Effetti della pompa sodio-potassio e dei canali ionici sulle cellule nervose, Exams of Psychology

Download Effetti della pompa sodio-potassio e dei canali ionici sulle cellule nervose and more Exams Psychology in PDF only on Docsity! afasia di broca scoperta da broca nel 1861, comporta un’emissione del discorso non fluente, dal mutismo a forme di linguaggio incerte, una difficoltà a capire gli aspetti sintattici. la comprensione del linguaggio scritto e parlato è preservata e si registra una consapevolezza dei propri errori. la lesione è localizzata principalmente nelle aree 44 e 45 di brodman (nei casi più gravi 6, 8, 9, 10, 48). afasia di wernicke scoperta da wernicke nel 1876, comporta la compromissione della comprensione del linguaggio con errori come parafasia, neologismi e distorsioni. il linguaggio è fluente, ma è come se parlassero a vuoto. la lesione è localizzata principalmente nelle aree 22, 39-40, 37 di brodman. descrivere i compartimenti anatomico funzionali di un neurone ed il tipo di segnali in essi presenti. i compartimenti anatomico funzionali del neurone sono: il corpo cellulare che è il magazzino dell’informazione genetica, il quale dà origine a due tipi di processi, i dendriti che ricevono informazioni pre-sinaptiche (elemento di ingresso assieme al corpo cellulare), e l’assone che è l’elemento di trasmissione del neurone, può avere lunghezza molto variabile e prende origine dal cono d’emergenza (l’elemento integrativo dove si innesca solitamente il potenziale d’azione). una grande parte degli assoni sono avvolti da guaina mielinica, interrotta a intervalli regolari da zone che prendono il nome di nodi di ranvier. infine le ramificazioni terminali di un assone trasmettono messaggi a un altro neurone a livello di una zona detta sinapsi che costituisce l’elemento di uscita. i primi tre elementi trasmettono un segnale elettrico, il compartimento di uscita invece può essere anche chimico. le cellule gliali sono normalmente molto più numerose delle cellule nervose in tutte le aree corticali. (v-f) giustifica vero. il sistema nervoso è formato oltre che da neuroni anche da cellule gliali che sono da 10 a 50 volte più numerose dei primi e si dividono in oligodendrociti, cellule di shwan e astrociti. al differenza dei neuroni, sono permeabili ad una sola specie ionica, il k+. descrivere tipi e funzioni delle cellule gliali esistono 3 tipi principali di cellule gliali: oligodentrociti che sostengono, danno forma e consistenza al tessuto nervoso e danno anche origine alla mielina nel snc. le cellule di schwann, che hanno funzione fagocitaria in seguito alla morte di cellule, mantengono constante la concentrazione di k+, smaltiscono i neurotrasmettitori, producono mielina nei nervi periferici e guidano la crescita degli assoni. gli astrociti che hanno funzione di barriera emato-encefalica e funzione nutritiva. descrivere le basi ioniche del potenziale di riposo. i neuroni a riposo sono permeabili molto al k+ e al cl- e poco al na+. ci saranno quindi flussi di k+ in uscita e na+ in entrata che, al potenziale di riposo si eguagliano. si bilanciano proprio a -65mv (che non corrisponde né a ena+, né a ek+), in quanto a tale valore di vm il sodio ha una grande f.e.m che lo spinge a entrare; tuttavia il flusso sarà limitato dall’alta resistenza della membrana e si bilancerà con il flusso di potassio determinato da una tendenza ad uscire meno forte di quella del sodio, ma con resistenza nettamente minore. tale equilibrio non è stazionario, in quanto per mantenerlo si impiega l’energia (idrolisi dell’atp) della pompa sodio-potassio, che effettuando un trasporto contro gradiente (estrude tre ioni na+ in cambio di due ioni k+ in entrata) impedisce che si dissipi il gradiente di concentrazione e quindi il potenziale di membrana. descrivere gli effetti dell’attività della pompa sodio-potassio sul potenziale di riposo nelle cellule nervose. la pompa sodio-potassio attraverso l’idrolisi dell’atp effettua un un trasporto contro gradiente (estrude tre ioni na+ in cambio di due ioni k+ in entrata) per poter mantenere un potenziale di membrana stabile ed evitare che si dissipi il gradiente di concentrazione. e’ detta elettrogenica in quanto determina una corrente ionica uscente netta. il blocco del funzionamento della pompa sodio-potassio determina una lenta iperpolarizzazione della membrana delle cellule nervose. (v-f) giustificare falso. il blocco del funzionamento della pompa sodio-potassio determinerebbe l’annullamento delle differenze di concentrazione ai capi della membrana (gradiente di concentrazione) e quindi l’annullamento di vm. basi ioniche di un potenziale d’azione. i meccanismi ionici alla base del potenziale d’azione furono scoperti da hodgkin, huxley e katz, per il quale vinsero il nobel per la medicina nel ’63. il potenziale d’azione consiste in una veloce variazione di potenziale di vm che da valori negativi di riposo si porta rapidamente a valori positivi (fase ascendente). a questa fase ascendente segue una fase di ripolarizzazione rapida della membrana che riporta vm ai suoi valori di riposo. spesso durante la ripolarizzazione il vm assume brevemente valori addirittura più negativi del potenziale di riposo. alla base del potenziale d’azione ci sono due correnti ioniche studiate singolarmente in situazioni di blocco del voltaggio. la corrente na+ è alla base della fase ascendente e fluisce attraverso conduttanze di membrana selettive per quello ione che hanno la capacità di aprirsi solo se il potenziale