Psicobiologia: neuroni, sistemi sensoriali e motori del comportamento umano

Psicobiologia del Comportamento Umano

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Psicobiologia Daniele Mecchia-Valentina Curcio integrazione
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PSICOBIOLOGIA DEL COMPORTAMENTO UMANO (Università Telematica
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Scaricato da Lorena Mancuso (lorenamancuso55@gmail.com)Psicobiologia del comportamento umano

Neuroni, Strutture e Funzioni

Il neurone è l'unità cellulare che costituisce il TESSUTO NERVOSO, insieme alle
cellule della Glia. Grazie alle sue caratteristiche fisiche e CHIMICHE il neurone è in
grado di ricevere, elaborare e trasmettere impulsi nervosi, ed è composto dal soma
e da neuriti (dendriti e assone).

Nel soma troviamo il nucleo che contiene il DNA (acido desossiribonucleico, è
IMPORTANTISSIMO perché al suo interno ci sono le ISTRUZIONI per sintetizzare le
PROTEINE).

All'interno del nucleo si trova il nucleolo, che contiene I'RNA messaggero
(acido ribonucleico, che ha la funzione della TRASCRIZIONE del DNA).

Al di fuori del nucleo si trova il citoplasma composto da organelli deputati al
corretto funzionamento della cellula (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi,
ribosomi, mitocondri, ecc) immersi nel citosol (sostanza gelatinosa ricca di acqua
a sali minerali).

Il reticolo endoplasmatico rugoso è il luogo di gran parte della sintesi proteica nei
neuroni. Gli RNA messaggeri trascritti si legano ai ribosomi, i quali assemblano le
catene di aminoacidi e "creano" delle proteine usando il codice genetico fornito dal
DNA, tramite I'mRNA.

L'apparato del Golgi è come se fosse un "magazzino spedizioni" perché accoglie le
vescicole (contengono i neurotrasmettitori e si trovano nel bottone terminale
dell'assone) prodotte dal reticolo endoplasmatico, le incorpora nella sua membrana e
poi le espelle).

I mitocondri sono la sede della respirazione cellulare che fornisce alla cellula
gran parte dell'energia, sotto forma di molecole di ATP (Adenosina Trifosfato), cioè il
carburante delle reazioni biochimiche neuronali.

Tutte queste strutture sono circondate dalla membrana cellulare (ricopre la cellula,
in questo caso il neurone) costituita da una doppia barriera fosfolipidica che
permette di PROTEGGERE LA CELLULA DAL MONDO ESTERNO e di dividere la cellula
dal CITOPLASMA, che regola il transito di sostanze dall'esterno all'interno della
cellula e viceversa attraverso i canali e le pompe ioniche.

Canali e Pompe Ionici

Le funzioni del sistema nervoso si basano sull'attività dei neuroni che consiste nel
generare, trasmettere ed elaborare informazioni nervose, che dipendono da
modificazioni del potenziale di membrana, determinate dall'apertura o chiusura di canali
ionici. I canali ionici sono proteine che attraversano l'intero spessore della membrana
cellulare, strutturate in maniera tale da avere parti idrofile e parti idrofobe. La parte
idrofoba si inserisce all'interno della membrana cellulare, la parte idrofila nella parte
esterna della membrana. Attraverso questi canali, che sono selettivi e ligando o
voltaggio dipendenti e possono essere aperti o chiusi, alcuni ioni possono passare
dall'esterno all'interno della cellula e viceversa (ad esempio gli ioni sodio e gli ioni
potassio) seguendo il gradiente di concentrazione. Subito dopo l'apertura i canali ionici
vanno incontro ad un'altra modificazione conformazionale che consiste nell'occlusione del
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ripresentasse lo stimolo che ne determina l'apertura. Questo stato indicato come inattivo
o refrattario viene mantenuto di norma per alcuni msec. Le pompe ioniche sono enzimi
che utilizzano l'energia rilasciata dall'idrolisi di ATP per il trasporto attivo degli ioni
attraverso la membrana determinando il potenziale di riposo e il potenziale d'azione. La
pompa sodio-potassio, per esempio, è un enzima che spinge in maniera attiva il sodio
(Na+) verso l'esterno della cellula e il potassio (K+) verso l'interno contro gradiente di
concentrazione per mantenere il potenziale di riposo della membrana cellulare
modulando l'eccitabilità della cellula. Questo lavoro incessante della pompa sodio-
potassio richiede l'impiego di molta energia e si stima infatti che utilizzi il 70% dall'ATP
(adenintrifosfato, il "carburante" metabolico) usato dal cervello.

