Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica:

 
 
 
Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica
di Viviana Cesana
 
Il documento comprende i seguenti argomenti in ordine --> storia e metodi
d'indagine delle neuroscienze, struttura del neurone, potenziale di riposo e
d'azione, sinapsi, neurotrasmettitori, anatomia macroscopica del Sistema
Nervoso, midollo spinale, tronco encefalico, encefalo, corteccia cerebrale,
cervelletto e diencefalo, circolazione liquorale e vascolarizzazione cerebrale,
sistema somatosensoriale, sistema nocicettivo e temperatura, sistema visivo e
visione, sistema uditivo, sistema vestibolare, sensi chimici, sistema motorio,
contrazione muscolare, riflessi spinali, sistema piramidale ed extrapiramidale,
controllo chimico del comportamento.
Anno Accademico: 2017-2018
 
Università: Università degli Studi di Milano - Bicocca
Facoltà: Medicina e Chirurgia
Corso: Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività
Psichica
Esame: Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività
Psichica
Docente: Nadia Bolognini1. RAPPORTO MENTE-CERVELLO, CENNI STORICI
Preistoria  
Già nella preistoria si inizia ad intuire che il cervello possa influenzare il comportamento. Sono stati ritrovati
referti di ominidi con fori nel cranio: probabilmente si pensava che prova praticando dei fori si potesse
modificare la struttura cerebrale. 
 
Antica Grecia 
Nell’antica Grecia, in particolare con Aristotele, si pensava che la sede dell’intelligenza fosse il cuore,
mentre il cervello era solo un congegno per raffreddare il sangue (il razionale viene considerato “a sangue
freddo”). Solo con Ippocrate si inizia a parlare di “teoria cerebro-centrica”, per cui il cervello è sede delle
sensazioni ma anche dell’intelligenza. Uno dei primi a parlare di cervello come struttura da cui poteva
dipendere un’alterazione nel comportamento fu Galeno che, sezionando il cervello delle pecore, scoprì
l’esistenza del cervelletto dietro il cervello vero e proprio: il cervello veniva considerato sede della
sensazione (es memoria di un dolore), il cervelletto sede del comportamento. Egli notò inoltre i ventricoli
con del liquido all’interno mosso da essi (riprende la teoria dei 4 umori di Ippocrate con la “teoria
ventricolare”  I ventricoli cerebrali del cervello trasportano i liquidi). 
 
Età moderna  
Nel 1500 Vesalio inizia a studiare le menti criminali sezionandole e dando un gran contributo alle nozioni
anatomiche. Cartesio (1596-1650) afferma che l’uomo ha, rispetto agli animali, in più l’intelligenza: la
ghiandola pineale per lui dirige la risposta motoria su comando della mente, e il movimento è permesso
dalla pressione esercitata dal liquor sui muscoli, tramite i nervi. Egli prevede che gli spiriti animali portino le
sensazioni. 
 
Illuminismo 
Sul finire del 18 esimo secolo viene chiarita l’esistenza del SNC, con suddivisione in sostanza grigia e
bianca; si iniziano a studiare i neuroni e i “solchi del cervello”, che lo dividono in regioni che controllano
varie particolari funzioni. Con Luigi Galvani si teorizza che il cervello controlla il movimento tramite
corrente elettrica (bio-elettricità); Volta, ripetendo gli esperimenti di Galvani, sostiene che la contrazione dei
muscoli sia dovuta al collegamento del nervo e del muscolo, e non all’elettricità animale (che non esiste). 
 
Inizi del 1800 
1810: Metodo della lesione sperimentale  Magendie Vs Bell. Il primo dimostra il ruolo delle radici posteriori
nella sensibilità somatica, mentre il secondo dimostra il ruolo della radice ventrale nella motilità. Nello
stesso periodo è molto influente la frenologia di Gall: egli inizia a misurare le dimensioni di diversi cervelli,
affermando che conformazioni diverse determinano tratti della personalità. Flourens, nel 1823, inizia così a
verificare se effettivamente esiste una correlazione tra conformazione fisica della testa e comportamento, e
nota che non era così, ma conclude (tramite esperimenti su uccelli) che tutte le porzioni del cervello
partecipano nella stessa misura a tutte le funzioni mentali. Negli stessi anni tali sistemi di analisi del
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica comportamento animale sono divenuti sempre più sofisticati (vedi Ferrier, Munk, Fritch e Hitzig). 
 
Metà del 1800  
Verso la metà del 1800 si passa agli studi sull’uomo: dalla “scatola nera” alla neuropsicologia e alle
neuroscienze  Broca (vedi caso “Tan”, che dopo un ictus si continuava a muovere ma non poteva parlare,
diceva solo “tan” a ripetizione) e Harlow (caso di Phineas Gage: infilzato da un bastone, una volta rimosso
era diventato isterico e bestemmiava perché aveva danneggiata la corteccia orbitofrontale). Si inizia a
parlare di “correlazione anatomo-clinica” (associazione comportamento - paura). Brodmann, con lo studio
della citologia, individua diverse aree del cervello che ancora adesso sono il sistema dominante per primati
umani e non. 
Dalla teoria evoluzionistica di Darwin si inizia a pensare che uomo e animale derivino da una progenie
comune: se il cervello controlla il comportamento, quelli comuni tra specie possono essere studiati per
ablazione (su animali).  
 
Età contemporanea 
Le neuroscienze oggi sono degli studi scientificamente condotti sul sistema nervoso, un macro-settore che
comprende da medici a psicologi che analizzano le diverse parti e funzioni del cervello scambiandosi
conoscenze. Esse hanno diversi livelli di analisi: 
Molecolare  suddivisa in neurochimica e neurobiologia molecolare, usa materiale genetico neuronale per
comprendere la struttura e funzione delle molecole del cervello e la chimica del SN;  
Cellulare  suddivisa in neuroanatomia, neurobiologia dello sviluppo e neuroscienza computazionale, studia
la struttura del SN, analizza lo sviluppo e maturazione del cervello;  
Sistemica  neuropsicologia dei sistemi cognitivi, studia come i sistemi analizzano le info sensoriali e
regolano la percezione;  
Comportamentale  suddivisa in neuroetologia, neurofarmacologia e psicobiologia, studia le basi neurali e
biologiche del comportamento;  
Cognitiva  suddivisa in psicofisiologia, neurofisiologia, neuropsicologia e psicologia cognitiva, studia in che
modo l’attività del cervello crea la mente e misura le abilità percettive e le attività elettriche nel cervello.  
 
Il cervello umano è stato definito il pezzo di materia più complesso dell’universo, di cui ancora ci sfugge
qualcosa (anche se solo una piccola percentuale).  
 
