03 Recettori Canale

7/30/2019 03 Recettori Canale

1/49

Golgi Ramon y Cajal

vs

1906

La teoria reticolare vs la teoria neuronale

Premio Nobel per

la medicina


2/49

Trasmissione Sinaptica

Sinapsi elettriche (rare):

Organismi marini: pesci a sangue freddo, cefalopodi, molluschi

UOMO!!!

Sinapsi chimiche (diffuse):

Eucarioti superiori

Recettori-Canale Recettori-G protein


3/49

QuickTime and a

TIFF (LZW) decompressorare needed to see this picture.

SINAPSI ELETTRICHE vsCHIMICHE


4/49

QuickTime and a

TIFF (LZW) decompressorare needed to see this picture.


5/49

LA SINAPSI ELETTRICA: LE CONNESSINE

Loop citoplasmatici

(regolatori)

Loop extracell.

(interazione omofilica)

Cellula A

Cellula B20 nm

emi-connessone


6/49

Sinapsi elettriche

Caratteristiche:

Velocit

Assenza di latenza

Possibilit di essere modulate

Direzionalit preferenziale (Rettificazione)

Trasmissione di ioni o piccole molecoleBidirezionalit


7/49

Minimizzare il tempo di risposta

comportamenti di fugaSincronizzare eventi cellulari

rilascio di ormoni

Coordinazione di gruppi cellulari

sviluppo del sistema nervosoTrasmissione di nutrienti

osteociti

Mutazioni e malattie

Cx-26 sordit

Cx-32 Charcot-Marie-Tooth

Cx40-43 disturbi cardiaci

Cx50 cataratta

A COSA E DOVE SERVONO?


8/49


9/49

Recettori Canale

Anatomia della sinapsi neuromuscolare:

Neurone

Vescicola sinaptica

Spazio

sinaptico

Fibra muscolare


10/49

Il potenziale dazione si sposta lungolassone fino a raggiungere ilterminale sinaptico

Sinapsi Chimica


11/49


londa di depolarizzazione apre ivoltage-activated Ca2+channels

Sinapsi Chimica


12/49


Londa di depolarizzazione apre ivoltage-activated Ca2+channels

Lingresso di Ca2+ causa la fusionedelle vescicole sinaptichecon la

membrana presinaptica

Sinapsi Chimica


13/49

Il potenziale dazione si sposta lungolassone fino a raggiungere il terminalesinaptico

Londa di depolarizzazione apre i

voltage-activated Ca2+channels

Lingresso di Ca2+ causa la fusionedelle vescicole sinaptichecon lamembrana presinaptica

Il neurotrasmettitore diffondeattraverso il vallo sinaptico per legarsial recettore presente sulla membranapost-sinaptica

Sinapsi Chimica


14/49

Il Rilascio delle Vescicole

un evento Ca2+-dipendente

La membrana pre-sinaptica:

Canali voltaggio-dipendenti Vescicole sinaptiche (pits)


15/49

Alcune sinaspi sono situate sui dendriti, altre sulpirenoforo, altre sul cono assonale.

Sinapsi

Chimica


16/49

SinapsiChimica


17/49

Recettori Canale

Sono rappresentati da proteine di membrana che, attraversandola, determinano la

formazione di pori permeabili a specifici ioni in maniera ligando-dipendente

Mediano risposte sinaptiche rapide (0.1-2 msec)

Possono essere di tipo:

Inibitorio: Es. GABAergiche con conduzione di ioni Cl-

Eccitatorio: Es. Colinergiche (nicotiniche) con conduzione di ioni Na+, Ca2+ e

K+


18/49

Se un trasmettitore

determina la

depolarizzazione del

neurone post-sinaptico definito eccitatorio

Neurotrasmettitori eccitatori e inibitori


19/49

Se un trasmettitore

determina la

depolarizzazione del neurone

post-sinaptico definitoeccitatorio

Se un trasmettitore

determina la

iperpolarizzazione delneurone post-sinaptico

definito inibitorio

NEUROTRASMETTITORI ECCITATORI

E INIBITORI


20/49

Se un trasmettitore

determina ladepolarizzazione del neurone

post-sinaptico definito

eccitatorio

Se un trasmettitoredetermina la

iperpolarizzazione del

neurone post-sinaptico

definito inibitorio

Tale caratteristica

determinata essenzialmentedal recettore con cui va ad

interagire!