di membrana varia in senso depolarizzante. la corrente k+ è invece alla base della fase discendente e fluisce attraverso conduttanza per il potassio che si aprono anch’esse durante una depolarizzazione. per questo tali conduttanze sono chiamate voltaggio dipendenti, si distinguono per il fatto che la prima è di rapida attivazione e di rapida inattivazione, mentre la seconda è tardiva, di lenta attivazione e di inattivazione solo quando la membrana torna ai suoi valori di riposo. alla base del potenziale di azione vi è quindi ciclo rigenerativo della corrente potassio e termina perché la corrente sodio si inattiva e si attiva la corrente tardiva potassio di segno opposto. descrivere come varia il potenziale di inversione se: -c’è una diminuzione dei canali potassio passivi aperti -c’è un aumento dei canali sodio v-dip aperti descrivere i principali canali ionici voltaggio dipendenti presenti nelle cellule nervose ed indicarne la funzione. i canali voltaggio dipendenti, sono dei canali attivi che si aprono in risposta a cambiamenti di vm. i canali na+ v-dip sono responsabili del ciclo autorigenerativo della corrente na+ che è alla base del potenziale di azione. i canali k+ v-dip creano la corrente k+ tardiva di lenta inattivazione, responsabile della rapida ripolarizzazione e della iperpolarizzazione postuma. infine i canali ca++ che permettono la liberazione neurotrasmettitore e quindi la trasmissione sinaptica chimica. descrivere le caratteristiche e la funzione dei principali canali ionici non voltaggio dipendenti. canali ionici passivi: sono generalmente aperti e sono importanti per la genesi del potenziale di membrana a riposo. canali dipendenti da ligandi: sono canali attivi e si aprono quando il ligando si associa al proprio recettore attraverso l’energia generata da tale legame; comprendono anche quei canali la cui chiusura e apertura dipendono da processi di fosforilazione e defosforilazione. canali dipendenti da stimoli meccanici: sono canali attivi che si aprono e si chiudono a causa di forze meccaniche come la pressione o lo stiramento che ne modificano il citoscheletro. canali delle giunzioni comunicanti: si trovano nelle sinapsi elettriche e connettono i due neuroni, infatti tra quelle non attivate dal voltaggio ci sono: quelle attivate dalla concentrazione del ph, quelle attivate dalla concentrazione del ca2+, quelle attivate da protein-chinasi dipendenti da secondi messaggeri attivati da neurotrasmettitori provenienti da sinapsi vicine. descrivere le caratteristiche e la funzione dei principali canali ionici permeabili al calcio delle cellule nervose. i canali calcio posizionati nel terminale presinaptico sono indispensabili per la trasmissione sinaptica chimica. la depolarizzazione del terminale causata dal potenziale d’azione apre questi canali v-dip, il ca++ (ha una grande f.e.m che lo spinge a entrare) entra e lega delle proteine contenenti il neurotrasmettitore determinandone la fusione con la membrana cellulare (complesso snare) e la liberazione del suddetto neurotrasmettitore nel vallo sinaptico. alcuni canali ca++ conferiscono ai neuroni caratteri adattanti. in esperimenti con blocco di ca++, si è visto che risponde a uno stimolo mantenuto costante, dopo un smette perché na+ deve contrastare non solo k+ ma anche ca++. in alcuni neuroni sono presenti canali k+ ca++ dipendenti che si aprono in risposta all’aumento di calcio e lasciano passare il potassio e possono conferire al neurone caratteri adattanti, oppure farlo rispondere in modo più o meno rigoroso. calcio a bassa (controllo dell’eccitabilità e della attività ritmica di cellule cardiache e nervose) e alta soglia (controllo della concentrazione di calcio citosolico) quale effetto ha sul potenziale di riposo la presenza di un numero di canali sodio passivi più elevato di quello normalmente presente? se sono presenti molti canali sodio, a riposo la cellula aumenterà la sua permeabilità a na+ e il suo potenziale di riposo si avvicinerà al ena+ disegnare una pda in situazione di blocco dell'apertura dei canali k+ v-dip. in presenza di tea che blocca i canali k+ v-dip, si ha la corrente na+ di rapida attivazione e di rapida inattivazione, responsabile della fase ascendente del potenziale di azione e che fluisce attraverso conduttanze di membrana selettive per il na+ che hanno la proprietà di aprirsi solo il potenziale di membrana varia in senso depolarizzante. (“curva in giu”) descrivere le proprietà di membrana caratteristiche dei diversi comportamenti di un neurone. le proprietà di membrana sono il numero e il tipo di canali ionici inseriti in quel tratto. ci sono canali presenti in tutti i neuroni e in tutti i compartimenti, come i canali k+ passivi che sono sempre aperti e da cui dipende il potenziale di riposo; canali che sono presenti in (quasi) tutti i neuroni, ma non in tutti i compartimenti, come i canali del ciclo del potenziale d’azione (k+, na+ voltaggio dipendenti) e canali calcio voltaggio dipendenti, presenti rispettivamente nel monticolo assonico, nell’assone e nelle terminazioni presinaptiche. infine ci sono alcuni canali presenti solo in alcuni tipi di neuroni come i canali a controllo meccanico (retina), canali k+ calcio dipendenti e canali calcio a bassa soglia. quali sono gli effetti della probabilità di apertura dei canali potassio passivi su potenziale di riposo e potenziale di azione. i canali k+ passivi sono sempre aperti e sono alla base del potenziale di riposo, in quanto la corrente uscente che fluisce da essi