Clinici specialisti:  
Neuroscienziati sperimentali:  
Metodi di studio (vedi MANUALE):  
- Invasivi su animali (inattivazione aree cerebrali e misurazione attività cerebrale, registrazione attività di
singoli neuroni con elettrodi)  
- Non invasivi sull’uomo (misurazione attività cerebrale, disfunzione aree cerebrali, metodi
comportamentali, metodi di visualizzazione del cervello umano “in vivo” e risonanza magnetica funzionale,
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica elettroencefalogramma EEG, stimolazione transcranica magnetica e elettrica che altera il comportamento)  
 
La Neuropsicologia è un’indagine sistematica dei deficit cognitivi conseguenti a lesione cerebrale a fini
diagnostici e riabilitativi/conoscitivi sull’organizzazione neuroanatomica dei processi cognitivi superiori e
sulla loro organizzazione funzionale.  
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 2. LA STRUTTURA DEL NEURONE E DELLE CELLULE
GLIALI
 
In linea di massima, i neuroni sono circa 100 miliardi e trasmettono l’informazione, mentre le cellule gliali
sono circa 1000 miliardi e svolgono funzioni di supporto e nutritive verso i neuroni. 
Il cervello ha una consistenza morbida, perciò non si può “tagliare a fette”, o almeno non prima di averlo
messo nella formaldeide, un potente battericida con la proprietà di fissare i tessuti. In tal modo il cervello si
indurisce e può essere tagliato per poi analizzarne le varie parti. 
In istologia sono stati studiati 2 metodi per la colorazione dei neuroni (così da individuarne le
caratteristiche): il primo, elaborato da Nissl, consente di distinguere i neuroni dalle cellule gliali e fornisce
istruzioni sulla citoarchitettura; il secondo, elaborato da Golgi, prevede l’uso del nitrato d’argento per
distinguere le varie parti del neurone. I neuroni infatti, una volta “colorati”, sono distinguibili in tutte le loro
componenti: soma, assone, dendriti, neuriti, nucleo, … 
 
LA TEORIA RETICOLARE E LA TEORIA DEL NEURONE: 
Golgi, nella sua Teoria reticolare, afferma che i neuroni esistono ma sono uniti attraverso gli assoni come in
un’unica rete (sincizio). Ramon y Cajal (1954) confuta questa tesi con la Teoria del neurone, affermando
che i neuriti non sono connessi in modo continuativo, quindi i neuroni comunicano per contatto e non per
continuità. Questa teoria, che sta alla base della neurofisiologia contemporanea, si fonda su 4 postulati: 
 
ANATOMIA DEL NEURONE: 
Il neurone è formato da un nucleo avvolto dal soma, da cui si prolunga un unico grande assone e dendriti
(più piccoli); la membrana neuronale separa il neurone da ciò che lo circonda.
 
 
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Soma  parte centrale del neurone di diametro di circa 20 micron. Il suo interno è acquoso, contenente citosol
(ricco di potassio e diversi organuli), apparato di Golgi, mitocondri, RER e REL. Il tutto, escluso il nucleo,
prende il nome di citoplasma. È circondato da una membrana plasmatica lipidica del diametro di 6- 8
nanometri presentante proteine di superficie e intrinseche, che consentono il passaggio degli ioni. 
 
Nucleo  diametro di circa 5 micron, è circondato da una membrana nucleare provvista di fori. In esso ci sono
i cromosomi contenenti DNA in frammenti (in cui ci sono porzioni chiamate geni che servono alla codifica
delle proteine e alla costruzione della cellula nervosa). Attraverso l’espressione genica (lettura DNA)
vengono sintetizzate delle proteine (sintesi proteica, che avviene al di fuori del nucleo, senza che il DNA lo
lasci mai). Per trasportare il messaggio genetico nel citoplasma si utilizza un mediatore, ovvero l’acido
ribonucleico messaggero (mRNA). Il processo di trascrizione è sotto la guida di un enzima che fa sì che
l’mRNA si unisca l’RNA-polimerasi. Le parti di DNA codificanti le proteine si chiamano esoni, le altre
introni; questi ultimi vanno eliminati tramite un processo di “taglia e cuci” (splicing) con cui si mantiene
unita un’unica parte di esoni. L’mRNA esce dal nucleo tramite i fori della membrana per essere letto e dar
vita alla sintesi proteica (traduzione). 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica RER  la sintesi proteica avviene nei ribosomi, strutture che catturano l’mRNA, lo leggono e lo usano per
sintetizzare le proteine che a loro servono, attaccate al RER = sistema di vescicole invaginate che si estende
per tutta la cellula. I ribosomi leggono le istruzioni dell’mRNA e assemblano gli AA in relazione alle
indicazioni genetiche. Non tutti i ribosomi sono legati al RER: alcuni sono liberi nel citoplasma e spesso si
trovano associati in catene dette poliribosomi. Le proteine sintetizzate da esse sono destinate a rimanere nel
citosol, mentre le altre o vanno negli organuli o nella membrana citoplasmatica. Altra importante funzione
del RER è la sintesi dei lipidi che servono per la formazione delle membrane cellulari e plasmatica. 
 
REL  è costituito da membrane o organuli membranosi senza ribosomi associati. Spesso si trova accanto al
RER e ha la funzione di catturare le proteine sintetizzate dai ribosomi e dar loro una forma, e di mantenere
le concentrazioni di calcio. È anche ricco di cellule che producono ormoni steroidei, responsabili della
detossificazione dei farmaci, metabolismo dei carboidrati e biogenesi delle membrane cellulari. 
 
Apparato di Golgi  è più lontano dal nucleo ed è formato da membrane: ha la funzione di rielaborare,
selezionare ed esportare i prodotti cellulari; inoltre seleziona le proteine da liberare nel neurone. 
 
Mitocondrio  organulo addetto alla respirazione cellulare (matrice). Una serie di reazioni che avvengono
nelle sue creste dà origine all’ATP col ciclo di Krebs, che sostiene molte reazioni biochimiche neuronali. 
 
Citoscheletro  è lo scheletro del neurone (gli dà una forma). Ci sono 3 tipi di filamenti: microtubuli
(costituiti da molecole di tubulina, sono i più grossi e percorrono l’assone per tutta la sua lunghezza. La
MAP - proteina associata ai microtubuli - li ancora alla membrana e tra loro; se una MAP - es proteina Tau 
- si sgancia da essi e si porta nel soma crea grovigli neurofibrillari che portano all’Alzheimer. Funzioni =
forma cellula, trasporto assonale e sviluppo prolungamenti); microfilamenti (cavi con proprietà contrattili
formati da polimeri di actina, come nei muscoli, che si avvolgono su se stessi e attraversano il neurone
dall’interno. L’actina dà dinamicità al neurone permettendogli di cambiare forma. Funzioni = cambiamento
forma della cellula e controllo del trasporto di molecole e organuli nel soma); neurofilamenti (formati da
fibrille di citocheratina, sono molto rigidi e stabili. Funzioni = danno al neurone struttura e sostegno).  
Funzioni del citoscheletro: dà forma e resistenza meccanica alla cellula; mantiene nella giusta posizione gli
organi citoplasmatici; costituisce una via di trasporto; una sua degenerazione può portare alla morte
dell’assone e quindi della cellula.
 