E INIBITORI


21/49

Laceticolina eccitatoria perch ilsuo recettore un ligand-gated Na+

channel


E INIBITORI


22/49

Laceticolina eccitatoria perch il suorecettore un ligand-gated Na+

channel

Il GABA inibitorio perch il suo

recettore un ligand-gated Cl-channel


E INIBITORI


23/49

Classificazione Recettoriale: domini e

subunit


24/49

Recettori Colinergici

Recettori Nicotinici (ionotropici):

Gangliari autonomiciPlacca Neuromuscolare

Del SNC (aree del sonno, apprendimento)

Nervi splancnici che circondano le cellule

secretorie della midollare del surrene

Recettori Muscarinici (metabotropici):

Periferici Sist. Parasimp.vasodilatazione generalizzata, nonostante

buona parte dei vasi non sia innervata dal

sistema parasimpatico.

Secrezione da parte delle ghiandole

sudoripare innervate da fibre colinergiche

del sistema nervoso simpatico


25/49

Sottotipi recettoriali nicotinici

QuickTime and a

TIFF (Uncompressed) decompressor

are needed to see this picture.

QuickTime and aTIFF (Uncompressed) decompresso r



26/49

Siti di interazione Ligando-Recettore


27/49

Struttura del recettore nicotinico

Immagine 3D del canale

di membrana


28/49

La struttura del Recettore Nicotinico

QuickTime and aTIFF (Uncompressed) decompressor


QuickTime and aTIFF (Uncompressed) decompressor



29/49


30/49

Modulazione della Neurotrasmissione

Recettore

Ligando


31/49

Modulazioni intrinsecheal Recettore-Canale

La conduzione del segnale risente di:

a)Stato di depolarizzazione cellulare (assenza di risposta in cellule depolarizzate nelle sinapsi

eccitatorie, iperpolarizzate in quelle inibitorie)

b)Tempo di stimolazione: inibizione della funzione per stimoli protratti nel tempo,

desensitizzazione. In questo stato il recettore 1000 volte pi affine per il ligando

(caratteristica intrinseca, ma modulabile tramite fosforilazioni)

c)Espressione del recettore in membrana. Il numero di molecole esposte sul versante extra-cellulare pu essere variato in relazione allo stato funzionale della cellula (fenomeni

dipendenti dal Ca++ e dallazione di protein cinasi citosoliche)


32/49

Fosforilazione e funzione recettoriale

PKA PKA

ApertureSpontanee

E probabilit dellevento apertura


33/49


PKCPKC

DesensitizzazioneRapida

(es. nella LTP)


34/49


Tirosin

cinasiTirosin

cinasi

Internalizzazione recettoriale


35/49

come vengo ad essere

integrate le informazioniproveninenti da piu di un

singolo neurone presinaptico?


36/49

sommazione dei potenziali post-sinaptici

Lapertura di un ligand-gated channel produce un potenziale post-sinaptico eccitatorio

(EPSP) o inibitorio (IPSP)

SOMMAZIONE DEI POTENZIALI POST


37/49

SOMMAZIONE DEI POTENZIALI POST-

SINAPTICI Lapertura di un ligand-gated channel produce un potenziale post-sinaptico eccitatorio

(EPSP) o inibitorio (IPSP) Due potenziali post-sinaptici si sommano se si verificano allunisono in punti diversi o nello

stesso punto ma in rapida successione

SOMMAZIONE DEI POTENZIALI POST


38/49

SOMMAZIONE DEI POTENZIALI POST-

SINAPTICI Lapertura di un ligand-gated channel produce un potenziale post-sinaptico eccitatorio