controbilancia quella entrante di na+. alla base del potenziale di azioni ci sono canali v-dip. quali sono gli effetti della riduzione della probabilità di apertura dei canali sodio voltaggio dipendenti su potenziale di riposo e potenziale di azione. senza l’apertura dei canali na+ v-dip non si può generare il ciclo autorigenerativo del sodio e quindi non avremo potenziale di azione. durante il potenziale di riposo invece, questi canali sono chiusi e attivabili. se un neurone si trova ad avere molti canali permeabili al sodio (non voltaggio dipendenti) aperti, il suo potenziale di riposo sarà più depolarizzato dei tipici – 60 mv. spiegare perché. quali neuroni avete incontrato con queste caratteristiche? il sodio ha una grande f.e.m che lo spinge a entrare; tuttavia il flusso sarà limitato dall’alta resistenza della membrana e si bilancerà con il flusso di potassio determinato da una tendenza a uscire meno forte di quella del sodio, ma con resistenza nettamente minore. nel caso ci fossero più canali permeabili al sodio non voltaggio dipendenti, l’uscita del potassio controbilancerà l’ingresso del sodio a un valore più grande di -60 mv. i fotorecettori della retina presentano delle caratteristiche simile e il loro potenziale di riposo è di -35mv. come cambia la probabilità di innesco di un potenziale d’azione se: -vengono chiusi molti canali passivi per il potassio aumenta la probabilità che si inneschi, in quanto l’entrata di na+ non sarà controbilanciata di meno e il pdr si sposterà verso ena+. -diminuisce il numero di canali sodio voltaggio dipendenti diminuisce la probabilità che si inneschi, in quanto i canali sodio v-dip sono i responsabili del ciclo autorigenerativo del sodio che è alla base del pda. definire il ruolo dei canali k+ voltaggio dipendenti nel potenziale d’azione. i canali k+ voltaggio-dipendenti si aprono nella fase tardiva del potenziale d’azione e sono responsabili della fase discendente del pda della iperpolarizzazione postuma. la loro lentezza nella chiusura produce il periodo di refrattarietà relativo che contribuisce a rendere più difficile l’innesco di un potenziale d’azione che sarà possibile solo con stimoli di forte intensità. descrivere gli effetti sul potenziale di riposo dei neuroni di: un aumento della concentrazione extracellulare di k+ un aumento del numero di canali k+ passivi aperti poiché a riposo, l’ingresso di na+ è controbilanciato dall’uscita di k+, che lo mantiene stabile, un aumento della permeabilità al potassio determinerebbe una fuoriuscita massiccia del potassio che provocherebbe una variazione in senso iperpolarizzante nelle cellule nervose perché si ha un aumento della separazione delle cariche che porta il potenziale di membrana ad un valore più negativo. la chiusura di canali potassio passivi è un meccanismo frequentemente usato nel sistema nervoso per diminuire l’eccitabilità neuronale. (v-f) giustificare falso. se chiudiamo i canali k+ passivi, il potenziale di membrana si avvicinerà all’ena+, sarà quindi più depolarizzato e sarà quindi più facile il superamento della soglia che innesca pda. descrivere la conduzione elettrotonica ed il modo in cui contribuisce alla conduzione il potenziale di azione. quando una depolarizzazione ha luogo in un punto lungo l’assone, in quel punto il potenziale intracellulare è più positivo rispetto ai tratti adiacenti. le cariche positive intracellulari si diffondono quindi all’interno dell’assone dal punto in cui è avvenuta la depolarizzazione verso i punti più vicini in cui prevale la carica negativa. questa diffusione intra-assonale porterà il potenziale intracellulare a valori più positivi anche in tratti dell’assone che non erano originariamente interessati alla depolarizzazione iniziale. tuttavia questa propagazione detta elettrotonica si attenua man mano che ci si allontana fino a scomparire, in quanto parte delle cariche che fluiscono intracellularmente si disperdono nel mezzo extracellulare attraverso i canali passivi. la rapidità con cui la depolarizzazione si attenua dal punto iniziale può essere espressa dalla costante di spazio. la propagazione elettrotonica non è quindi di per sé sufficiente a coprire l’intera lunghezza degli assoni, tuttavia la presenza di pda fa superare la soglia anche nei punti vicini generando un altro pda e ripetendo questo ciclo il pda attraverserà tutto l’assone senza attenuazione. l’unidirezionalità che caratterizza la che lo spinge a entrare nel terminale. una volta entrato, lega delle proteine (complesso snare) presenti sulla superficie delle vescicole (che si trovano nella zona attiva in cui si trovano concentrati i canali ca++) contenenti il neurotrasmettitore, determinando la fusione di queste con la membrana cellulare e la liberazione nel vallo sinaptico del neurotrasmettitore. quali esperimenti hanno dimostrato che il rilascio di neurotrasmettitore avviene per “quanti”? in assenza di stimolazione nervosa si registrano depolarizzazioni postsinaptiche spontanee casuali di bassa ampiezza (0.5 mv) detti mepp (potenziali di placca in miniatura). l’eserina bloccante dell’ach-e aumenta ampiezza e durata, ma non la frequenza dei mepp, per cui si è ipotizzato che questi siano dovuti al rilascio di pacchetti di molecole di neurotrasmettitori detti “quanti”. quindi il potenziale di placca è il risultato di molti quanti ed è un multiplo della risposta elementare. descrivere il ruolo del calcio nella trasmissione sinaptica chimica. l’ingresso di ioni ca++ tramite i canali calcio voltaggio