 
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Assone  è presente solo nei neuroni, è un neurite la cui lunghezza può arrivare fino al metro. Il punto di
origine dell’assone si chiama cono di integrazione, mentre la sua parte finale ha un rigonfiamento (terminale
presinaptico) che contatta un altro neurone su un dendrite postsinaptico (o sul soma). Tale contatto prende il
nome di sinapsi. L’assone è  molto diverso dal soma sia per gli organuli che contiene sia per le 
sue funzioni: nell’assone per esempio non ci sono i ribosomi, quindi la sintesi in esso NON avviene e le
proteine devono esservi trasportate. Nonostante ciò la sinapsi si basa su proteine, perciò richiede moltissima
energia (è ricco di mitocondri). L’assone contiene vescicole sinaptiche, dove si ha il contatto col dendrite e
da cui parte il segnale elettrico che esce dal neurone (le vescicole rilasciano neurotrasmettitori nella fessura
sinaptica, dove sono catturati dal dendrite di un altro neurone). Nel terminale assonico (dove avviene la
sinapsi, sui bottoni sinaptici = rigonfiamenti) può accadere che il 
neurone si ramifichi, facendo sì che esso possa comunicare con più cellule contemporaneamente. Questa
comunicazione è detta innervazione.
 
TRASPORTO ASSOPLASMATICO: è il trasporto di proteine racchiuse in vescicole dal soma lungo i
microtubuli verso il terminale assonico. Inizialmente si è scoperto un solo tipo di trasporto, detto
anterogrado (= dal soma al terminale), estremamente lento (mesi) e disfunzionale; di fatto però c’è un
secondo meccanismo assoplasmatico retrogrado, molto rapido dal terminale al soma, reso possibile dal
consumo di ATP. Le proteine vengono trasportate in vescicole, a loro volta trasportate da altre proteine
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica (chinesina in direzione anterograda; dineina retrograda). Un taglio all’assone blocca il flusso di proteine
(degenerazione walleriana) e porta alla morte. Il trasporto rapido serve per piccole molecole, quello lento per
enzimi e macromolecole; il trasporto retrogrado più rapido può essere usato dai virus per infettare i neuroni
e penetrare la barriera emato-encefalica (es. Erpes e Rabbia). I ricercatori, tramite traccianti, col trasporto
retrogrado possono tracciare tutto il decorso del trasporto di tali sostanze, individuando le connessioni
neurali. 
 
Dendriti  hanno recettori di superficie (proteine di membrana) e citoplasma simile a quello assonico, ma
talora ci sono poliribosomi producenti le proteine di membrana. Alcuni hanno protuberanze che da un lato
servono ad aumentare le sedi di contatto e dall’altro servono ad isolare i dendriti. L’insieme dei dendriti e
delle loro ramificazioni costituisce l’albero dendritico, da cui possono emergere delle spine dendritiche (=
siti di contatto sinaptico su ciascuno dei quali arrivano 1 o 2 terminazioni assoniche). 
 
CLASSIFICAZIONE DEI NEURONI: 
 
LE CELLULE GLIALI: 
Mentre i neuroni si occupano dell’attività elettrica nel SN, le cellule gliali svolgono varie funzioni di
supporto all’attività dei neuroni: le più diffuse sono gli astrociti, gli oligodendrociti e le cellule di
Schwann (che forniscono la guaina mielinica). 
Astrociti   prendono il nome dalla loro forma a stella e svolgono molte importanti funzioni, come nutrire i
neuroni, tamponare le concentrazioni extracellulari del potassio, catturare i neurotrasmettitori che
fuoriescono dalla fessura sinaptica e metabolizzarli. Inoltre sono in contatto da un lato coi vasi del sistema
circolatorio, dall’altro coi neuroni. Gli astrociti vanno a costituire la barriera emato-encefalica insieme alle
cellule endoteliali dei vasi. 
Cellule di Schwann  nel SNP avvolgono ciascuna un tratto dell’assone  una cellula, un assone. 
Oligodendroglia  nel SNC formano numerosi tratti di mielina sia nello stesso tratto di assone che in assoni
di cellule diverse  una cellula, più assoni. 
 
Sia nel SNP che nel SNC la mielina che ricopre l’assone si interrompe ad intervalli regolari, lasciando per
un breve tratto la membrana scoperta (nodo di Ranvier). 
 
Funzioni cellule gliali: 
Alcune cellule gliali possono trasformarsi in neuroni (le glia sono cellule staminali). I neuroni non si
rigenerano, ma durano tutta la vita. 
Altre cellule gliali sono: 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 3. LA MEMBRANA DEL NEURONE A RIPOSO
 
LA MEMBRANA DEL NEURONE A RIPOSO (potenziale a riposo):
 
I neuroni sono cellule eccitabili, a differenza delle gliali, poiché possiedono una membrana particolare che
divide le cariche elettriche, assume un potenziale elettrico e da lì si genera l’impulso nervoso. Con
potenziale a riposo (= -70 mV) si intende la tensione elettrica, misurabile in una cellula, tra il versante
citoplasmatico, che presenta cariche negative, e quello extracellulare, che presenta cariche positive. Il punto
chiave è che all’interno e all’esterno sono disciolti ioni. Il potenziale di riposo consente la propagazione del
potenziale d’azione. 
 
Come già detto, nel citoplasma cellulare, così come nel liquido extracellulare, sono disciolti diversi tipi di
ioni; la loro concentrazione non è però uguale. La porzione eccitabile del neurone è la membrana dell’assone
(elettricamente carica in maniera negativa). Ci sono degli elementi che spiegano tale carica: 
Cosa sono gli ioni? 
Gli ioni sono atomi di carica elettrica positiva o negativa; quando un atomo ha un numero diverso di
elettroni e protoni diventa uno ione. Gli ioni si disciolgono in acqua, principale componente del liquido
extracellulare e del citosol. La molecola d’acqua presenta un’ineguale distribuzione di cariche elettriche
(ossigeno negativo e idrogeno positivo). 
 
Quando un sale, come il cloruro di sodio, viene sciolto in acqua, le sue molecole si dissociano in ioni. Dato
che nel sale il legame chimico è molto forte, le cariche opposte di Na+ e Cl- si attraggono. L’acqua, avendo
parziale carica positiva e negativa, è in grado di formare legami sia con Na+ che con Cl- (legame ionico). 
 
Gli ioni che determinano il potenziale di riposo e, attraverso i loro movimenti, il potenziale d’azione sono: 
cationi come potassio, sodio e calcio e anioni come il cloro. 
La membrana funge da isolante, separando cariche interne ed esterne. Essa è composta da un doppio strato
fosfolipidico che isola il citosol, essendo impermeabile agli ioni. Ogni fosfolipide è composto da una testa
idrofila, polare e carica elettricamente che è rivolta verso l’esterno, e una coda idrofoba non polare e non
carica rivolta verso l’interno che impedisce agli ioni di passare. 
 
