Il Meccanismo della Trasmissione Nervosa: Potenziale di Membrana e Sinapsi
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Il Meccanismo della Trasmissione Nervosa
Potenziale di Membrana e la Trasmissione Nervosa
Tutti i segnali nervosi vengono trasmessi dalle fibre nervose, sia nel cervello, nel midollo spinale o nei nervi periferici.
Le fibre nervose percorrono gli assoni. L'assone è una struttura tubolare delimitata da una membrana cellulare e contenente un liquido chiamato assoplasma.
All'interno della membrana delle fibre nervose, esiste un potenziale elettrico di circa -90 mV, chiamato potenziale di membrana. Questo potenziale è generato dalle differenze di concentrazione ionica attraverso la membrana cellulare.
Giunzione Neuromuscolare
Tutti i muscoli scheletrici sono controllati da fibre nervose che originano nel midollo spinale.
Nelle corna posteriori della sostanza grigia si trovano le fibre nervose sensoriali, mentre le fibre motorie partono dalle corna anteriori.
La giunzione tra le fibre nervose e il muscolo si chiama giunzione neuromuscolare.
La placca motrice o giunzione neuromuscolare è la connessione tra la terminazione di una grande fibra nervosa e una fibra muscolare striata.
La fibra nervosa si ramifica al suo termine, formando un complesso chiamato placca terminale o terminazioni assoniche.
Questa placca terminale si invagina nella fibra muscolare, ma rimane all'esterno della membrana muscolare.
L'invaginazione della membrana del muscolo è chiamata fessura sinaptica, e lo spazio tra la terminazione nervosa e il muscolo è chiamato spazio sinaptico.
Questo spazio è occupato da sostanze gelatinose chiamate neurotrasmettitori, responsabili della trasmissione dell'impulso. Nel caso dei muscoli striati, il neurotrasmettitore è l'acetilcolina.
Il Neurone
Il neurone è l'unità fondamentale del sistema nervoso. La sua funzione è quella di guidare e trasmettere gli impulsi nervosi. I neuroni hanno la peculiarità di non riprodursi.
I neuroni sono dotati di estensioni. La maggior parte sono brevi e multiple, chiamate dendriti. Oltre a questi, c'è un'estensione più lunga chiamata assone, che guida l'impulso verso un altro neurone o un organo effettore.
L'assone, una volta uscito dal neurone, è ricoperto da diverse guaine e in questo stato è chiamato fibra nervosa, che termina con una ramificazione chiamata telodendron o terminazione nervosa.
Il corpo cellulare è costituito da un nucleo sferico con nucleolo, circondato dal citoplasma e avvolto dalla membrana cellulare. Nel citoplasma si trovano i mitocondri, l'apparato di Golgi e due strutture caratteristiche: i granuli di Nissl e le neurofibrille. I primi svolgono un ruolo metabolico e scompaiono quando il neurone è stanco o danneggiato. Le neurofibrille attraversano il citoplasma ed estendendosi nelle sue estensioni, ma le loro funzioni sono ancora poco conosciute.
La fibra nervosa o assone è un'estensione del corpo del neurone. L'assone presenta a volte una guaina di mielina e a volte anche una sottile membrana chiamata neurolemma. Entrambe servono come isolanti per evitare la dispersione dell'impulso nervoso. Il neurolemma contribuisce anche alla rigenerazione delle fibre nervose.
La Sinapsi
La sinapsi è la giunzione tra due neuroni. Grazie a questa connessione, i segnali vengono trasmessi da un neurone al successivo o a una cellula muscolare.
Quando un impulso nervoso raggiunge la giunzione neuromuscolare, stimola la membrana del terminale nervoso, causando la rottura di numerose piccole vescicole contenenti acetilcolina, che si riversa nella fessura sinaptica.
L'acetilcolina agisce sulla membrana muscolare, aumentando la permeabilità agli ioni sodio, che entrano nella fibra muscolare, modificando il potenziale di membrana. L'ingresso di ioni sodio (positivi) causa una depolarizzazione della membrana.
Questa depolarizzazione locale (nella giunzione neuromuscolare) genera un potenziale d'azione che si propaga lungo la fibra muscolare in entrambe le direzioni, causando la contrazione.
L'acetilcolina viene rapidamente degradata dall'enzima colinesterasi, presente sulla membrana della fibra muscolare, in acido acetico e colina. Questo permette alla membrana di ripolarizzarsi e prepararsi per un nuovo impulso.
Potenziale di Membrana o di Riposo
Tutte le cellule eccitabili del corpo mantengono un equilibrio elettrochimico ai lati della membrana plasmatica, grazie alla presenza di ioni come sodio, potassio, cloro e magnesio, in diverse concentrazioni intracellulari ed extracellulari.
Questa differenza di concentrazione è determinata da:
- La quantità totale di ioni presenti.
- La differenza di potenziale elettrico esistente.
Tra gli ioni menzionati, i più importanti per il potenziale di membrana sono il sodio e il potassio. Il sodio è più concentrato all'esterno della cellula (extracellulare) e può entrare solo attraverso un meccanismo chiamato pompa sodio. Il potassio è più concentrato all'interno della cellula (intracellulare) e può attraversare la membrana più liberamente. Questo fa sì che l'esterno della cellula sia carico positivamente rispetto all'interno. Se misuriamo il potenziale tra due punti extracellulari o intracellulari, otteniamo un valore di zero. Ma se posizioniamo un elettrodo all'interno e uno all'esterno della cellula, misuriamo un potenziale di circa -90 mV.