dipendenti posti nella zona attiva del terminale presinaptico, è indispensabile per la liberazione del neurotrasmettitore (che caratterizza appunto la trasmissione chimica). il ca++ caratterizzato ha un potenziale di equilibrio positivo e ha quindi una grande f.e.m che lo spinge a entrare; una volta entrato lega le proteine presenti sulla superficie delle vescicole (v-snare) determinando la fusione di queste con la membrana cellulare (t-snare) e la liberazione nel vallo sinaptico del neurotrasmettitore in esse contenuto. l’effetto della mancanza di calcio extracellulare sulla trasmissione sinaptica chimica è il mancato rilascio di neurotrasmettitore in risposta ad una depolarizzazione del terminale presinaptico. (v-f) giustifica vero. l’ingresso di ca++ nelle terminazioni nervose è indispensabile per la liberazione del neurotrasmettitore, in quanto determina la fusione delle vescicole contenenti neurotrasmettitore con la membrana cellulare (complesso snare), permettendo a questo la liberazione nel vallo sinaptico. descrivere i meccanismi della trasmissione sinaptica alla giunzione neuromuscolare. la giunzione muscolare (ach, acetilcolina) costituisce un ottimo esempio di trasmissione sinaptica chimica. il pda arriva nel terminale sinaptico, si aprono i canali ca++ v-dip, il ca++ entra e determina la fusione delle vescicole contenenti neurotrasmettitore con la membrana cellulare, l’ach viene quindi liberata nel vallo sinaptico e interagisce coi suoi recettori nel terminale post-sinaptico, si genera un potenziale post-sinaptico eccitatorio (epsp) dovuto al flusso simultaneo di k+ e na+ attraverso i recettori per l’ach, si generano correnti elettrotoniche tra placca e zone vicine (canali na+ v-dip), insorge il pda muscolare che si propaga. nel frattempo l’ach viene rapidamente degradata da un enzima presente sia nel terminale pre che post, l’acetilcolinesterasi e riutilizzato per riprodurre l’ach tramite la cat presente solo nella membrana pre. l’acetilcolina è il neurotrasmettitore delle fibre postgangliari del sistema nervoso autonomo. (v-f) giustificare. vero. l’ach (acetilcolina) è il neurotrasmettitore liberato dalla giunzione neuromuscolare e da alcune particolari sinapsi del snc. quali esperimenti hanno suggerito che i neurotrasmettitori agiscono legandosi a specifici recettori sinaptici? la rimozione dei neurotrasmettitori dal vallo sinaptico avviene per diffusione passiva. (v-f) giustificare falso. la rimozione dei neurotrasmettitori avviene secondo tre meccanismi: diffusione (allontanamento del nt dal sito di rilascio), degradazione (come nel caso dell’ach, eseguita da enzimi specifici posti extracellularmente tra il versante pre e post), riassunzione o ricaptazione (il più comune, proteine trasportatrici poste sulla membrana del neurone e delle cellule gliali che intenalizzano i nt rilasciati). la rimozione dei neurotrasmettitori dal vallo sinaptico avviene principalmente per ricaptazione o per degradazione enzimatica. (v-f) giustificare vero. affinché la sinapsi sia pronta a rispondere a nuovi stimoli, una fase cruciale è quella della rimozione del nt dal vallo sinaptico. il meccanismo più diffuso è proprio quello della degradazione (come nel caso dell’ach) e riassunzione (o ricaptazione), ma anche la diffusione. l’ampiezza della corrente postsinaptica, a parità di quantità di neurotrasmettitore rilasciato, dipende anche dal potenziale di membrana del neurone post sinaptico. (vf) giustificare. falso. l’ampiezza del potenziale postsinpatico dipende solo dalla quantità di nt rilasciato, che dipende a sua volta dalla quantità di ca++ che entra nella terminazione nervosa. inoltre gli epsp non portano a inversione della polarità di membrana. la riduzione della presenza di acetilcolinesterasi rende l’epsp alla giunzione neuromuscolare di durata e ampiezza maggiore. (v-f) giustificare vero. l’acetilcolinesterasi è un enzima che idrolizza l’ach a colina e acetato, determinando in tal modo la rapida cessazione della corrente postsinaptica e di conseguenza anche il segnale sinaptico. quali sono i più diffusi secondi messageri? descrivere un processo di trasmissione sinaptica in cui uno di essi è implicato. i secondi messaggeri più diffusi sono ampc, gmpc, ip3, e l’acido arachidonico. i neurotrasmettitori entrano in contatto con molecole recettrici della membrana plasmatica ed attivano una famiglia di proteine traduttrici strettamente imparentate fra loro e capaci di attivare enzimi che fungono da effettori primari. questi enzimi danno origine alla formazione di un secondo messaggero, che può attivare un effettore secondario o agire direttamente su proteine bersaglio (regolatrici). per esempio, nel sistema dell’ampc la noreprinefina (segnale esterno, primo messaggero) si lega e attiva il proprio recettore b-adrenergico che attiva la proteina gs (trasduttore, sostituendo la molecola gdp in gtp). la proteina gs attivata si lega all’enzima effettore adenilin-ciclasi, il quale catalizza la conversione di atp in ampc. gs può svolgere anche una funzione di gtp-asica, infatti può ritrasformare il gtp in gdp e come conseguenza dissociarsi dalla ciclasi ponendo fine alla sintesi di ampc. che attiva l’adenilil-ciclasi (effettore primario) che produce l’ampc che attiva la protein-chinasi ampc-dipendente (pha, effettore secondario) che va a fosforilare i canali. quali sono le principali differenze funzionali fra la trasmissione sinaptica chimica su recettori canale e quella che coinvolge recettori accoppiati a proteine g ed a secondi