Come già accennato però, c’è una strategia che gli ioni usano per attraversare la membrana, ovvero i canali
ionici: nella membrana sono infatti presenti proteine intrinseche (proteine enzima, recettori di membrana,
canali di membrana e pompe metaboliche) che formano dei ponti di collegamento dall’interno all’esterno e
permettono il loro passaggio. Questi “ponti” sono estremamente selettivi, cioè lasciano passare di solito solo
un tipo di ione; alcuni canali sono sempre aperti (canali ionici passivi - diffusione semplice), altri si aprono
e si chiudono in risposta a determinati stimoli (canali ionici ad accesso variabile). Questi ultimi variano la
loro permeabilità: 
 
Ci sono poi altri canali, chiamati pompe, che mantengono costante la quantità di iodio da un lato e dall’altro
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica della membrana; queste, per funzionare, hanno bisogno di energia consumando ATP. 
 
Cosa può far muovere gli ioni attraverso la membrana? 
Tutte le attività del sistema nervoso dipendono dal flusso degli ioni attraverso fluidi e la membrana
citoplasmatica.  
Tale spostamento può avvenire:
 
• Per diffusione  regola il movimento di tutte le molecole solubili (quindi non solo ioni) e consiste nello
spostamento delle molecole dalla zona dove esse sono più concentrate a dove sono meno concentrate.
Questa può avvenire solo in presenza di un canale ionico e di una differenza di concentrazione di ioni vicino
alla membrana. Lo stesso accade quando rendiamo una membrana permeabile agli ioni (una volta
regolarizzata la concentrazione degli ioni, il processo si blocca). In una cellula nervosa la diffusione dipende
da: permeabilità della membrana nei confronti di quella molecola e gradiente di concentrazione di quella
molecola.
 
• Tramite forze elettriche  POTENZIALE DI EQUILIBRIO IONICO: ipotizziamo che K+ e A- siano più
concentrati all’interno che all’esterno del neurone; se la membrana è permeabile al K+, gli ioni cominciano
ad uscire dalla cellula per diffusione e si accumulano all’esterno della membrana, che tende a caricarsi
negativamente all’interno e positivamente all’esterno; si crea così una differenza di voltaggio (differenza di
carica) che tende a frenare l’uscita di K+ dalla cellula; si giunge così al potenziale di equilibrio ionico
(Eion). Il passaggio di ioni secondo un gradiente di diffusione produce una differenza di potenziale tra i due
lati della membrana (gradiente elettrico) che si oppone allo spostamento di ioni (cariche opposte si
attraggono). Il gradiente elettrico attira indietro gli ioni, contrastando lo spostamento ionico per diffusione.
Quindi l’equilibrio di ciascuno ione dipende da: concentrazione dei vari ioni ai lati della membrana e
permeabilità della membrana per ciascuno ione. Il potenziale di equilibrio per ogni ione si calcola con l’
equazione di Nernst: Ex = RT/zF in [X]e/[X]i. L’effetto di 2 o + ioni si può calcolare con l’equazione di
Goldman.
 
Nel complesso il citosol e il liquido extracellulare sono elettricamente neutri. È la distribuzione in prossimità
della membrana che dà loro una carica. 
 
Perché il potenziale di riposo del neurone è di -70 mV? 
Nei neuroni, come in tutte le cellule dell’organismo, ci sono grandi differenze nella concentrazione di
ciascuno ione tra interno ed esterno della cellula. Il potenziale di membrana dipende dalla concentrazione di
ioni sui due lati della membrana. La maggior parte dei fenomeni che avvengono nel neurone possono essere
spiegati studiando il comportamento di 2 soli ioni: K+ e Na+. 
 
All’interno del neurone ci sono in grandi quantità: 
Se la membrana fosse selettivamente permeabile ad 1 solo ione, il potenziale di membrana sarebbe uguale al
potenziale di equilibrio per quello ione: K = -90mV; Na = 60mV ; Ca = 123mV; Cl = -65mV 
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I CANALI POTASSIO: 
Nella membrana sono presenti canali di potassio sempre aperti  alta permeabilità al potassio, che dipende dal
fatto che ci sono più canali passivi per K+ che per Na+. A riposo vi è una uscita lenta ma costante di ioni K,
che portano all’esterno cariche positive (rendendo negativo l’interno della cellula). L’uscita di K si arresta
quando le forze elettriche iniziano a ri-spingere K dentro la cellula: ciò avviene a -70 mV, così che
l’equilibrio del potassio (-90mV) non venga mai raggiunto. 
 
LA POMPA SODIO-POTASSIO: 
La pompa sodio-potassio determina la concentrazione iniziale di Na+ e K+; essa è una proteina di
membrana che trasporta attivamente K dentro la cellula e Na fuori dalla cellula, ma in modo opposto al  loro
gradiente di diffusione/concentrazione: il K, concentrato all’interno, tende a uscire, mentre Na, concentrato
all’esterno, tende a entrare. 
 
 
 
Ad ogni ciclo la pompa sodio-potassio espelle 3 ioni Na+ e trasporta all’interno 2 ioni K+, consumando una
molecola di ATP. Il potenziale di riposo NON dipende dalla pompa sodio-potassio, che si limita a
mantenere concentrazioni diseguali di K e Na ai due lati della membrana (esce più 
potassio di quanto sodio entri). Essa dipende invece dalla diversa permeabilità della membrana ai due ioni in
questione. 
La pompa sodio-potassio porta ad un’uscita netta di cariche positive all’esterno del neurone (carica negativa
all’interno). 
 
SEQUENZA DI EVENTI RIASSUNTA: 
Viviana Cesana Sezione Appunti
Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica Anche la concentrazione del Ca++ è mantenuta costante da una pompa che lo espelle attivamente dalla
cellula; inoltre, esistono organelli che lo catturano. 
 
Quando un neurone è a riposo? Quando un neurone non sta producendo segnali, si dice “a riposo”, e il suo
interno è negativo rispetto all’esterno. Le diverse concentrazioni cercano di bilanciare, ma ciò non avviene
perché la membrana cellulare consente il passaggio di solo alcuni ioni, attraverso canali specifici. Inoltre la
membrana cellulare a riposo è caratterizzata da una differenza di potenziale poiché dotata di pompe Na-K
che consumano ATP per spostare 3 ioni Na+ all’esterno e 2 K+ all’interno. È fondamentale mantenere
costante la concentrazione extracellulare di K+ tramite la barriera emato-encefalica e gli astrociti. 
 
 
 
Viviana Cesana Sezione Appunti
Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 4. IL POTENZIALE D’AZIONE
 
IL POTENZIALE D’AZIONE:
 
Cos’è e dove si forma? 
Il potenziale d’azione consiste in un rapidissimo cambiamento del potenziale di riposo, che dal suo valore di
-70mV arriva a +30mV, per poi ritornare al suo valore iniziale, in solo 1ms. Il potenziale d’azione, l’unico
segnale in grado di trasmettersi anche a lunga distanza, si genera nell’assone della cellula nervosa, grazie
alla presenza di canali voltaggio-dipendenti (VD), particolari canali ionici ad accesso variabile 
situati nel monticolo assonico. Le diverse concentrazioni extra e intracellulari di K+ e Na+ sono il
presupposto per la sua generazione. 
 
