Sistema Nervoso: Neurone, propagazione e trasmissione dei segnali nervosi

TESSUTO NERVOSO: PROPAGAZIONE E TRASMISSIONE DEI SEGNALI NERVOSI

KL Dendriti
Terminazione
presinaptica
Integrazione
postsinaptica
Soma
Monticolo
assonico
Origine
del potenziale
d'azione
Assone
Nodo
di Ranvier
Guaina
mielinica
Conduzione
dell'impulso
.
Terminazioni :
presinaptiche
Secrezione
del neurotrasmettitore

• I| NEURONE è l'unità funzionale del sistema nervoso.
• In figura vi è un motoneurone, un neurone multipolare con un soma (parte più
  voluminosa) dove fisiologicamente si ha integrazione sinaptica: tutti gli input
  (tutti i neuroni che convergono sul soma contattano) sono capaci di cambiare il
  potenziale di riposo.
  Il soma contiene il nucleo e i dendriti, dei prolungamenti; il prolungamento
  principale detto assone, che emerge dal soma tramite il monticolo assonico
  (zona dove nasce il potenziale d'azione).
  L'assone può essere mielinizzato (rivestito da mielina) e farà arrivare il
  potenziale d'azione a destinazione tramite il terminale assonico (modificazione
  dell'assone), terminale nudo (senza guaina mielinica) ramificato per contattare
  più strutture per la trasmissione ed è una struttura deputata alla
  neurosecrezione (liberazione dei mediatori chimici) con neurotrasmettitori che
  comunicano con cellule e le attivano.

CLASSIFICAZIONE DEI NEURONI IN BASE ALLA STRUTTURA

NEURONE PSEUDOUNIPOLARI

NEURONE PSEUDOUNIPOLARI: sono il prototipo dei neuroni sensoriali che quindi captano le
informazioni, gli stimoli dall'ambiente esterno, sono NEURONI RESPONSABILI DELLE VIE AFFERENTI.

• "UNIPOLARE" perché sembra avere un'unica polarità ed è detto "neurone
  a T" in quanto il soma rappresenta il gambo della T mentre la stanga
  orizzontale della T rappresenta tutto l'assone.
• "PSEUDO" perché non c'è una vera e propria simmetria della T poiché un
  ramo arriva alla periferia (assone periferico) mentre l'altro arriva ed entra
  dentro al sistema nervoso (assone centrale)
  Queste due strutture non sono equivalenti e non si possono rigirare, il percorso
  è unidirezionale e va dalla periferia verso il sistema nervoso centrale (via
  afferente) poiché il potenziale d'azione che scorre lungo l'assone nasce a livello
  della periferia e le ramificazioni dell'assone periferico sono la porzione
  recettoriale proprio per raccogliere gli stimoli esterni. Una volta ricevuto lo
  stimolo si può trasformare in potenziale d'azione che poi percorre tutto
  l'assone periferico, l'assone centrale, fino ad arrivare dentro il sistema nervoso
  centrale. Le ramificazioni dell'assone centrale contengono vescicole contenenti
  il neurotrasmettitore per garantire l'interazione sinaptica tra il neurone e le
  cellule a valle, quindi altri neuroni che sono dentro il sistema nervoso centrale.
  Neurone che solitamente entra dentro il midollo spinale
  Sistema
  somatosensoriale
  Sistemi visivo
  e olfattivo
  Den driti-
  Assone
  periferico
  Cellula
  di Schwann
  Assone
  centrale
  Pseudounipolare
  Bipolare

NEURONE BIPOLARE

NEURONE BIPOLARE: simili agli pseudounipolari che fanno parte del sistema visivo e olfattivo

NEURONE MULTIPOLARE

NEURONE MULTIPOLARE: ci sono diverse parti e dei
diversi poli come il motoneurone RESPONSABILI DELLE
VIE EFFERENTI, dal sistema nervoso centrale alla
periferia per mettere in moto strutture,
genericamente muscoli

NEURONI ANASSONICI

NEURONI ANASSONICI: sono carenti di prolungamenti,
non avendo assoni presentano solo un corpo cellulare
e dei dendriti e comunicano con strutture molto vicine
tanto che i dendriti bastano per arrivare a destinazione;
costituiscono gli interneuroni che quindi sono deputati
alla connessione di neuroni vicini nel sistema nervoso
centrale
Dendriti-
Assone
Dendriti
Cellula
di Schwann
Assone
Terminale
assonico
Assone
Anassonico
Multipolare
Riassumento ... ci sono quindi NEURONI AFFERENTI (sensoriali), NEURONI EFFERENTI (neuroni motori
somatici se vanno a attivare un muscolo scheletrico, quindi volontari o neuroni autonomi sono involontari e
appartengono al sistema periferico autonomo) e infine gli INTERNEURONI.

