È una cellula come tutte le altre
dell’organismo, ma con
caratteristiche uniche:
Nucleo - Contiene il materiale
genetico (cromosomi)
Nucleolo - Produce i ribosomi,
necessari per la traslazione
delle informazioni genetiche
nelle proteine.
Corpi di Nissl - Gruppi di
ribosomi utilizzati per la sintesi
proteica.
Reticolo endoplasmico (RE) Sistema di vescicole utilizzate
per trasportare materiale nel
citoplasma,importante per la
sintesi proteica.
Apparato di Golgi - importante
per l'immagazzinamento di
peptidi e proteine (compresi i
neurotrasmettitori) in vescicole.
Microfilamenti/Neurotubuli Sistemi di trasporto all'interno
del neurone, utilizzati anche
come supporto strutturale.
Mitocondri- Producono energia
per alimentare le attività
cellula.
Forma tipica
Corteccia cerebrale cellule piramidali
Midollo spinale
Cellule del Purkinje
(cervelletto)
retina
Gangli
sensitivi delle
radici dorsali
Motoneurone spinale,
cellule piramidali,
cellule di Purkinje
- Membrana esterna capace di produrre e trasmettere
degli impulsi elettrici e di mantenere dei gradienti
ionici
- Capacità di produrre e liberare messaggeri chimici:
neurotrasmettitori
- Presenza di una struttura unica deputata al
trasferimento dell’informazione da un neurone al
successivo (neurone, muscolo, cellule secernenti)
Costituita da un doppio strato di
molecole lipidiche disposte con le
estremità idrofile in direzione
dell’acqua intra ed extra cellulare
e le estremità idrofobe verso
l’interno della membrana
Esiste una notevole differenza in composizione tra il liquido intra ed
extra cellulare ( concentrazione Na+ extra è 10 volte superiore a
quella intra cellulare, esattamente il contrario per il K+)
proteine pompa: spostano ioni contro un gradiente di
concentrazione
Il doppio strato lipidico non permette il passaggio di molecole cariche
elettricamente
proteine canale: vie selettive per la diffusione di ioni specifici
pompa ATPasica Na-K
- è aperta verso l'esterno
- ha una bassa affinità per gli
ioni Na+, che quindi si
staccano
- ha una elevata affinità per
gli ioni K+, che quindi si legano
Condizioni di riposo
In presenza di ATP si modifica la
conformazione spaziale con conseguente:
- apertura verso l'interno
- perdita di affinità per il K+,
- acquisizione di una elevata affinità per
il Na+
Il legame dei Na+ e la perdita dei K+
determina una ulteriore modifica
conformazionale che riporta la pompa alle
condizioni originali
attiva
Ciascuna pompa scambia 3 ioni Na+ con 2 ioni K+, per
ogni legame fosfato dell’ATP
Lavorando alla velocità massima può scambiare 200 ioni
sodio con 130 ioni potassio al secondo.
