Propagazione e trasmissione di
segnali nervosi
La comunicazione tra le cellule
Modalità di comunicazione cellulare:
• Mediante messaggi elettrici
• Mediante messaggi chimici
In ambedue le modalità il messaggio, sia esso una variazione di potenziale o una sostanza
chimica, deve essere generato dalla cellula che lo vuole inviare, trasmesso fino alla cellula
destinataria (cellula bersaglio), ricevuto e riconosciuto da questa.
Le caratteristiche fondamentali di un messaggio sono:
1. il contenuto di informazione;
2. l’indirizzamento o destinazione;
3. la velocità di trasmissione.
Comunicazione elettrica
1. Contenuto di informazione
•
Presenta svantaggi rispetto alla comunicazione chimica,
può avere solo due segni (+ o -); qualitativamente non
modificabile; l’intensità del messaggio è particolarmente
elaborato.
2. Indirizzamento
•
Se non vi è contatto diretto tra le cellule si necessita di
una linea di trasmissione che convogli il segnale ad una
destinazione riservata.
3. Velocità di trasmissione
•
La trasmissione elettrica è lungamente superiore a quella
chimica, è quella che permette la più elevata velocità.
Comunicazione chimica
1. Contenuto di informazione
•
Grandi vantaggi rispetto alla comunicazione elettrica,
qualitativamente è sufficiente cambiare la struttura
molecolare; l’intensità del segnale può essere variato
modificando la quantità del messaggero chimico.
2. Indirizzamento
•
La struttura molecolare del messaggero può contenere
gruppi chimici che definiscono l’indirizzo al quale è
destinato; soltanto cellule con struttura recettrice affine a
questi gruppi sono in grado di ricevere il messaggio.
3. Velocità di trasmissione
•
Grosso svantaggio; notevole tempo di produzione e
liberazione, deve diffondere nei liquidi organici tra cellule
vicine o trasportato per flusso di massa (apparato
circolatorio).
Il neurone
L’unità funzionale del
sistema nervoso è il
neurone.
Cellule eccitabili che generano
e conducono segnali elettrici.
Direzionalità funzionale
Spine dendridiche
Figura 8.30
Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana
© 2010 Pearson Italia S.p.A
Trasporto assonale
Trasporto assonale lento 0,2-2,5 mm/die
Trasporto assonale veloce
•Anterogrado
•Retrogrado
400 mm/die
La mielina
Segnali elettrici nei neuroni
1. Potenziali graduati o locali
•
Appartengono a questa classe i potenziali di recettore
ed i potenziali postsinaptici. Vengono generati in
membrane sprovviste di canali ionici voltaggiodipendenti per in Na+, ma provviste di canali ionici
attivabili da stimoli di diversa natura, es. chimici o
meccanici.
2. Potenziali propagati
•
Sono i potenziali d’azione. Vengono generati solo in
membrane dotate di canali ionici voltaggio-dipendenti
(Na+ e Ca+), definite elettricamente eccitabili.
Potenziali locali o graduati
Graduati = la loro ampiezza è
direttamente proporzionale alla forza
dell’evento che li ha scatenati.
Flusso locale di corrente
Riduzione di intensità:
•Dispersione di corrente
•Resistenza del citoplasma
Potenziale graduato depolarizzante è eccitatorio.
Potenziale graduato iperpolarizzante è inibitorio.
Potenziali postsinaptico eccitatorio
EPSP
Potenziale postsinaptico inibitorio
IPSP
Teoria del cavo
Vx  V0  e

x

V0= differenza di potenziale all’inizio
della rete
x = distanza da X0 dove V è misurata
 = costante di spazio della rete
Costante di spazio 

Rm
Ri  Re
Rm = resistenza della membrana
Ri = resistenza longitudinale interna
Re = resistenza esterna

Rm
Ri
 d
d = diametro della fibra
Velocità di conduzione
τ = Rm·Cm

Rm
Ri  Re
Propagazione degli impulsi nervosi: velocità di
conduzione
Conduzione saltatoria
 = 7 mm
Correnti di circuito locale
v d
v = 1-2 m/s 100 m/s
Sclerosi multipla
Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana
© 2010 Pearson Italia S.p.A
20 m/s
120-140 m/s
800-1000 m
5-10 m