Metabolismo cerebraleL’approvvigionamento da parte delcervello avviene in dipendenzadel trasporto di molecoleattraverso BB...
Caratterizzato da barriera emato-encefalica (BBB)
Caratterizzato da Presenza di barriera       emato-encefalica (BBB)Sostanze anfipatiche+liposolubili passano   Sostanze id...
Glucosio passa BBB (GLUT-1; insulino-indipendente)  l’utilizzo di glucosio NON dipende da                    insulinaGluco...
CERVELLOUsa 2 substrati energetici:Normalmente GlucosioDigiuno prolungato Corpi chetoniciGlucosio utilizzato: 100-120 g/di...
Solo i corpi chetonici (acetoacetato,  betaidrossibutirrrato, prodotti dal fegato)  possono sostituire il glucosio come fo...
Aminoacidi• L’ingresso di aminoacidi nel cervello è  controllato da trasportatori• Gli a.a. + abbondanti sono glutamato e ...
glutammico      glutammina
Metabolismo Aminoacidi :Alfa-keto glutarico + NH3  glutammico (+ abbondante )Encefalopatia epatica: incapacità del fegato...
Lipidi• Il cervello è incapace di utilizzare  lipidi per produrre energia:    Manca  di betachetotiolasi attiva sugli acid...
Trasporti nei neuroni11
Caratteristiche principali dei                  neuroni•    Lunghezza fino 1 m•    Trasporti veloci nucleo-terminali: moto...
Na K        ATPasi        31   2        La diffusione        laterale del Na        apre altri canali        più a valle: ...
Canali ionici voltaggio-                   dipendenti•    Membrana polarizzata:     – Canali chiusi        • Na+ e K+ non ...
Mielina• Formata da cellule gliali (Schwann nel SNP e  oligodendrociti nel SNC)  – Isolamento elettrico  – Aumenta la velo...
SINTESIneurotrasmettitori
DECARBOSSILAZIONE            Decarbossilasi             PLPQUESTA REAZIONE FORMA LE AMMINE BIOGENE (es.NEUROTRASMETTITORI)
Amine biogene (decarbossilazione PALP-dipendente degli a.a.)        Si forma da:                     GABA        Ac.Glutam...
I PRINCIPALINEUROTRASMETTITORI
(serotonina)
Acetilcolina  Parasimpatico autonomo, gangli del simpatico (memoria) e                  giunzioni neuromuscolari• Colina +...
Altri neurotrasmettitori• Neuropeptidi proteici o oppiodi   – Endorfine, encefaline, somatostatine, LH, angiotensine etc  ...
Neurotrasmettitori• Eccitatori (causano depolarizzazione del neurone  postsinaptico, favoriscono la genesi del potenziale ...
RILASCIONeurotrasmettitori
• Rilasciate per                         Vescicole sinaptiche  esocitosi  – Piccole: contengono    solo il    neurotrasmet...
RECETTORI
( Canali ionici aperti da ligandi )        ( Con attività guanilico ciclasi )  ( Con attività tirosina-chinasi )  (Collega...
NT ---> 2° messaggero
INATTIVAZIONE
Acetilcolina                    Acetato + colina          acetilcolinesterasi
Recettore                 Paralisi spastica                                               Paralisi flaccida               ...
Dopamina        Maggior neurotrasmettitore dei gangli basali e movimento volontario• 5 recettori diversi per dopamina (D1 ...
circolo          CarbidopaSNC       Carbidopa
RDA                        700Uova                       942 µgLatte                      295Carote                     11...
luceTutto-transretinale
RodopsinaProteina integrale di membrana• Parte proteica: opsina• Gruppo cromoforo: retinale• Nella membrana del disco, non...
Impulso    buio      luminoso-30mV-50
8sist nervoso
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  1. 1. Metabolismo cerebraleL’approvvigionamento da parte delcervello avviene in dipendenzadel trasporto di molecoleattraverso BBBPoche sostanze NON sono soggettea controllo: Ossigeno, glucosio,corpi chetonici, etanolo
  2. 2. Caratterizzato da barriera emato-encefalica (BBB)
  3. 3. Caratterizzato da Presenza di barriera emato-encefalica (BBB)Sostanze anfipatiche+liposolubili passano Sostanze idrofiliche solo se c’è un trasportatore
  4. 4. Glucosio passa BBB (GLUT-1; insulino-indipendente) l’utilizzo di glucosio NON dipende da insulinaGlucosio:• 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)
  5. 5. CERVELLOUsa 2 substrati energetici:Normalmente GlucosioDigiuno prolungato Corpi chetoniciGlucosio utilizzato: 100-120 g/die (25% del glu totale)-l’ATP serve per mantenere pompe ioniche (NA-K)O2 (1/5 del totale)
  6. 6. Solo i corpi chetonici (acetoacetato, betaidrossibutirrrato, prodotti dal fegato) possono sostituire il glucosio come fonte energetica. Dall’acetone non si puo’ ricavare energiaDigiuno, dieta lipidica, diabete, neonatoAcetacetato + 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 cervelloAmino acidi: trasportatori separati (AA neutri, acidi, basici)Gli a.a. che sono anche NT non passano liberamente
  8. 8. glutammico glutammina
  9. 9. Metabolismo Aminoacidi :Alfa-keto glutarico + NH3  glutammico (+ abbondante )Encefalopatia epatica: incapacità del fegato di eliminare NH3 (comeurea )Glu  Piruvico   Citrato  a-chetoglutarico  CO2+ATP + NH3 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 catenapuò fare sintesi di lipidi ( fosfolipidi e colesterolo)Può importare lipidi (LDL) attraverso la BBB (ac. Grassi essenziali)
  11. 11. Trasporti nei neuroni11
  12. 12. Caratteristiche principali dei neuroni• 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 riproduttiva13 – Apoptosi = morte neuronale
  13. 13. Na K ATPasi 31 2 La diffusione laterale del Na apre altri canali più a valle: propagazione
  14. 14. Canali ionici voltaggio- dipendenti• 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. SINTESIneurotrasmettitori
  17. 17. DECARBOSSILAZIONE Decarbossilasi PLPQUESTA REAZIONE FORMA LE AMMINE BIOGENE (es.NEUROTRASMETTITORI)
  18. 18. Amine biogene (decarbossilazione PALP-dipendente degli a.a.) Si forma da: GABA Ac.Glutammico Colina (Acetilcolina) Serina Fenilalanina Catecolammine(adren alina) Triptofano Istidina Serotonina Istamina Arginina NO
  19. 19. I PRINCIPALINEUROTRASMETTITORI
  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. RILASCIONeurotrasmettitori
  25. 25. • Rilasciate per Vescicole sinaptiche esocitosi – Piccole: contengono solo il neurotrasmettitore – Grandi: contengono anche gli enzimi per la sintesi del trasmettitore – 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 30
  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 Acetato + colina acetilcolinesterasi
  31. 31. Recettore Paralisi spastica Paralisi flaccida antagonistaAcetilcolina 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 urine42
  33. 33. circolo CarbidopaSNC Carbidopa
  34. 34. RDA 700Uova 942 µgLatte 295Carote 1148Avitaminosi: Cecità notturna (aumento della soglia visiva),
  35. 35. luceTutto-transretinale
  36. 36. RodopsinaProteina integrale di membrana• Parte proteica: opsina• Gruppo cromoforo: retinale• Nella membrana del disco, non della cellula
  37. 37. Impulso buio luminoso-30mV-50

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