Sinapsi centrali ed Sinapsi centrali ed Integrazione sinapticaIntegrazione sinaptica

Principali differenze tra sinapsi neuromuscolare e sinapsi centrali

Le sinapsi neuromuscolari utilizzano come neurotrasmettitore Ach

Le sinapsi centrali utilizzano neurotrasmettitori diversi I potenziali di placca sono solo eccitatori I segnali postsinaptici centrali sono eccitatori ed

inibitori A livello neuromuscolare esiste un rapporto 1:1 tra Pda

pre- e postsinaptico. I potenziali di placca sono sempre sopra soglia, ad ogni Pda del motoneurone segue un Pdanella fibrocellula muscolare

A livello centrale singoli potenziali postsinaptici non riescono a generare il Pda nel neurone. E’ necessario l’intervento di più sinapsi

Dendriti del neurone

postsinaptico

Dendrita

Processi

cellule gliali

Assone

Terminali assonici

dei neuroni

presinaptici

I neuroni del SNC ricevono su dendriti e soma, numerosi contatti sinapticieccitatori ed inibitori, che devono essere integrati per generare risposte adeguate.

Convergenza e divergenza delle vie nervose

Tipi di sinapsi

Tipi morfologici di sinapsi

Tipo I generalmente eccitatorie

Tipo II generalmente

inibitorie

La localizzazione delle sinapsi nel SNC riflette la funzione che assumono

Sinapsi asso-assonica media inibizione pre-sinaptica. Viene controllato il rilascio di neurotrasmettitore dal terminale postsinaptico

Gli EPSP sono mediati da recettori-canale permeabili a Na+ e K+.Il glutammato è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del SNC.

Gli IPSP sono mediati da recettori-canale permeabili al Cl- o da recettori metabotropici accoppiati a secondi messaggeri che determinano l’apertura di canali selettivi per il K+. Il GABA e la Glicina (in modo minore) sono i principali neurotrasmettitori inibitori del SNC.

Membrana presinaptica

Membrana postsinaptica

Aumento di eccitabilità

- 65mV

Diminuzione di eccitabilità

- 65mV

Membrana postsinaptica

Membrana presinaptica

Meccanismi postsinapticiMeccanismi postsinapticiL’interazione neurotrasmettitore-recettore può portare a:• depolarizzazione: potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP)• iperpolarizzazione: potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP).

Il riflesso patellare da stiramento come modello

Apparato sperimentale

Attività eccitatoria dovuta a Na+ e K+

Potenziale d’inversione sinaptico

Attività inibitoria dovuta a Cl-

Effetto inibitorio

Effetti competitivi

Propagazione del potenziale postsinapticoI segnali sinaptici nascono a livello dendritico, mentre il Pda si genera a livello delsegmento iniziale dell’assone, (canali voltaggio dipendenti per Na+ e K+)

La corrente associata ad un EPSP generato in una sinapsi distante dal segmentoiniziale, propagandosi con decremento, arriva al segmento iniziale con intensitàinsufficiente a depolarizzarlo fino alla soglia per la nascita del PdA. Sononecessari fenomeni di sommazione sinaptica.

Propagazione del potenziale postsinaptico

La soglia per la nascita del Pda è elevata a livello dei dendriti e delsoma e si abbassa a livello della zona di innesco. La costante di spazio, che dipende dalla geometria dei dendriti, è responsabile del

decremento delle risposte sinaptiche durante la propagazione. Isegnali si propagano a distanza maggiore se è elevata e a distanzaminore se è piccola.

Sommazione spaziale

La e la influenzano il decorso spaziale delle risposte sinaptiche.

La sommazione spaziale è facilitata nei neuroni con e maggiori.

L’attivazione contemporanea di più sinapsi eccitatorie, poste in punti diversi delneurone, determina sommazione delle correnti associate ai singoli EPSP. Lacorrente risultante è sufficiente per il raggiungimento della soglia. Il potenzialed’azione sarà generato.

Sommazione temporale

La costante di tempo della membrana influenza il decorso temporale delle risposte sinaptiche.

La sommazione temporale è facilitata nei neuroni con lunga.

L’attivazione ripetuta di una sola sinapsi determina sommazione dei singoli EPSP.Il segnale postsinaptico è di ampiezza sufficiente a depolarizzare fino a sogliail segmento iniziale. Il potenziale d’azione sarà generato

La contemporanea attivazione di sinapsi eccitatorie ed inibitorie, comporta lasommazione di effetti depolarizzanti ed iperpolarizzanti.

Il risultato dipende dal peso esercitato rispettivamente da eccitazione edinibizione. La sommazione dimostra una proprietà essenziale dei neuroni:l’integrazione sinaptica, che permette al neurone, raggiunto da più segnali, digenerare potenziali d’azione e quindi una risposta, in funzione del risultato diquesta integrazione.

Modulazione presinaptica Modulazione presinaptica

•Inibizione

- - +

•Facilitazione

Sinapsi asso-assoniche

L’attività modulatoria viene esplicata regolando l’ingresso di Ca2+ nelterminale del neurone a, presinaptico a b

Neurone inibitorio

Neurone eccitatorio

Fenomeni di facilitazione sinaptica

Facilitazione eterosinaptica:L’efficacia di una sinapsi viene potenziata da un’altra sinapsi.

Facilitazione sinapticaL’attivazione di una terminazione nervosa con stimoli ripetuti, ad intervalli brevi (20/sec) porta ad un progressivo aumento dell’ampiezza dell’EPSP.

Potenziamento post-tetanico