Quando comincia il potenziale di azione? 
Il potenziale d’azione inizia quando il potenziale di membrana a riposo, del valore di -70mV, raggiunge un
voltaggio critico (potenziale soglia), attorno a -50mV (depolarizzazione); a tale potenziale alcuni canali V-
D selettivi per il Na+ iniziano ad aprirsi, mentre a potenziali più bassi erano allo stato chiuso. La loro
apertura provoca un aumento della permeabilità al sodio, portando quindi il potenziale di membrana vicino
all’equilibrio di Na (+30mV), e questo fa ulteriormente salire il potenziale, aprendo altri canali (ciclo di
Hodgkin). 
 
Le due porte dei canali ionici Na+: 
I canali V-D del sodio hanno 2 porte, una detta “di attivazione” (aperta al di sopra dei -50mV) e una detta
“di inattivazione” (aperta al di sotto dei -50mV, in caso di iperpolarizzazione). Il problema sta nella
differente velocità delle 2 porte: quella di attivazione, al raggiungimento del potenziale soglia, si apre
repentinamente favorendo una maggiore permeabilità al sodio, mentre quella di inattivazione è più
“ritardata”. Il funzionamento delle porte di inattivazione, in seguito all’apertura di quelle di attivazione,
riporta la permeabilità al sodio al suo valore in condizioni di riposo. Tale processo, detto fase di
ripolarizzazione, però, avverrebbe in modo troppo lento, perciò … 
 
Cosa accelera la ripolarizzazione? 
La ripolarizzazione viene accelerata dall’apertura di canali V-D di K+, che avevano anch’essi iniziato ad
aprirsi a -50mV ma, avendo anch’essi una porta di inattivazione ritardata, la loro reazione avviene solo al
valore di +30mV. La ripolarizzazione è più rapida grazie alla grandissima permeabilità al potassio rispetto a
quella del sodio. Una volta terminata, si raggiungono ancora i -70mV e i canali si richiudono.
 
 
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Vediamo nello specifico le FASI del potenziale di azione:
Il periodo refrattario: 
Una volta terminato il PdA, la cellula non è in grado da subito di generarne un altro, a causa del fatto che i
canali ionici di Na+ sono allo stato inattivato. I canali ionici V-D per Na+, infatti, possono assumere 3
diverse conformazioni: 
 
 
 
È però comunque possibile generare un potenziale d’azione durante un periodo refrattario, se l’intervallo di
tempo tra gli stimoli è abbastanza ampio: periodo refrattario relativo = serve uno stimolo più forte del
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica normale per generare un PdA. Il periodo refrattario relativo determina una relazione tra intensità della
stimolazione e frequenza di scarica del neurone: 
 
Quali stimoli generano un potenziale di azione? 
Uno stimolo generante un PdA viene detto soprasogliare, al contrario di quello sottosogliare che non fa
raggiungere la soglia. Stimoli soprasogliari diversi hanno lo stesso effetto (il PdA raggiunge sempre i
30mV), secondo la legge del tutto o nulla.
 
Perché alcune fibre conducono il segnale più velocemente di altre? 
Al contrario dei potenziali graduati, il PdA continua ad avere la stessa ampiezza a qualsiasi distanza dal
punto stimolato, e la sua velocità di conduzione dipende principalmente dal diametro dell’assone conduttore
e dalla sua capacità di non disperdere corrente. Un maggior isolamento elettrico, quindi, può migliorare la
velocità di propagazione a distanze maggiori. Nel SN esistono cellule (oligodendrociti nel SNC e cellule di
Schwann nel SNP) che producono una sostanza isolante chiamata mielina, e le fibre da essa ricoperte
vengono dette mieliniche. La mielina non è continua, infatti ci sono tratti nudi dell’assone (nodi di Ranvier)
da cui si rigenera il PdA. Esso non si propaga quindi in modo continuo: si parla di conduzione saltatoria.
Mentre nelle fibre prive di mielina la velocità del PdA è di 1m/s, in quelle mieliniche essa è di circa 100m/s! 
 
Come avviene la conduzione nei dendriti? Perché? 
Nei dendriti il segnale viene condotto solo attraverso un tipo di conduzione elettrotonica (breve distanza). I
segnali elettrotonici, infatti, sono importanti per integrare segnali diversi, simultanei o in rapida successione,
ma legati a uno stesso stimolo, in modo tale da rispondere a quelli più significativi. Il dendrite, grazie alle
sue proprietà elettrotoniche, è in grado di integrare i segnali, operando una sommazione tra i segnali che lo
attivano o inibiscono, nelle dimensioni spaziale e temporale. 
 
L’assone gigante del calamaro: 
In natura esistono neuroni di dimensioni giganti, come i 2 posseduti dal calamaro, grandi circa 1mm e in
grado di sopravvivere in soluzione fisiologica fino a ½ giorni. 
 
Caratteristiche generali conclusive del PdA: 
Anestetici locali bloccano il PdA nell’assone: 
La lidocaina si lega ad un sito specifico del canale per il Na+ V-D e lo blocca. 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 5. SINAPSI
 
Introduzione storica allo studio delle sinapsi (dal 1850): 
Bernard = intuì che i contatti che si verificavano fra cellule nervose e loro organi bersaglio erano
caratterizzati da una peculiare specializzazione; aveva osservato che il curaro (el. attivo di un veleno) era in
grado di interrompere la trasmissione dei segnali nervo-muscolo. 
Sherrington = coniò il termine sinapsi, che significa “congiungere”. 
Ramon Cajal = dimostrò che i singoli neuroni sono strutture indipendenti e affermò che la sinapsi
comprende 3 strutture fondamentali: terminale presinaptico, sito bersaglio postsinaptico e spazio sinaptico. 
Furshpan e Potter = studiando il SN del gambero, scoprirono l’esistenza di comunicazioni tra neuroni di
tipo elettrico. 
Reymond = intuì e propose una differente forma di trasmissione sinaptica, in grado di utilizzare specifici
neurotrasmettitori chimici che permettessero il passaggio di info tra neuroni. 
Elliot = dedusse che la contrazione muscolare fosse correlata alla liberazione di molecole chimiche da parte
dei nervi. 
Loewi = dimostrò che la stimolazione del nervo vago di un cuore di rana immerso in un liquido era in grado
di liberare una sostanza chimica che ne rallentava il battito; egli chiamò tale sostanza “succo vagale”,
quando in realtà era acetilcolina. 
Katz e Fatt = dimostrarono che la comunicazione sinaptica era mediata da trasmettitori chimici e
svilupparono l’ipotesi quantica, teoria alla base della comprensione dei meccanismi di esocitosi (liberazione
del neurotrasmettitore). 
Katz e Miledi = ipotizzarono che l’esocitosi fosse indotta da un aumento di ioni di Ca++ in seguito a
depolarizzazione. 
Eccles = riuscì a studiare, grazie ad un elettrodo in vetro, la trasmissione sinaptica all’interno del SNC dei
mammiferi. 
Kendel = scoprì i meccanismi molecolari alla base di apprendimento e memoria studiando il mollusco
marino Aplysia, con un SN con neuroni simili a quelli umani. 
 
