorio (PPSI) iperpolarizza la cellula, riducendo la probabilità di generare un potenziale d'azione.

Inattivazione del Neurotrasmettitore

  • Il neurotrasmettitore deve essere eliminato dallo spazio sinaptico per permettere la successiva trasmissione del segnale. Questo avviene per ricaptazione, degradazione enzimatica o diffusione.

Integrazione Neuronale

  • Un neurone riceve molti segnali simultaneamente da diversi neuroni.
  • Il neurone integra tutti questi segnali (eccitatore e inibitori) per determinare il proprio output.
  • Questo può essere attraverso la sommazione spaziale (integrazione di molti segnali contemporaneamente) o la sommazione temporale (integrazione di molti segnali in successione).

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Metti alla prova la tua conoscenza sulla trasmissione sinaptica e sui diversi tipi di sinapsi. Scopri quali scienziati hanno contribuito a queste scoperte e approfondisci il ruolo dei neurotrasmettitori. Questo quiz ti aiuterà a comprendere i meccanismi fondamentali della comunicazione neuronale.

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