Sinapsi neuronali

La sinapsi è un particolare tipo di giunzione che avviene tra le cellule neuronali, che riescono così a veicolare segnali all’interno del nostro corpo.

Se analizziamo la polarizzazione delle cellule neuronali, vediamo che dall’esterno il sodio tende ad entrare nella cellula per diffusione (ci sono tanti ioni sodio positivi fuori che tendono ad entrare anche per gradiente elettrochimico), ma la cellula per trasporto attivo tende a trasportarlo fuori, inoltre il potassio per diffusione tende ad uscire dalla cellula secondo il proprio gradiente di concentrazione, ma viene ripompato dentro dalla cellula attraverso un trasporto attivo.

Scambi cellulari,trasporto attivo,diffusione

Il cloro tende a diffondere sia dentro che fuori indistintamente mentre dentro la cellula ci sono molte cariche negative dovute alla presenza di proteine ed ATP. Questa situazione corrisponde allo stato di riposo, la differenza di potenziale tra i due ambienti è di circa -70 mV, nel senso che le cariche positive sono più concentrate fuori mentre dentro alla cellula ci sono più cariche negative. Quando la cellula si depolarizza, il neurotrasmettitore è eccitatorio ed aumenta l’entrata di ioni sodio nella cellula, molto di più rispetto a quanti ioni sodio entravano normalmente. È aumentata così la diffusione del sodio nella cellula che si depolarizza, il potenziale da -70 mV aumenta fino ad arrivare ad un valore di -55 mV: da questo valore parte il cosiddetto potenziale d’azione, un segnale identico per ogni tipo di cellula che raggiunge un valore di polarizzazione non inferiore a -55 mV, chiamato onda di depolarizzazione, che si propaga sempre con la stessa intensità, è infatti un segnale del tipo “tutto o nulla”, nel senso che quando si attiva procede sempre con la stessa velocità e la stessa intensità, ma solamente a partire da un valore di differenza di potenziale di -55mV. Ciò che varia in questo tipo di segnali è la velocità della trasmissione del segnale, non l’intensità dell’onda di depolarizzazione. Il potenziale di membrana così si inverte, si hanno più cariche positive all’interno rispetto all’esterno. Nell’assone mielinico abbiamo un’alta velocità di conduzione, le cariche effettuano il fenomeno della depolarizzazione solamente tra un nodo di Ranvier e l’altro, e non punto per punto come avviene nelle fibre amieliniche. Nelle fibre mieliniche le cariche positive che si formano all’interno dell’assolemma ad un nodo di Ranvier si propagano attivando l’onda di polarizzazione al nodo di Ranvier successivo, ritornando successivamente nella condizione di riposo. L’onda procede sempre in un’unica direzione perchè la zona precedente è stata appena attivata, vive un periodo di refrattarietà, non può dunque essere attivata dalle cariche positive che vi sopraggiungono, che non riescono a far raggiungere in quel punto all’assone un valore di potenziale almeno pari a -55 mV.

Le sinapsi possono essere CITONEURONALI, ovvero tra un neurone ed una cellula extranervosa, come possono essere ad esempio le sinapsi tra una cellula sensitiva secondaria (di natura recettoriale-epiteliale) ed il prolungamento centrifugo della prima cellula sensitiva pseudounipolare, oppure le sinapsi con le cellule muscolari striate scheletriche o le cellule muscolari lisce (nonostante questa innervazione non sia una vera e propria sinapsi) ed INTERNEURONALI, ovvero tra due neuroni, che possono essere asso-dendritiche, asso-somatiche, asso-assoniche, ma anche dendro-dendritiche, dendro-assoniche e dendro-somatiche, in particolare ogni parte del neurone può contattare l’altra parte di un altro neurone ed effettuare la sinapsi. La sinapsi ECCITATORIA aumenta la quantità di sodio nella cellula in modo da attivare il potenziale d’azione, invece nella sinapsi INIBITORIA viene impedito l’instaurarsi del potenziale d’azione, come l’uscita del potassio nel comparto extracellulare, il blocco dell’entrata nella cellula di ioni Na+ porta all’iperpolarizzazione della cellula oppure possiamo instaurarne l’iperpolarizzazione anche con l’entrata massiva di ioni cloro.

Quando andiamo a trasmettere un segnale non vi è un unico contatto tra la membrana pre-sinaptica e la membrana post-sinaptica, ma sono molte le membrane pre-sinaptiche che vanno a fare la sinapsi con la cellula post-sinaptica, che riceve più contatti sinaptici (eccitatori e inibitori) e fa la sommatoria di tutti questi segnali. Oggi si pensa che ogni neurone possa produrre più NEUROTRASMETTITORI, in particolare vediamo come vescicole ellittiche abbiano effetti inibitori mentre vescicole circolari abbiano effetti eccitatori. I neurotramettitori eccitatori d’adrenalina e noradenalina hanno un granulo centrale più scuro ed hanno forma circolare, ed anche l’acetilcolina ha una forma circolare. Anche il dendrite che riceve le sinapsi si comporta alla stessa maniera, fa cioè la sommatoria di tutti i segnali che arrivano sulla sua membrana cellulare. Quando devono essere eliminati i neurotrasmettitori possono essere digeriti da enzimi liberati dalla stessa membrana pre-sinaptica per terminare il meccanismo di sinapsi, mentre in altri casi il neurotrasmettitore (come l’acetilcolina) viene internalizzato dalla membrana pre-sinaptica.

Il sistema nervoso è in grado di aumentare le proprie potenzialità, nel senso che più contatti sinaptici riusciamo a stabilire durante la nostra giornata, impegnando la nostra mente, più questi circuiti sviluppano sinapsi e si mantengono efficienti, a differenza di chi svolge una vita sedentaria e senza impegnare troppo il cervello, dove diminuiscono i contatti sinaptici tra le varie cellule e l’intero sistema funziona in maniera meno efficiente.