Cosa sono le sinapsi? 
La sinapsi è una sofisticata struttura che permette la comunicazione fra neuroni ed è composta da 3 elementi
essenziali: neurone presinaptico, il cui terminale spesso si ramifica ed è detto bottone sinaptico e prende
contatto con centinaia/migliaia di cellule, neurone postsinaptico e spazio sinaptico/fessura sinaptica. 
Il neurone presinaptico è il punto da cui parte la trasmissione sinaptica del segnale verso l’elemento
bersaglio postsinaptico (un altro neurone oppure una cellula muscolare o neuroendocrina). 
Grazie alle sinapsi il segnale trasmesso con il PdA dal neurone pre-sinaptico va ad influire sul potenziale di
membrana post-sinaptico (potenziale post-sinaptico, che può essere eccitatorio o inibitorio: la membrana
depolarizza o iperpolarizza). 
 
Ci sono 2 tipi di sinapsi: elettriche e chimiche. Entrambe prevedono il passaggio di informazioni tra
l’elemento presinaptico e quello postsinaptico, che corrisponde a una variazione del potenziale della cellula
postsinaptica (potenziale postsinaptico PPS).
 
 
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Sinapsi elettriche  
Struttura: le membrane dei neuroni pre e postsinaptico sono in stretto contatto grazie a una struttura
intercellulare specializzata chiamata gap junction o giunzione comunicante o serrata. Questa giunzione è
costituita da particolari proteine, le connessine, che fuoriescono dalle membrane pre e postsinaptica e si
uniscono in gruppi di 6 a formare un connessone. I connessoni si uniscono formando dei canali (o ponti
citoplasmatici) del diametro di 1 o 2 micron che permettono il passaggio di sostanze (ATP, ioni e altri
metaboliti) tra il citoplasma dei neuroni presinaptici e quello dei neuroni postsinaptici, per diffusione. Sono
quindi flussi di corrente ionica: l’onda di depolarizzazione del PdA passa da una cellula all’altra tramite la
giunzione comunicante.  
Caratteristiche: bidirezionalità della trasmissione = la corrente ionica fluisce in entrambe le direzioni
(esistono anche s. elettriche unidirezionali, chiamate rettificanti), velocità di trasmissione delle info, sono
solo eccitatorie = la trasmissione avviene quando un PdA nel neurone presinaptico raggiunge il terminale
assonico, scatenando una piccola corrente ionica attraverso la giunzione, che raggiunge il neurone
postsinaptico provocando un PPS. Poiché un solo PPS è di circa 1mV, è la sommatoria di molti di essi a
scatenare un PdA nel neurone post-sinaptico e ad eccitare quest’ultimo.  
Luogo: le sinapsi elettriche sono presenti dove un’alta velocità di trasmissione è vantaggiosa (tra neuroni,
cellule gliali, epiteliali, epatiche, ghiandolari e nella muscolatura liscia).  
Ruolo: sincronizzare l’attività elettrica tra diversi neuroni (es. nell’encefalo creano l’attività elettrica ritmica
alla base della respirazione; nell’ipotalamo secretano ormoni; sono + presenti nella vita embrionale). 
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Sinapsi chimiche
 
Differenze rispetto alle s. elettriche: lo spazio sinaptico è maggiore e non sono presenti giunzioni che
mettono in comunicazione diretta i neuroni pre e postsinaptico: la trasmissione di info è mediata da
neurotrasmettitori chimici, che sono liberati dal neurone presinaptico all’arrivo di un PdA e si legano
all’elemento postsinaptico; sono le più numerose nel SNC, sono più
lente di quelle elettriche ma molto più flessibili (effetti più variegati), per esempio possono scatenare dei
meccanismi a cascata; sono unidirezionali.  
 
Struttura: il neurone presinaptico mostra nella parte finale un rigonfiamento, il bottone presinaptico, che
contiene vescicole sinaptiche, canali Ca++ V-D e mitocondri (sintesi di NT e trasporto di NT verso la
terminazione e dentro le vescicole); le vescicole contengono i neurotrasmettitori in grado di provocare effetti
eccitatori e/o inibitori. In alcune sinapsi sono presenti vescicole più grosse chiamate granuli secretori,
contenenti trasmettitori proteici (peptidi = vescicole a nucleo denso). Alcune vescicole si trovano ancorate
nella membrana presinaptica nelle zone attive e aspettano il segnale adatto per liberare il loro contenuto,
mentre altre costituiscono il pool di riserva e si trovano in specifici siti di ancoraggio. La fessura sinaptica è
larga circa 20-50nm ed è chiusa alle estremità da filamenti di cellule gliali. Il neurone postsinaptico ha
anch’esso un rigonfiamento nella zona rivolta verso la fessura, dove si trovano i recettori proteici che
contengono siti di legami per uno specifico neurotrasmettitore. Esistono circa 100 tipi di recettori, divisibili
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica in 2 categorie principali: recettori ionotropici (canali ionici trasmettitori-dipendenti) e metabotropici
(accoppiati alla proteina G)*. Ruolo: svolgono funzioni di integrazione (possono ricevere + PdA e metterli
insieme); sono modulatorie e possono essere eccitatorie o inibitorie. Tipi: esistono diverse sinapsi chimiche,
classificate in base a quale parte del neurone costituisce l’elemento post-sinaptico: asso-dendritica (è di tipo
eccitatorio – depolarizzazione; avviene a livello delle spine dendritiche o lungo il decorso del dendrite di un
altro neurone), asso-somatica (inibitoria – iperpolarizzazione), asso-assonica (inibitoria o modulatoria dei
segnali in cellule già attivate).
 
Come avviene una sinapsi chimica? 
Il neurone pre-sinaptico rilascia un messaggero chimico (NT) che attraversa la fessura sinaptica e va ad
agire su proteine specializzate (recettori) della membrana post-sinaptica, modificandone la permeabilità agli
ioni = un cambiamento del potenziale del neurone postsinaptico (PPS). 
 