messaggeri? la trasmissione sinaptica chimica è mediata da due differenti tipi di recettori postsinaptici: quelli ionotropici, che modificano le condizioni di accesso ai canali ionici, in quanto la funzione recettrice e quella effettrice vengono esercitate da regioni diverse di una stessa macromolecola. tali recettori comprendono due famiglie di geni, alla prima appartengono i recettori per l’ach, per il gaba, la glicina e la serotonina, alla seconda le due classi di recettori per il glutammato (nmda e non-nmda). sono responsabili di risposte rapide. quelli metabotropici, responsabili di risposte lente, controllando indirettamente l’apertura dei canali ionici in quanto il riconoscimento del nt e l’attivazione degli effettori vengono effettuati da molecole diverse. agiscono su canali ionici ed altri substrati attivando una proteina g che promuove l’intervento di enzimi appartenenti a uno dei sistemi di secondo messaggero. il gaba viene prodotto a partire dal glutammato. (v-f) giustifica falso. il gaba è il principale neurotrasmettitore inibitorio nel cervello e come ogni nt viene sintetizzata nel neurone. le proteine g rimangono attivate per il tempo che il neurotrasmettitore rimane legato al recettore. (v-f) giustifica il recettore gaba_a è parte di un canale per il potassio. (v-f) giustifica falso. e’ un recettore ionotropoco e quindi canale per il cl- presente a livello postsinaptico in molti neuroni. quali fattori possono influenzare la durata di un epsp? la durata di un epsp è dovuta alla durata dell’azione nt sul recettore. descrivere i meccanismi della trasmissione sinaptica inibitoria gabaergica. il gaba o acido γ-aminobutirrico interagisce con due diversi tipi di recettori, il recettore gabaa e quello gabab. il primo è un recettore ionotropico e con esso la trasmissione inibitoria diretta effettua i seguenti passaggi: il gaba rilasciato dalla cellula presinaptica si lega al recettore gabaa nella cellula postsinaptica; tale legame determina l’apertura del recettore canale cl- che iperpolarizza e quindi inibisce la cellula postsinaptica. il secondo è un recettore metabotropico che media una trasmissione sinaptica indiretta a secondo messaggero: il gaba si lega al recettore gabab; tale legame attiva la proteina-g accoppiata al recettore sostituendo il gdp in gtp. esso si lega all’enzima effettore che produce il secondo messaggero; il secondo messaggero mette capo all’apertura di un canale k+ che iperpolarizza la membrana e inibisce la cellula postsinaptica. effetti dell’attivazione di sistemi a secondo messaggero nei neuroni postsinaptici. i sistemi di secondo messaggero alterano l’attività dei canali ionici, fosforilando la proteina che ne costituisce il canale in due modi: può aprire dei canali che sono liberazione del nt della cellula post sinaptica. un neurone facilitante (c) prende contatto con la terminazione di un altro neurone presinaptico (a). un potenziale di azione della cellula c riduce la corrente k+ in a determinando una corrente ca++. ciò prolunga il pda di a ed aumenta la quantità di nt liberato. di conseguenza il potenziale post-sinaptico della cellula b risulterà aumentato. descrivere i meccanismi dell’inibizione presinaptica. le terminazioni pre-sinpatiche di contatti asso-assonici possono inibire o facilitare la liberazione del nt della cellula post-sinpatica. un neurone pre-sinaptico inibitore c prende contatto con la terminazione di un altro neurone presinaptico a. un pda della cellula c riduce la corrente di ca++ nella cellula a, determinando una diminuzione del nt da questa liberato. come conseguenza il potenziale post-sinaptico registrato nella cellula b è ridotto d’ampiezza. fornire esempio di neuromodulazione. alcuni nt possiedono solo recettori a secondo messagero. l’attività di questi nt si evidenzia con una facilitazione o depressione delle risposte del neurone post-sinpatico ad altri ingressi. questa è la neuro modulazione. ad esempio la noradrenalina rimuove l’adattamento chiudendo i canali potassio calcio dipendenti nei neuroni dell’ippocampo e permette la formazione di una traccia di memoria a lungo termine. quali esperimenti hanno condotto ad ipotizzare che la trasmissione sinaptica a secondo messaggero possa svolgere ruoli di neuro modulazione? gli esperimenti che hanno condotto a ipotizzare che i secondi messaggeri possono svolgere funzioni di neuromodulazione sono stati fatti sul mollusco marino aplysia e il suo riflesso di retrazione delle branchie, in cui la serotonina determina la comparsa di un eccitamento sinaptico lento dovuto alla chiusura di un canale k+ passivo di tipo δ attraverso l’azione dall’apmc che a sua volta agisce sul canale k+ per il tramite di una chinasi. la caratteristica del recettore nmda che lo rende adatto a realizzare una sinapsi di tipo hebbiano è il fatto che l’epsp dura circa 100 msec. (v-f) giustificare falso. e' vero che l'epsp dura circa 100 msec, ma il recettore nmda non è adatto per questo motivo ma per il fatto che l'nmda ha azione neuromodulatoria, facilitando o deprimendo delle risposte del neurone post-sinaptico a altri ingressi. la caratteristica del recettore nmda che lo rende adatto a realizzare una sinapsi di tipo hebbiano è il fatto che è molto permeabile al calcio. (v-f) giustificare vero. il calcio è uno dei maggiori secondi messaggeri ed ha la capacità di potenziare la cellula modificando l'intensità dell'epsp. l’azione analgesica della morfina somministrata a livello spinale è dovuta alla presenza di recettori per gli