(EPSP) o inibitorio (IPSP) Due potenziali post-sinaptici si sommano se si verificano allunisono in punti diversi o nello

stesso punto ma in rapida successione:

- Sommazione spaziale

- Sommazione temporale


39/49

Poich il voltaggio si propagalungo i dendriti ed il pirenoforo,nei potenziali post-membrana(PSPs) subliminali la forza delpotenziale decade con la distanzadalla sinapsi attiva

CONDUZIONE ASSONALE


40/49

Poich il voltaggio si propagalungo i dendriti ed il pirenoforo, neipotenziali post-membrana (PSPs)subliminali la forza del potenzialedecade con la distanza dallasinapsi attiva

Tanto pi vicina la sinapsi alcono assonale, tanto pi forte sarlinfluenza sul firing post-sinaptico

CONDUZIONE ASSONALE


41/49

La maniera in cui i neuroni sommano

EPSP e IPSP, determinando (o

prevenendo) un potenziale dazione, espressione della integrazione dei

segnali di trasmissione


42/49

LTP ed LTD

la stimolazione neuronale integrata provoca fenomeni

elettrofisiologici di Long Term Potentiation (LTP) e di LongTerm Depression (LTD).

Tali fenomeni sono fondamentali nellinduzione della

plasticit sinaptica, nel rimodellamento delle connessioni

neuronali e quindi nei processi di apprendimento e

memoria


43/49

LTP il termine utilizzato per descrivere un potenziamento notevole e duraturo della

trasmissione sinaptica (aumentata ampiezza dei potenziali post-sinaptici) che si attua

a livello di varie sinapsi del S.N.C. dopo una breve (condizionante) e intensa (burst)

stimolazione presinaptica (circa 100 Hz per 1 sec.)

LTD viene invece indotta da una sequenza pi lunga di stimoli a frequenze pi

basse

Questi fenomeni sono stati studiati nellippocampo e si visto che il fenomeno

apprendimento, nel senso sinaptico, avviene se la forza sinaptica aumentata in

seguito ad attivit simultanea nei neuroni sia pre- sia post-sinaptici

LTP ed LTD


44/49

Tali eventi cellulari potrebbero essere i principali meccanismi alla base

della riorganizzazione neuronale che avviene dopo esposizioni ripetute

agli stimoli (memoria)

La LTP e la LTD sono soggette ad una regolazione assai complessa:

-attivazione dei recettori dopaminergici

-reclutamento aminoacidi eccitatori

-reclutamento sistema inibitorio del GABA

LTP ed LTD


45/49

Recettori per Aminoacidi Ecitatori(Asp, Glut):

Recettori Canale di II classe, possono essere formati sia da omo-tetrameri che

da etero-tetrameri (dimeri di dimeri)

Recettori AMPA: Subunit GluR2 e


46/49

Recettori AMPA: Subunit GluR2 epermeabilit al Ca2+

P(ost-synaptic densities)D(rosophila Disc largetumor suppressor)

Z(zonula occludens-1 protein)

Q= Glutamine > si Ca2+

R=Arginine > no Ca2+

Subunit GluR2


47/49

Recettori per Aminoacidi Eccitatori

Proteine delledensit sinaptiche e

adattatori


48/49

Meccanismi del potenziamento a lungo termine (LPT). A) Con attivit sinaptica infrequente, il glutammato attiva principalmente i recettoriAMPA e i canali del recettore NMDA sono bloccati da Mg2+. B) Dopo una serie di stimoli condizionati, viene rilasciata una quantit sufficiente

di glutammato per attivare i recettori metabotropici, e i recettori NMDA, i cui canali vengono sbloccati dalla depolarizzazione prolungata.

LTP


49/49

Patologie correlate a fenomeni dieccito-tossicit:

Ischemie ed emorragie cerebrali

Punch/Drunk Syndrome

Alzheimer (?)

Parkinson (?)

Intossicazioni alimentari (forma di SLA negli abitanti

dellIsola di Guam, farina di semi Cycas circinalis)

SLA idiopatiche (?)

03 Recettori Canale

Documents

Transcript of 03 Recettori Canale