Poro nuclear
Reticulo
endoplasmático
rugoso
Ribosoma
- Nucléolo
Núcleo
Membrana
nuclear
Aparato de Golgi
Centriolo
Lisosoma
Retículo
endoplasmático-
liso
Citoplasma
Mitocondria
Membrana
plasmática

Dal soma spuntano i dendriti (chiamati collettivamente albero dendritico per la loro
composizione) che servono a captare i messaggi provenienti da altri neuroni.
L'assone è la struttura deputata al TRASPORTO DELL'INFORMAZIONE, ha
origine nel cono di integrazione (parte iniziale dell'assone) e termina con il
terminale assonico in maniera più o meno ramificata e il BOTTONE TERMINALE
(o sinaptico) che contiene le vescicole (che a loro volta contengono
i
neurotrasmettitori) e che comunica:

1. O con un dendrita (sinapsi asso-dendritica);
2. O con un altro assone (sinapsi asso-assonica);
3. O con il soma (sinapsi asso-somatica).

Il citoscheletro è l'impalcatura che dà al neurone la sua forma. Le sue "ossa" sono i
microtubuli, i microfilamenti e i neurofilamenti.

I microtubuli si distribuiscono longitudinalmente in direzione dei neuriti. Sono
necessari per il trasporto molecolare (IN UNA SOLA DIREZIONE) all'interno della
cellula.

L'assone è ricoperto dagli Oligodendrociti, composti da MIELINA (sostanza
GRASSA, infatti è bianca), un "manicotto isolante" che impedisce di disperdere la
corrente elettrica (cavo elettrico) però non ricopre totalmente l'assone, infatti in
alcuni punti, è interrotta dai nodi di Ranvier i quali danno alla trasmissione una
conduzione "SALTATORIA" che garantisce l'efficacia e la velocità di trasmissione
dell'impulso.

Introduzione allo studio della percezione
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myelinated
axon
action
potential
*
xx
node of
Ranvier
4
+
+
+++
+
myelin
sheath
spread of
depolarization
cell body
(soma)
+
-
-
+
action
potential
unmyelinated
axon
@ 2002 Encyclopedia Britannica, Inc.

I neuroni che trasmettono gli impulsi dagli organi sensoriali al sistema nervoso
centrale sono detti neuroni posteriori sensitivi afferenti dorsali;
quelli che vanno dal sistema nervoso alla periferia sono detti neuroni anteriori
motori efferenti ventrali, integrati dagli interneuroni (ovvero neuroni che hanno
la SOLA funzione di FARE SINAPSI CON ALTRI e che trasmettono il messaggio).

I neuroni sono cellule polarizzate, hanno cioè forma e funzione diverse a 2
estremità cellulari: da una parte gli assoni, che rappresentano il punto della cellula
da cui sono inviati i messaggi e dall'altra i dendriti, terminazioni ramificate
specializzate per ricevere e tradurre i messaggi inviati dagli altri neuroni.

La comunicazione viaggia in una sola direzione, e cioè dai dendriti verso l'assone,
e da un neurone ad un altro.

I messaggi sono costituiti da molecole di neurotrasmettitori, sostanze chimiche
anche molto diverse tra di loro, come il glutammato, l'acetilcolina, la glicina, il GABA
ecc.

Ognuna di queste molecole trasporta un messaggio in una lingua diversa che, per
essere compreso, dovrà essere tradotto nel linguaggio comune a tutti i neuroni.