oppiacei sia sui terminali delle afferenze nocicettive che sui dendriti dei neuroni postsinaptici nel corno dorsale. (v-f) giustifica a seguito dell’induzione di potenziamento a lungo termine (ltp) l’efficacia sinaptica aumenta e l’aumento permane per tempi lunghi. quali meccanismi consentono l’aumento ed il suo mantenimento? negli anni ’70 si scoprì il potenziamento a lungo termine, ovvero si notò che diverse stimolazioni a alta frequenza producono un potenziamento maggiore e nel tempo secondo tre proprietà: specificità, associatività, cooperatività. le modificazioni per mantenersi stabili e consolidarsi nel tempo necessitano della trascrizione genica e la sintesi di nuove proteine. per quale motivo l’aumento della frequenza di scarica di potenziali d’azione nelle cellule nervose determina un aumento del metabolismo cellulare? - spiegare l’importanza dei recettori nmda nello sviluppo di una traccia di memoria (ltp) fornire la collocazione anatomica e la funzione delle seguenti strutture nervose: amigdala: amigdala: si trova nel lobo limbico. ha un ruolo funzionale importante nelle reazioni emozionali negative e nelle reazioni emozionali positive apprese e innate e quindi coordina l’attività del sistema nervoso autonomo e di quello endocrino. area di broca: parte posteriore della circonvoluzione frontale inferiore, nell’emisfero sinistro. prende parte al programma motorio del linguaggio, cioè all’elaborazione del linguaggio. circuito di papez: costituito da formazioni corticali ad anello disposte attorno al tronco dell’encefalo. giro paraippocampale – ippocampo – giro dentato e subiculum – amigdala. colonne dorsali: si trovano nella parte dorsale del midollo spinale. in esse arrivano le informazioni sensitive dalla cute, dalle articolazioni, dai muscoli del tronco e degli arti e dagli organi interni. collicoli inferiori: si trovano nel tetto (parte ventrale del mesencefalo). ricevono afferenze dal lemnisco laterale e ritrasmettono l’informazione acustica al corpo genicolato mediale. collicoli superiori: fanno parte della parte ventrale del tetto nel mesencefalo. ricevono afferenze retiniche e sono responsabili dei movimenti oculari. corpo genicolato mediale: si trova nel talamo (diencefalo). e’ un’importante centro di ritrasmissione dell’informazione acustica poiché fa da tramite dal collicolo inferiore alla corteccia acustica primaria (a1 ). corpo striato: è un complesso formato dal nucleo caudato e dal putamen (nuclei della base). sono delle formazioni nucleari profonde del telencefalo. in esso terminano tutte le afferenze dei nuclei della base; il putamen è implicato principalmente nel controllo motorio, il nucleo caudato nel controllo dei movimenti oculari e in alcune funzioni cognitive, e la parte ventrale dello striato è in rapporto con altre aree corticali che mediano gli effetti delle emozioni sul comportamento. corteccia acustica primaria: è localizzata nel giro temporale superiore (area 41 e 42 di brodmann). essa discrimina caratteristiche relative al tempo interaurale, all’intensità interaurale e alla frequenza dei segnali acustici. riceve afferenze dalle cellule acustiche talamiche e le trasmette alle aree corticali uditive superiori. corteccia premotoria: si trova nel lobo frontale, rostralmente alla corteccia motrice primaria e lateralmente all’area motrice supplementare. essa è implicata nel controllo dei muscoli assiali e prossimali per le proiezioni che invia ai sistemi discendenti mediali del tronco dell’encefalo e del midollo spinale che controllano i muscoli prossimali ed assiali. questo controllo è importante per le fasi iniziali di orientamento del corpo e del braccio verso un oggetto. le afferenze che riceve dalla corteccia parietale posteriore ci inducono a pensare che essa sia implicata anche nel controllo dei movimenti guidati da segnali visivi o somato-sensitivi. corteccia supplementare motoria: si trova nel lobo frontale, rostralmente alla corteccia motrice primaria, nella parte mediale. essa è implicata nella programmazione di sequenze motorie complesse e coordina i movimenti bilaterali. corteccia visiva secondaria (area 18): ganglio del corti: il ganglio spirale o ganglio del corti è localizzato in prossimità del modiolo della coclea, nell’orecchio interno. nelle sue branche periferiche contiene neuroni bipolari che innervano le cellule ciliate e nelle sue branche centrali delle cellule gangliari che formano il nervo acustico e ritrasmettono al nucleo coclearie. gangli delle radici dorsali: si trovano in prossimità del midollo spinale, quindi fanno parte del sistema nervoso periferico, sezione somatica. essi contengono i corpi cellulari dei neuroni sensitivi che portano informazioni al snc dalla cute, dai muscoli e dalle articolazioni. globus pallidus: è un nucleo della base che si trova nel telencefalo, ed è costituito da un segmento esterno e da un segmento interno. esso riceve afferenze da specifiche regioni della corteccia cerebrale per il tramite del corpo striato (nucleo caudato e putamen). ha connessioni reciproche con il nucleo subtalamico, che a sua volta riceve dalla corteccia motrice e da quelle premotoria. da esso e dalla substantia nigra si originano le principali vie efferenti dei nuclei della base che proiettano alla corteccia prefrontale, premotoria, motoria supplementare e motrice primaria influenzando i sistemi corticobulbare, corticospinale e i movimenti volontari. ipotalamo: si trova nel diencefalo. e’ disposto ventralmente al talamo. esso controlla il sistema nervoso