A livello della membrana postsinaptica la liberazione di un neurotrasmettitore può indurre 2 tipi di risposta,
che dipendono dalla selettività ionica dei canali di membrana attivati: 
 
Le sinapsi eccitatorie, o tipo I di Gray, portano alla liberazione di NT che determina l’apertura di un
canale cationico e l’afflusso di Na+ dentro la cellula (depolarizzazione). Ogni sinapsi dà un contributo
minimo al potenziale di membrana, ma l’effetto combinato di molte sinapsi può scatenare un PdA. 
Le sinapsi inibitorie, o tipo II di Gray, portano alla liberazione di NT che determina l’apertura di un
canale anionico e l’afflusso di Cl- dentro la cellula (iperpolarizzazione). Per avere un effetto apprezzabile, le
sinapsi inibitorie sono solitamente poste vicino alla zona di innesco (asso-somatiche). 
 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 6. MECCANISMI ALLA BASE DELLE SINAPSI CHIMICHE
MECCANISMI ALLA BASE DELLE SINAPSI CHIMICHE:
 
Fino ad oggi sono stati scoperti più di 50 differenti tipi di NT. Alcuni sono molto diffusi in SN (es
glutammato), altri si trovano in un numero molto limitato di sinapsi.  
Quasi tutti i NT appartengono a 3 categorie:
Sintesi e immagazzinamento NT (NEUROTRASMETTITORI): alcuni NT esistono già come tali in
abbondanza nel corpo, altri vengono sintetizzati a partire da precursori metabolici per mezzo di enzimi
specifici presenti nel citoplasma della terminazione presinaptica. Gran parte del NT rilasciato nella fessura
sinaptica può essere recuperato e riutilizzato. Il NT presente nel citoplasma della terminazione presinaptica
viene immesso nelle vescicole tramite proteine portatrici. 
I NT aminici e aminoacidi si trovano in abbondanza nel corpo, sono immagazzinati nelle vescicole
sinaptiche e da essi rilasciati; conversione del citosol dei precursori molecolari in NT; trasporto. 
Pur essendo presenti in tutto il corpo, i NT hanno funzione di messaggeri chimici sinaptici solo quando si
trovano nella fessura sinaptica. 
I NT di natura peptidica sono prodotti dal RER, rielaborati a livello dell’apparato del Golgi, immagazzinati
nei granuli secretori che li trasportano alla sinapsi (trasporto assoplasmatico anterogrado); i neuropeptidi
rilasciati non possono essere recuperati e devono essere continuamente sintetizzati. 
 
Rilascio del NT (a basso peso molecolare): a livello delle terminazioni presinaptiche, l’onda di
depolarizzazione del PdA fa aprire dei canali V-D per il Ca++ nelle vicinanze delle zone attive. Questo si
riversa nella cellula e ciò determina il meccanismo di esocitosi: la vescicola sinaptica si ancora alla
membrana del neurone presinaptico, e quando si innalza il Ca++ all’interno, tale vescicola viene riassorbita
dalla membrana, e ciò le permette di liberare il neurotrasmettitore nella fessura sinaptica (la quantità minima
di neurotrasmettitore liberata è detta quantum). 
La fusione delle membrane è resa possibile dalla presenza di particolari proteine complementari tra loro
sulla superficie della membrana delle vescicole e sulla superficie interna della membrana plasmatica. 
Il problema è che tale processo non può continuare, altrimenti la membrana del bottone sinaptico
diventerebbe sempre più grande. Attraverso l’endocitosi la membrana in eccesso viene recuperata e inviata a
particolari strutture (cisterne) che provvedono a generare nuove vescicole e a riempirle di NT. Più forte è il
segnale e più sono i segnali, più tempo c’è per generare vescicole, più neurotrasmettitori vengono riversati. 
 
Rilascio del NT (ad alto peso molecolare): il rilascio di peptidi avviene in modo pressoché identico, ma
essendo più lontani il loro trasferimento è molto più lento: ci vuole un aumento maggiore del Ca++, cioè una
serie di impulsi sufficientemente lunga. La latenza può essere anche >50ms; questi neurotrasmettitori hanno
spesso un’azione più duratura sulla cellula post-sinaptica e di tipo neuro- modulatorio. Ogni cellula libera un
solo tipo di NT a basso peso molecolare; tuttavia in uno stesso neurone possono coesistere un NT a basso
peso con uno di natura peptidica.
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica *Recettori: i NT agiscono su recettori specifici  canali ionici NT-dipendenti (l’effetto è la generazione di un
PPSE o PPSI) o recettori accoppiati alla proteina G (effetti diversi, lenti e duraturi). 
 
Rimozione e recupero del NT: il NT rilasciato nella fessura deve essere continuamente rimosso; in caso
contrario, il NT si accumula, impedendo al neurone postsinaptico di percepire l’attività del neurone
presinaptico (attraverso le variazioni nella liberazione del NT). 
Il NT viene rimosso tramite 3 meccanismi: 
Grazie a questi 3 meccanismi la rimozione del NT dalla fessura sinaptica avviene velocemente e con tasso
costante; ciò permette alla cellula postsinaptica di rispondere con precisione alle variazioni temporali nella
quantità di NT liberato dal neurone presinaptico (si previene la desensibilizzazione).
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 7. INTEGRAZIONE SINAPTICA
 
INTEGRAZIONE SINAPTICA:
La caratteristica delle sinapsi del SNC è quella di svolgere funzioni integrative. 
Integrazione sinaptica = processo attraverso cui all’interno di un unico neurone post-sinaptico molteplici
potenziali post-sinaptici si combinano fra loro. 
Essa è possibile perché sulla membrana del neurone ci sono moltissimi contatti sinaptici; serve quindi un
processo che metta insieme più messaggi differenti perché il neurone dia origine al proprio messaggio. 
 
Fattori che determinano se un PPSE determina un PdA nel neurone postsinaptico: 
Il numero di canali attivati dipende dalla quantità di NT rilasciato. I PPSE sono multipli del contenuto di NT
di una vescicola sinaptica e del numero di recettori postsinaptici disponibili. La somma di tutti i PPSE e i
PPSI influenza la generazione di PdA nel cono di integrazione dell’assone. 
 
Sommazione spaziale e sommazione temporale: 
 
L’efficacia di una sinapsi eccitatoria nel produrre un PdA dipende da quanto la sinapsi è lontana dalla zona
di innesco dello spike e dalle proprietà della membrana dendritica. I dendriti hanno membrana passiva,
ovvero senza canali ionici V-D; il PPSE si esaurisce gradualmente. 
 
Sinapsi inibitorie: 
Sono come un corto circuito: servono a ridurre la probabilità di un PdA. I recettori post-sinaptici delle
sinapsi inibitorie sono canali ionici NT-dipendenti (= dalle eccitatorie), utilizzano specifici NT (=/ dalle
eccitatorie), permeabili a ioni specifici (=/ dalle eccitatorie) come il Cl-; l’ingresso di cloro porta il
potenziale di membrana verso il potenziale di equilibrio de Cl- (-65mV). 
 
 Inibizione per corto circuito (o derivazione): i PPSI riducono l’ampiezza di PPSE = minor probabilità di
innescare PdA. 
L’inibizione per derivazione funziona solo se la sinapsi inibitoria è posta tra la sinapsi eccitatoria e il cono
d’integrazione. 
 
PPSE e PPSI sono in grado di modulare l’eccitabilità della membrana e rappresentano la base
neurofisiologica dell’attività integrativa del neurone. Se prevale l’effetto PPSE  PdA; se prevale l’effetto
PPSI  l’informazione si perde. 
 