Un neurone ha circa un milione di pompe con una
capacità complessiva di trasferimento di 200 milioni
ioni sodio al secondo
Le pompe Na-K consumano circa il 70% dell’energia
della cellula nervosa
Proteine canale
Hanno due proprietà:
selettività: permeabilità a specifici ioni (non è assoluta)
meccanismo di porta: capacità delle proteine di subire delle
modificazioni conformazionali
porta a potenziale o canali a sbarramento di potenziale: risponde a
differenze di potenziale (canali del Na)
porta chimica o canali a sbarramento di ligando: risponde al legame
di una “particolare” molecola con una regione recettrice del canale
sbarramento di ligando
fosforilazione (trasferimento di un
gruppo fosforico ad alta energia)
sbarramento di potenziale
Stiramento o variazioni meccaniche
di pressione ( forze meccaniche che
insorgono per via delle interazioni
esistenti tra citoscheletro e canali)
Servono per riconoscere e legarsi ad
alta specificità con vari tipi di molecole
(neurotrasmettitori, ormoni,
neuromediatori)
Sono associate a delle proteine canale
o a degli enzimi
neurotrasmettitore
recettore
enzima
(Adenilciclasi)
AMPc
ATP
Il potenziale di membrana è una
conseguenza della separazione di
cariche elettriche di segno
opposto ai lati della membrana
L’apertura o chiusura dei canali
altera e muta il potenziale di
membrana
Na+
Na+
Cl- K+
Na+
Cl-
Na+ +
K
ClNa+ Na+Na+Cl
Na+
Na+
Na+
ClCl-
Cl-
Na+
K+ Na+
Na+
Na+
Cl-
Cl-
POTENZIALE DI MEMBRANA
Na+
Cl-Na+
Na+
Cl-
K+Cl
Cl-
Cl-
K+ Na+
Na+
K+
Na+
Cl-
Cl-
K+ Na+ K+ Na+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ Na+ Na+ Na+
K+
Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- ClK+
+
Na
K+
K+
K+
K+ ClK+
ClK+
+ K+
Na
+
K
ClK+ Cl+
K
Cl
K+
Na+ K+ +
+
K
Na
+
Cl
K
K+
Cl+
K
Cl
Cl
Cl+
Na
+
Cl
K+
Cl- Na Na+
K+
+
K
+
K
K+
K+
Na+
+
K
K+
ClClK+
Cl
ClClCl
+
Na
Dipende dalla
distribuzione della
carica elettrica
Il gradiente di
concentrazione
per i K+ spinge i K+
fuori dalla cellula
con una perdita di
carica positiva
Il potenziale di
equilibrio del K+ è
-70mV
La pompa Na-K
mantiene costante
la concentrazione
ionica: esterno
Na+ interno K+
Uno stimolo momentaneo
depolarizza parzialmente la
membrana
Apertura dei canali del Na
ulteriore depolarizzazione
raggiungimento del potenziale di
equilibrio del Na +50mV
Disattivazione dei canali del Na
e chiusura
Azione della pompa
raggiungimento del potenziale di
riposo
Conduzione continua
Velocità 1m/sec
Conduzione
saltatoria
Velocità 120m/sec
Nodi di Ranvier
oligodendrociti
Nodi di Ranvier
Cellule di Schwann
Oligodendrocita
costituisce la guaina mielinica
negli assoni del SNC
Ruolo attivo nel metabolismo
dei neurotrasmettitori
nello sviluppo embrionale
nel bilancio ionico
Azione riparatrice
astrocita
Flusso
assoplasmatico:
lento, unidirezionale,
anterogrado
rinnova l’assoplasma –
utilizza le proteine del
citoscheletro – massima
importanza durante lo
Flusso assonico:
sviluppo
Veloce (400 mm al giorno), bidirezionale
Trasporto anterogrado: organuli membranosi (vescicole sinaptiche e
secretorie, membrane sinaptiche)
Trasporto retrogrado: membrane da degradare, fattori neuronotrofici
E’ la via seguita dai virus erpetici e della rabbia, dalla tossina tetanica
E’ un processo attivo, necessita della presenza di O2 e di ATP, sono implicati i
microtubuli. La velocità dipende dalla temperatura
I neuroni elaborano solo tre classi di proteine:
-Le proteine del citosol costituiscono i due gruppi principali presenti
nelle cellule: gli elementi fibrillari che costituiscono il citoscheletro
(neurofilamenti, tubuline e actina) e i vari enzimi che catalizzano le
reazioni
- Le proteine mitocondriali (codificate dal nucleo) inducono dei
meccanismi mediante i quali ogni particolare sostanza è in grado di
andare a localizzarsi negli organuli che contribuisce a costituire
- Le proteine di membrana e i prodotti di secrezione (vescicole
secretorie e sinaptiche, membrane plasmatiche ecc) vengono
sintetizzati nel reticolo endoplasmatico, passano attraverso le
cisterne dell’apparato del Golgi dove vanno incontro a modificazioni
biochimiche atte a renderli idonei ad essere incorporati nei
particolari organuli
generalità
membrana
Proteine
pompa
Proteine
canale
recettori
Generazione
impulso
trasmissione
glia
Trasporto
intracellulare
Sintesi
proteica