autonomo e la secrezione ormonale da parte dell’ipofisi. ippocampo: si trova nel lobo libico. e’ un importante magazzino a lungo termine per la memoria esplicita. si suppone che in esso vengano conservate tracce mnemoniche che sono poi trasferite in particolari regioni della corteccia cerebrale. locus coeruleus: si trova nel ponte (metencefalo). i suoi neuroni rilasciano norepinefrina che da origine ad azioni modulatorie complesse. il locus coeruleus proietta all’ippocampo e a numerose regioni della corteccia cerebrale, prendendo parte alla regolazione: dell’attenzione, del livello di attivazione, dei cicli sonnoveglia, dell’umore, del metabolismo cellulare, dell’apprendimento e della memoria, dell’ansieta’ e del dolore. fa parte della formazione reticolare insieme ai nuclei del raphe. nuclei del corpo trapezoide: si originano dagli assoni dei nuclei cocleari la loro funzione e distinguere il suono in base alle differenze di tempo nucleo cuneato: si trova nella parte inferiore del bulbo. e’ un importante nucleo di ritrasmissione dell’informazione sensoriale insieme al nucleo gracile. i loro assoni ascendono al lemnisco mediale e ritrasmettono informazioni tattili e propriocettive al talamo. nuclei della base: nucleo caudato (movimenti oculari, alcune funzioni cognitive) putamen (controllo motorio). questi due fanno parte dello striato o neostriato che raccoglie le principali afferenze della parte ventrale. agisce sugli effetti delle emozioni sul comportamento. globus pallidus (segmento esterno, ha afferenze con lo striato e proietta al nucleo subtalamico) nucleo subtalamico amplificazione minore, una risoluzione temporale elevata (in grado di seguire un oggetto che cambia luce e si muove velocemente) e infine sono più sensibili alla luce diffusa assialmente. il sistema dei coni ha un’acuità visiva elevata ed è tricromatico. i coni svolgono una funzione importante nella percezione del colore. (v-f) giustificare vero. esistono tre tipi di coni ciascuno dei quali possiede un pigmento diverso ed è particolarmente sensibile a una parte dello spettro del visibile. permettono quindi la visione dei colori. la rodopsina è il fotopigmento dei bastoncelli. (v-f) giustificare vero. la rodopsina è una proteina che si trova nelle cellule a bastoncello della retina umana e permette la vista in bianco e nero. descrivere la fototrasduzione nei fotorecettori della retina. al buio la membrana dei fotorecettori è depolarizzata (-35mv) in quanto ci sono molto canali na+ tenuti aperti dal gmpc. in questa situazione c’è molto dispendio metabolico da parte delle pompe sodio-potassio. la luce causa l’isomerizzazione del retinale e fa sì che la rodopsina (contenuta nei bastoncelli, ma la fototrasduzione è identica anche nei coni) diventi metarodopsina che attiva una proteina-g, la trasducina che attiva l’effettore primario pde che va a distruggere il gmpc e provoca la chiusura dei canali na+ passivi di membrana e di conseguenza un’iperpolarizzazione. e’ il segnale graduato per definizione, man mano che la luce assorbita aumenta, amuneta l’iperpolarizzazione fino all’ampiezza massima che un fotorecettore può fornire (saturazione). l’aumento della luminanza media aumenta la soglia dei fotorecettori. (v-f) giustificare vero. con l’aumento dell’intensità luminosa cambia la soglia e la saturazione dei fotorecettori. fra la minima quantità di luce ambientale che si riesce ad assorbire, ovvero un fotone da parte dei bastoncelli e la completa saturazione dei coni c’è un rapporto di cento miliardi. la sensibilità alla luce diminuisce passando dalla visione foveale a quella periferica. (v-f) giustificare. falso. la sensibilita alla luce aumenta passando dalla fovea alla parte periferica perche nella zona foveale troviamo solo i coni che hanno una sensibilità inferiore ai bastoncelli presenti nella periferia. definire l’acuità visiva. l’acuità visiva o risoluzione spaziale, consiste nel discriminare due stimoli adiacenti, fissato appunto dall’angolo limite. e’ determinata dalla disposizione geometrica dei fotorecettori e declina dalla fovea alla parte periferica del campo visivo, in quanto i bastoncelli hanno una grande convergenza al contrario dei coni. nella fovea infatti, la distanza tra la fila di coni e un’altra è di 5 micron che sottende ad un angolo visivo di 1/60 di grado. in basse quantità di luce l’acuità visiva diminuisce. (v-f) giustificare vero. i coni foveali a causa del loro fitto impacchettamento ci consentono un’alta acuità visiva, purchè la luminosità sia sufficiente al loro funzionamento avendo quantità inferiori di fotopigmento rispetto ai bastoncelli. la capacità di percepire il colore di uno stimolo visivo è migliore nella periferia della retina che nella fovea. (v-f) giustificare. falso. nella fovea sono concentrati i coni, fotorecettori responsabili della visione cromatica in quanto ve ne sono di contenenti tre diversi foto pigmenti sensibili a tre diverse lunghezze d’onda. il dicromatismo è un difetto della visione dei colori per cui i soggetti possono riconoscere solo due colori, il rosso e il verde. (v-f) giustificare falso. non è del tutto corretto. il dicromatismo è un difetto per il quale i soggetti che ne sono affetti sono capaci di compiere solo due tipi di discriminazione visiva (anziché tre come nell’individuo sano), ossia una tra la luce e il buio e una tra il giallo e il blu oppure tra rosso e verde. quali sono le principali differenze fra la visione fotopica e scotopica? la visione scotopica è la visione