NEURONI COLLEGATI IN UN CIRCUITO: POTENZIALI GRADUATI E D'AZIONE

• I neuroni collegati trasmettono un potenziale d'azione e comunicano per rispondere
  adeguatamente: catena di neuroni.
• In foto vi è una via nervosa che parte da un neurone recettore (pseudounipolare, a T) il
  quale è a contatto con la cute tramite assone periferico mentre l'assone centrale va a
  contatto con un altro neurone che sta dentro al SNC.
  Stimolo
  debole
  Stimolo debole:
  Si da uno stimolo meccanico (rettangolino) sulla cute (es. pressione sulla
  mano) percepito dal recettore; per individuarlo si usa un elettrodo che al
  momento dello stimolo cambia il potenziale di membrana poiché cellula
  eccitabile: dall'elettrodo si legge che finché non si dà lo stimolo il
  potenziale di membrana e a riposo, al momento dello stimolo si ha una
  depolarizzazione graduale che si mantiene per tutta la durata dello
  stimolo e poi cessa quando lo stimolo finisce (risposta passiva).
  Recettore
  Potenziale
  graduato
  Fibra nervosa
  afferente
  Potenziali
  d'azione
  Sistema
  nervoso
  centrale
  Potenziale
  graduato
  Interneurone
  Potenziali
  d'azione
  Soglia
  Inserendo un elettrodo nella zona del monticolo assonico (dove potrebbe nascere il
  potenziale d'azione): inizialmente si ha il potenziale di membrana a riposo, poi si vede che
  la membrana si depolarizza a seguito dello stimolo e poi nasce uno spike, dato dal fatto
  che la depolarizzazione indotta sulla membrana è rimasta sopra la soglia limite che
  innesca potenziale d'azione (se fosse andata sotto la soglia non si avrebbe avuto risposta).
  Nasce quindi il potenziale d'azione (||||), grazie al valore che quindi sarà
  sufficiente ad aprire i canali del sodio e del potassio voltaggio dipendenti
  che sono solo a livello del monticolo assonico (si vedono quindi 4 spike)
  Il potenziale d'azione poi si propaga lungo l'assone investendolo completamente e viaggia su
  questo rimanendo uguale a se stesso con la stessa ampiezza: mettendo un elettrodo a
  distanza si registrerà sempre gli stessi 4 potenziali d'azione.
  Di diverso nel terminale sinaptico rispetto al monticolo assonico avrò la mancanza della
  risposta passiva che essendo graduale e locale si vede solo nella zona in cui si registra.
  Stimolo
  forte
  →
  Stimolo forte:
  Se raddoppio la stimolazione (pressione sulla cute più forte), sul soma del neurone si
  registra sempre una depolarizzazione passiva (raddoppio dello stimolo, raddoppio della
  depolarizzazione): potenziale elettrotonico locale e graduato che può assumere
  proporzionale all'intensità dello stimolo applicato.
  Nel monticolo assonico vedrò sempre un inizio di depolarizzazione (più ampia) e gli spike
  risultano della stessa altezza ma più numerosi (8 invece di 4 precedenti, cambia la
  frequenza) e nello stesso tempo ho un numero maggiore di potenziale d'azione; questo
  perché tutte le volte che la cellula prova a ripolarizzarsi e quindi tornare verso valor
  negativi, trova subito il valore di potenziale di membrana sopra soglia e si riaprono altri
  canali, e quindi si ri-ha uno spike, successivamente a provare un ulteriore polarizzazione
  troverà comunque valori di potenziale di membrana sopra soglia e quindi altro spike
  riaprendo i canali ... Questa maggiore depolarizzazione della membrana della cellula
  sensoriale permette un più rapido raggiungimento della soglia per gli eventi successivi che
  determinerà, alla fine dell'esperimento, una maggiore frequenza di scarica dei potenziali
  d'azione.
  Se si va a misurare gli eventi elettrici a livello del terminale si avrà solo i potenziali d'azione
  con le frequenze che mi ha determinato il nuovo tipo di stimolo.
  Il potenziale d'azione è un fenomeno modulabile solo in frequenza (quindi solo più
  ravvicinati se do uno stimolo intenso).
  Soglia
  Soglia
  Soglia

