7sist nervoso

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7sist nervoso

  1. 1. Metabolismo cerebrale L’approvvigionamento da parte del cervello avviene in dipendenza del trasporto di molecole attraverso BBB Poche sostanze NON sono soggette a controllo: Ossigeno, glucosio, corpi chetonici, etanolo
  2. 2. Caratterizzato da Presenza di barriera emato-encefalica (BBB) Sostanze anfipatiche+liposolubili passano Sostanze idrofiliche solo se c’è un trasportatore
  3. 3. Caratterizzato da barriera emato-encefalica (BBB)
  4. 4. CERVELLO Usa 2 substrati energetici: Normalmente Glucosio Digiuno prolungato Corpi chetonici Glucosio utilizzato: 100-120 g/die (25% del glu totale)l’ATP serve per mantenere pompe ioniche (NA-K) O2 (1/5 del totale)
  5. 5. Glucosio passa BBB (GLUT-1; insulino-indipendente) l’utilizzo di glucosio NON dipende da insulina Glucosio: • 85% glicolisi/Krebs  ATP • 10% glicolisi anaerobia (Produce un poco di acido lattico) • 5% Pentoso-fosfati NADPH sintesi di lipidi , soprattutto guaine mieliniche • Il cervello dipende dal fegato per quanto riguarda la regolazione della glicemia sia in condizioni di buona alimentazione (glicogenosintesi/lisi) sia nel digiuno (gluconeogenesi) • Glicogeno: quasi nullo (sopravvivenza 3 minuti)
  6. 6. Solo i corpi chetonici (acetoacetato, betaidrossibutirrrato, prodotti dal fegato) possono sostituire il glucosio come fonte energetica. Dall’acetone non si puo’ ricavare energia Digiuno, dieta lipidica, diabete, neonato: corpi chetonici Metabolismo dei C.C. Acetacetato + succinilCoAAcetoacetilCoA  2 acetil CoA  Krebs
  7. 7. Aminoacidi • L’ingresso di aminoacidi nel cervello è controllato da trasportatori • Gli a.a. + abbondanti sono glutamato e aspartato che vengono sintetizzati direttamente nel cervello Amino acidi: trasportatori separati (AA neutri, acidi, basici) Gli a.a. che sono anche Neurotrasmettitori non passano liberamente la BBB
  8. 8. glutammico glutammina
  9. 9. Metabolismo Aminoacidi : Alfa-keto glutarico + NH3  glutammico (+ abbondante ) Encefalopatia epatica: incapacità del fegato di eliminare NH3 (come urea ) Glu  Piruvico   Citrato  urea) a-chetoglutarico  CO2+ATP + NH3 ( se il fegato non fa Glutammico +NH3 glutammina
  10. 10. Lipidi • Il cervello è incapace di utilizzare lipidi per produrre energia: Manca di betachetotiolasi attiva sugli acidi grassi a lunga catena. Non fa betaossidazione può fare sintesi di lipidi ( fosfolipidi e colesterolo) Può importare lipidi (LDL) attraverso la BBB (ac. Grassi essenziali)
  11. 11. Trasporti nei neuroni 11
  12. 12. Caratteristiche principali dei neuroni • • • • 13 Lunghezza fino 1 m Trasporti veloci nucleo-terminali: motori molecolari – Trasporto anterogrado: kinesina – Trasporto retrogrado: dineina Gran numero di interconnessioni (plasticità) – Sinapsi elettriche - più veloci • Apertura dei canali voltaggio dipendenti da assoni a neuroni – Sinapsi chimiche - più versatili (esistenza postulata nel 1904): • Sostanze che aprono/chiudono un canale ionico • Sostanze che si legano a un recettore che rilascia un 2° messaggero che causa l’apertura/chiusura del canale ionico Perdita della capacità riproduttiva – Apoptosi = morte neuronale
  13. 13. Na K ATPasi 1 2 3 La diffusione laterale del Na apre altri canali più a valle: propagazione
  14. 14. Canali ionici voltaggiodipendenti • • Membrana polarizzata: – Canali chiusi • Na+ e K+ non passano Membrana depolarizzata: – Canali aperti • Na+ e K+ passano seguendo il gradiente di concentrazione • t <1 msec 15
  15. 15. Mielina • Formata da cellule gliali (Schwann nel SNP e oligodendrociti nel SNC) – Isolamento elettrico – Aumenta la velocità di propagazione • Sclerosi multipla=demielinazione 16