Trasduzione del Messaggio Neuronale

Come avviene la trasduzione del messaggio?
Sulla membrana delle cellule, in prossimità dei dendriti, sono presenti delle proteine
specializzate per la traduzione del messaggio, i recettori. Questi sono specifici per
un solo tipo di neurotrasmettitore.

Il riconoscimento implica un legame tra il neurotrasmettitore e il suo recettore,
che li farà rimanere attaccati per un tempo variabile, ma sufficiente a far cambiare
forma al recettore.

Questa variazione di forma (variazione conformazionale) dà inizio al meccanismo
della traduzione del messaggio, che può avvenire in diversi modi.

I recettori sono spesso delle proteine a forma di canale che, in assenza del
neurotrasmettitore, hanno il canale chiuso. Quando il neurotrasmettitore si lega al
recettore, il canale si apre e permette il passaggio di ioni carichi positivamente o
negativamente (e quindi avviene la trasmissione del messaggio).

Classificazione dei Neuroni

Classificazione dei neuroni:

1. Neuroni sensitivi: portano dalla periferia del corpo al SNC le informazioni
   necessarie sia per la percezione che per la coordinazione motoria.
2. Neuroni Motori: fanno sinapsi con i muscoli e comandano i movimenti.
3. Interneuroni: fanno sinapsi solo con altri neuroni, cioè ricevono ordini da
   alcuni neuroni e li ritrasmettono ad altri. Sono la categoria più numerosa.
4. Neuroni neuroendocrini: mettono in circolo nel sangue sostanze chimiche.

Le Cellule Gliali

LE CELLULE GLIALI
Le cellule della Glia, sono cellule che, assieme ai neuroni, costituiscono il sistema
nervoso.
Possiamo distinguere gli astrociti, gli oligodendrociti, le cellule di Schwann e le
cellule della microgrlia.

Astrociti nel SNC

Gli astrociti si trovano nel SNC e hanno funzione nutritiva e di sostegno per
la crescita dell'assone, inoltre fungono da impalcatura per lo sviluppo del sistema
celebrale. Assicurano poi l'isolamento dei tessuti nervosi, contribuendo alla
formazione della barriera ematoencefalica, una struttura che separa il sistema
nervoso centrale dal contatto con il sangue, per impedire l'ingresso di cellule del sistema
immunitario, che potrebbero danneggiare i neuroni. Infine hanno funzione di
protezione, eliminando nell'ambiente extracellulare quelle sostanze che fuoriescono
dai neuroni durante la loro attivazione, come gli ioni potassio (K), che escono dalle
cellule nervose alla fine del potenziale d'azione (fase di ripolarizzazione).

Per comprendere il rapporto tra la sinapsi e gli astrociti, si può immaginare la sinapsi tra
2 neuroni come i volti di due persone, una che parla nell'orecchio dell'altra, tenendo le
mani attorno alla bocca.

In questo esempio, la bocca rappresenta la porzionepresinaptica, che manda un
messaggio, l'orecchio la terminazione postsinaptica, che riceve il messaggio, e le
mani sono le terminazioni degli astrociti, che controllano che il trasferimento di
informazioni avvenga senza problemi.

Oligodendrociti e Mielina

Gli oligodendrociti
sono cellule presenti SOLO nel SNC che consentono ai
neuroni di inviare segnali elettrici lungo gli assoni. Per fare ciò, si avvolgono attorno agli
assoni, formando uno strato di mielina, un manicotto isolante che impedisce di
disperdere la corrente elettrica. In questo modo, l'impulso elettrico non perde d'intensità
nel movimento lungo i fili e in più ha anche la possibilità di rigenerare l'impulso nelle
regioni prive di rivestimento di mielina, i nodi di Ranvier. Questi spazi permettono
una "conduzione saltatoria" dell'impulso elettrico, il quale viaggia più velocemente.

Cellule di Schwann

Le cellule di Schwann, svolgono la medesima funzione degli Oligodendrociti,
l'unica differenza è che un solo Oligodendrocita riesce a coprire più assoni
contemporaneamente, mentre una sola cellula di Schwann, riesce a coprire solo una
piccolissima porzione di un neurone, per cui sono necessarie più cellule di Schwann per
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