monocromatica dovuta unicamente all’attività dei bastoncelli, che a un livello di illuminazione molto bassa, permette di rilevare differenze di brillanza ma non di cromaticità. la visione fotopica invece, è dovuta all’attività dei coni durante un livello di luminosità diurna e permette la visione cromatica. spiegare attraverso quali connessioni sinaptiche si determina l’organizzazione dei campi recettivi delle cellule retiniche in due zone, il centro e la periferia, che rispondono alla luce in maniera antagonista. le afferenze di una cellula gangliare originano sempre dagli stessi fotorecettori, localizzati in una ristretta zona di retina che costituisce il campo recettivo della cellula gangliare stessa. tali campi recettivi sono di forma rotondeggiante ed è possibile distinguervi un’area centrale un’area periferica. le cellule centro-on vengono eccitate dalla stimolazione dell’area centrale e inibite da quella della periferia, le centro-off rispondono al meccanismo contrario. se vengono stimolate entrambe le aree la cellula non risponde. analizzano perciò i contrasti e vanno a costituire due linee in parallelo per l’analisi dell’informazione visiva. descrivere i meccanismi attraverso i quali emergono risposte di tipo centro on e centro off nelle cellule bipolari della retina. a livello delle cellule bipolari l’informazione visiva si ripartisce tra la via centro-on e quella centro-off. un unico cono forma sinpasi con due cellule bipolari (centro-on e centro-off) ciascuna delle quali stabilisce connessioni eccitatorie su una cellula gangliare del proprio stesso tipo. quando la luce iperpolarizza il cono, la cellula bipolare centroon viene eccitata, mentre quella centro-off inibita. entrambe le risposte sono dovute al glutammato. la risposta delle cellule bipolari alla stimolazione dell’area centrale dei loro campi recettivi è antagonizzata dalla stimolazione dei fotorecettori che controllato la periferia dei campi recettivi stessi, azione mediata dalle cellule orizzontali. l’iperpolarizzazione delle cellule orizzontali dovuta all’iperpolarizzazione di un cono che controlla la periferia farà diminuire il nt inibitorio liberato sui coni che controllato il centro, che di conseguenza si depolarizzeranno e ciò farà sì che la cellula gangliare centro on si iperpolarizzi. tra le cellule gangliari retiniche, solo quelle parvocellulari possiedono campi recettivi con opponenza centro-periferia. (v-f) giustificare. falso. tutte le cellule retiniche hanno campi recettivi con opponenza centro-periferia. quelle p consentono l’acuità visiva e di discriminare contrasti rosso-verde. le cellule retiniche magnocellulari non hanno un ruolo nella visione dei colori. quali caratteristiche dei loro campi recettivi giustificano questo? le cellule m, magno cellulari, che rappresentano il 15% delle cellule retiniche non combinano in maniera opponente l’uscita dei coni che con il loro foto pigmento assorbono lunghezze d’onda diverse, al contrario delle parvocellulari che hanno un campo recettivo opponente al rosso e verde. nello stimolo di contrasto però, più veloce sarà il movimento, più useremo le m. una lesione completa del nervo ottico destro comporta la cecità nell’emicampo visivo sinistro. (v-f) giustificare. falso. una lesione completa del nervo ottico destro comporterà la cecità nell’emicampo visivo ipsilaterale, in quanto la crociatura parziale la troviamo nel chiasmo ottico e nel tratto che ne fuoriesce, il tratto ottico. descrivere il decorso delle vie visive dalla periferia alla corteccia visiva primaria. descrivere brevemente le vie visive. dagli occhi esce il nervo ottico che va a convergere sul chiasmo ottico nel quale avviene una parziale crociatura. il tratto di fibre che ne esce è denominato tratto ottico e va a convergere nel corpo genicolato laterale che proietta poi alla corteccia visiva primaria. a ciascun corpo genicolato laterale arriva quindi l’informazione relativa all’emicampo visivo controlaterale. il corpo genicolato è formato da sei lamine, ciascuna delle quali riceve da un solo occhio (l’informazione è ancora quindi monoculare); gli strati 1 e 2 ricevono dalle cellule gangliari m, gli altri dalle p (le k terminano invece negli strati intralaminari). il genicolato non opera quindi grandi trasformazioni dell’ingresso della retina e i campi recettivi sono simili a quelli visivi. la lesione selettiva degli assoni di più piccole dimensioni nel nervo ottico comporta la riduzione della capacità di percepire il movimento. (v-f) giustificare la risposta delle cellule del corpo genicolato laterale ad una barra luminosa dipende fortemente dall’orientamento e dalla direzione di movimento della stessa. (v-f) giustificare. falso. sono le cellule corticali che sono selettive per l’orientamento di uno stimolo. a differenza dei neuroni corticali visivi degli strati 2 – 3 e 5 – 6, le cellule del genicolato non cambiano le proprie risposte a seconda di particolari caratteristiche dello stimolo ma a seconda del contrasto. la risposta delle cellule del corpo genicolato laterale ad uno stimolo luminoso di forma circolare dipende fortemente dalle dimensioni dello stimolo. (v-f) giustificare la risposte delle cellule del genicolato sono identiche alle risposte della retina e quindi non discriminano uno stimolo luminoso a seconda della forma o dimensione, ma solo del contrasto. descrivere l’organizzazione funzionale della corteccia visiva primaria. la corteccia visiva primaria (area 17) è situata nel lobo occipitale e riceve info dal nucleo