  16. 16. SINTESI neurotrasmettitori
  17. 17. DECARBOSSILAZIONE di A.A. Decarbossilasi PLP QUESTA REAZIONE FORMA LE AMMINE BIOGENE (es. NEUROTRASMETTITORI)
  18. 18. Amine biogene (decarbossilazione PALP-dipendente degli a.a.) Si forma da: Ac.Glutammico Serina Fenilalanina Triptofano Istidina GABA Colina (Acetilcolina) Catecolammine(adren alina) Serotonina Istamina Arginina NO
  19. 19. I PRINCIPALI NEUROTRASMETTITORI
  20. 20. (serotonina)
  21. 21. Acetilcolina Parasimpatico autonomo, gangli del simpatico (memoria) e giunzioni neuromuscolari • Colina + AcCoA → Acetilcolina + CoASH (colina acetil transferasi) • Recettori – Nicotinico (gangli e giunzioni neuromuscolari, canale ionico per Na e K, veloce) – Muscarinico (diffuso nel SNC, muscolatura liscia e ghiandole sotto controllo del sistema parasimpatico, inibito da atropina) • Degradata da acetilcolinesterasi 24
  22. 22. Altri neurotrasmettitori • Neuropeptidi proteici o oppiodi – Endorfine, encefaline, somatostatine, LH, angiotensine etc – Sintetizzate come pro-peptidi e idrolizzati – Mediatori di risposte sensoriali e emotive (fame, sete, piacere, dolore, etc) • Ossido nitrico (NO) – Memoria – Controllo delicato (tossico sia se presente a livelli bassi sia alti) – Non si accumula in vescicole ma viene rilasciato continuamente • ATP – Recettori dell’adenosina (inibitori) 25
  23. 23. Neurotrasmettitori • Eccitatori (causano depolarizzazione del neurone postsinaptico, favoriscono la genesi del potenziale di azione): – Acetilcolina (inibito da nicotina), aspartato, dopamina, istamina, norepinefrina, epinefrina, ATP, glutamato, 5-idrossitriptamina (serotonina) • Inibitori (causano iperpolarizzazione del neurone postsinaptico, inibiscono il potenziale di azione): – 4-γ-aminobutirrato (GABA, inibito da barbiturici), taurina, glicina (inibito da stricnina) 26
  24. 24. RILASCIO Neurotrasmettitori
  25. 25. • Rilasciate per esocitosi Vescicole sinaptiche – Piccole: contengono solo il neurotrasmettitore – Grandi: contengono anche gli enzimi per la sintesi del trasmettitore – – – – – – 30 Sinapsina: esecutore di esocitosi Sinaptofisina: forma il canale di fuoriuscita della vescicola Sinaptotagmina: “docking” sulla membrana post-sinaptica Sintaxina: interazione con Ca++ Sinaptobrevina: trasporto della vescicola attraverso lo spazio sinaptico, inibita dalle tossine del tetano e della pertosse Rab3: docking e fusione
  26. 26. RECETTORI
  27. 27. ( Canali ionici aperti da ligandi ) ( Con attività guanilico ciclasi ) ( Con attività tirosina-chinasi ) (Collegati a proteine G)
  28. 28. NT ---> 2° messaggero
  29. 29. INATTIVAZIONE
  30. 30. Acetilcolina acetilcolinesterasi Acetato + colina
  31. 31. Recettore Paralisi spastica Paralisi flaccida antagonista Acetilcolina Acetato + colina acetilcolinesterasi Inibitori
  32. 32. Dopamina Maggior neurotrasmettitore dei gangli basali e movimento volontario • 5 recettori diversi per dopamina (D1 → D5) – Ciascuno con secondi messaggeri, agonisti e antagonisti diversi – Parkinson (difetto in D4) – Schizofrenia (difetto in D2) • Metabolita terminale della degradazione di dopamina: ac. Vanillilico, dosabile nelle urine 42
  33. 33. circolo Carbidopa SNC Carbidopa
  34. 34. RDA 700 Uova 942 µg Latte 295 Carote 1148 Avitaminosi A: Cecità notturna (aumento della soglia visiva),
  35. 35. luce Tutto-transretinale
  36. 36. Rodopsina Proteina integrale di membrana • Parte proteica: opsina • Gruppo cromoforo: retinale • Nella membrana del disco, non della cellula
  37. 37. Impulso luminoso -30 mV -50 buio

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