PROPRIETA' PASSIVE: RESISTENZA E CAPACITÀ

A Im
Rm
Assone
normale
R
A
A Im
Rm
-
R
Ri diminuisce
B
. aumenta
Rm
Assone
con guaina
mielinica
Ri
c
Rm aumenta
2. aumenta

• La resistenza di membrana (Rm, lo zig-zag) ci indica che la corrente
  transmembranaria resistiva (Im) può passare la membrana ma dipende da
  come è fatta essa.
• Quando applico una corrente e la faccio passare dentro una cellula come un
  assone, questa può prendere una qualunque direzione: in uscita dalla cellula
  fa difficoltà perché c'è lo strato fosfolipidico mentre in entrata nella fibra
  nervosa attraversa il citoplasma che è una soluzione salina.
  Di corrente interna (Ii) ne passa tanta compatibilmente con la resistenza
  interna determinata dalla viscosità del citoplasma, dagli organuli, da tutto ciò
  che si oppone alla corrente.
• Tutti gli assoni non sono tutti della stessa dimensione: vi sono assoni più piccoli e assoni più grandi che si
  comportano in modo diverso se attraversati da corrente. Se inietto una corrente in un assone: una parte
  può uscire, la resistenza transmembranaria in uscita è la stessa ma un assone di calibro grande ha una più
  bassa resistenza interna perché la corrente fluisce più facilmente all'interno: resistenza interna ridotta e
  flusso di corrente più agevolato (es. vaso dilatato o costretto).
  2 =
  Rm
  Ri
  : costante di spazio lambda che mi dice quanto assone la mia depolarizzazione riesce ad
  attraversare fino a raggiungere quei valori standard (63%)
  > se riduco uno dei due membri come Ri lambda diventa più grande: quindi se ho un assone
  maggiore ho una depolarizzazione indotta della corrente che io applico e mi si depolarizzerà
  una parte di fibra più grande, ho un'azione depolarizzante più efficiente
  assoni maggiori mi assicurano una maggiore velocità di propagazione che è spazio fratto tempo (V = = )
  La maggioranza delle fibre nervose sono mieliniche cioè presentano la mielina, un rivestimento esterno
  (giallo) che permette di alterare il parametro Rm incrementandolo; questo è un altro modo per aumentare
  lambda, perché isolare maggiormente la membrana impedendo che la corrente passi attraverso la
  membrana.
  La geometria dell'assone e la presenza di mielina sono 2 elementi che condizionano la velocità di
  propagazione della corrente sulla membrana, aumentano lambda.

CONDUZIONE SALTATORIA NELLE FIBRE MIELINICHE

• La mielina per come si dispone sugli assoni non è una guaina continua e
  lascia delle zone di assone nudo che si chiamano NODI DI RANVIER e sono
  importantissimi per la propagazione del potenziale d'azione.
• Supponiamo che questa sezione di cellula sia l'assone di un neurone che è
  mielinizzato discontinuamente:
  • nasce il potenziale di azione e la prima zona coinvolta nel generare un
    potenziale d'azione è definita zona attiva, dove si ha l'inversione della
    polarità di membrana (interno +, esterno -);
  • le altre zone sono a riposo e hanno un loro potenziale di riposo.
    Quando si viene a creare una situazione di questo tipo cioè con le cariche +
    dentro create dal potenziale d'azione e a fianco una situazione a riposo si
    instaura un circuito locale (frecce blu) che ha l'azione di portare cariche
    positive da una zona attiva ad una zona a riposo così da attivare la zona a
    riposo diventando attiva.
    1
    0,80 Vmax
    ++
    Correnti di
    circuito locale
    -60 mV
    Assone
    Nodo
    attivo
    (3 pm)
    Internodo
    (1,5 mm)
    Nodo
    a riposo
    Guaina mielinica
    A
    1-
    +++
    ++
    Nodo
    attivo
    Nodo
    attivo
    B
• Nella seconda immagine si ha una zona attiva, parte un altro circuito locale e il potenziale l'azione si muove
  lungo l'assone aiutato da questi circuiti locali che si vengono a formare.
• Le cariche negative sono lungo tutta la membrana ma non ci interessa perché un circuito locale non può
  uscire perché c'è l'isolante della mielina quindi consideriamo solo i nodi attivi.
  Inoltre, il potenziale di azione si genera solo nei nodi cioè fa sì che la conduzione di esso lungo la fibra
  mielinica viene definita conduzione saltatoria, cioè salta da un nodo all'altro.
  Assone
  con grande
  diametro