La trasmissione sinaptica ha una funzione trofica = permette di mantenere in vita e sviluppare le cellule
nervose. Una lesione di un neurone pre-sinaptico può determinare la morte progressiva dei neuroni post-
sinaptici (degenerazione del neurone comunicante). Anche una lesione di un neurone postsinaptico può
determinare la morte progressiva dei neuroni presinaptici; per esempio una lesione corticale può determinare
la degenerazione delle cellule precedenti che costituiscono la catena di trasmissione di un messaggio
sensoriale. 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 8. I MESSAGGERI CHIMICI
 
I MESSAGGERI CHIMICI:
I neurotrasmettitori sono sostanze prodotte dai neuroni e liberate nelle sinapsi in seguito all’arrivo di un
PdA. Sono contenute nei bottoni pre-sinaptici e, in base alle dimensioni molecolari, ce ne sono 2 tipi: a
basso e ad alto peso molecolare. 
In base a come vengono rilasciati nello spazio sinaptico, i messaggeri si dividono in: neurotrasmettitori,
neuromodulatori e neurormoni. 
 
Criteri per definire un neurotrasmettitore: 
I neurotrasmettitori, per essere definiti tali, devono possedere determinate caratteristiche: 
 
Otto Loewi: 
Premio Nobel per la medicina nel 1936, scoprì i NT mettendo 2 cuori di rana in 2 contenitori diversi
collegati e riempiti di una soluzione. Stimolò il primo cuore elettricamente a livello del nervo vago e notò
una riduzione in esso del PdA. Questo accadeva anche nel secondo cuore (non stimolato), perciò Loewi fu
portato ad ipotizzare l’esistenza di una sostanza chimica (che chiamò succo vagale), che veniva prodotta nel
primo cuore in seguito a stimolazione e poi liberata nella soluzione fino a giungere al secondo. Ad oggi tale
sostanza è conosciuta come acetilcolina. 
 
Principio di Dale: 
Ogni neurone produce e immagazzina un solo tipo di NT. In base ai NT usati ci sono neuroni colinergici
(ACh), noradrenergici (noradrenalina) e glutammatergici (glutammato). 
Tuttavia, alcuni neuroni che hanno peptidi contengono anche un’amina o un aminoacido. 
 
Tipizzazione recettoriale: 
Un singolo recettore viene attivato da un singolo neurotrasmettitore, ma un NT può legarsi a diversi sottotipi
recettoriali. 
La classificazione dei recettori tiene conto della loro risposta a sostanze esogene agoniste o antagoniste:  
Agonista = sostanza introdotta dall’esterno che, dopo aver legato con un recettore, provoca una risposta
simile a quella del NT biologico del recettore stesso;
Antagonista = sostanza introdotta dall’esterno che, dopo aver legato con un recettore allo stesso sito di
legame del NT, ne blocca l’attività e la funzione biologica dei neuroni che lo contiene. È priva di effetto
biologico. 
La tipizzazione dei recettori è fondamentale per la ricerca farmacologica (evitare effetti collaterali). 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 9. NEUROTRASMETTITORI A PICCOLE MOLECOLE (ACh,
monoamine, aminoacidi NT, ATP)
 
NEUROTRASMETTITORI A PICCOLE MOLECOLE (ACh, monoamine, aminoacidi NT, ATP): 
 
Ogni NT ha un suo metabolismo (sintesi, distruzione, ricaptazione):  
 
 Acetilcolina (ACh):  
I neuroni che utilizzano come neurotrasmettitore l'acetilcolina sono chiamati colinergici. Essi contengono e
producono l'enzima colinesterasi, o colina acetiltransferasi, che sintetizza il NT ACh nel terminale sinaptico
a partire da colina e acetil-CoA.  
 
L'ACh viene liberata dai terminali dei motoneuroni, è presente in tutti i neuroni pre-gangliari del SN
autonomo e in quelli post-gangliari parasimpatici, ed è il NT della placca motrice o giunzione
neuromuscolare, sintetizzata dai motoneuroni del midollo spinale e del tronco encefalico. 
 
Svolge un ruolo essenziale nei processi motori e cognitivi (attenzione, memoria, apprendimento, emozioni). 
 
Processo di sintesi: tutto nasce dalla sintesi di 2 sostanze, l'acetil- CoA e la colina. Tramite un enzima
(colin-acetiltransferasi  
– ChAT) si sintetizza ACh nel citosol. La distruzione dell'ACh nello spazio sinaptico è garantita dall'enzima
acetilcolinsterasi, che viene inibito da alcuni veleni come i gas nervini.  
 
Ci sono 2 tipi di recettori colinergici: nicotinici e muscarinici. Il loro nome è dato dalla possibilità di
legare a sé, oltre all'ACh, agonisti esogeni chiamati rispettivamente nicotina e muscarina; ciascuno di essi
possiede anche antagonisti specifici, come il curaro (che blocca selettivamente i recettori nicotinici) e
l'atropina (selettiva per i muscarinici). Vediamoli nello specifico: 
 Monoamine (catecolamine e indolamine):  
Le monoamine, cioè catecolamine ( dopamina, adrenalina e noradrenalina) e indolamine ( serotonina e
melatonina), sono prodotte da neuroni localizzati prevalentemente a livello tronco encefalico.  
Una volta utilizzate vengono riassorbite all'interno del neurone presinaptico attraverso un meccanismo che
prende il nome di ricaptazione; vengono poi degradate grazie all'enzima monoaminossidasi (MAO).  
 
Catecolamine:  
Possiedono una via di sintesi comune, originano tutte dall'AA tirosina e, grazie a enzimi specifici, vengono
trasformate in dopamina, noradrenalina e adrenalina.  
Sono coinvolti nella regolazione dell'umore, movimento, attenzione, funzioni viscerali: 
 
• Dopamina (DA) = svolge una funzione di controllo sul movimento, sensazione di piacere, ricompensa,
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica motivazione e regolazione affettiva. Sono presenti 5 diversi sottotipi recettoriali per essa, tutti metabotropici
e con funzioni eccitatorie o inibitorie. Ci sono 3 importanti vie dopaminergiche che partono dal
mesencefalo: la via che origina dalla substantia nigra è una via di modulazione dell'attività motoria (la sua
degenerazione è alla base della malattia di Parkinson); la via che origina dal tegmento ventrale e proietta a
varie strutture del sistema limbico è coinvolta nei meccanismi collegati alla ricompensa e alla dipendenza di
sostanze psicoattive; la via che origina dal tegmento ventrale e proietta al lobo frontale organizza il
comportamento. 
 
• Noradrenalina (NA) = si trova nei neuroni del ponte e del bulbo e nell'ipotalamo (le proiezioni del ponte
arrivano a tutto il cervello e al midollo spinale). La sua funzione è quella di attivare l'arousal (stato di
attivazione fisiologica), di aumentare la capacità di porre attenzione all'arrivo di stimoli nuovi e
potenzialmente pericolosi. 
 
• Adrenalina = parte delle vie riflesse del sistema simpatico, è coinvolta nella reazione “attacca e fuggi”. È
principalmente prodotta da neuroni localizzati nel ponte e nel bulbo; agisce maggiormente come ormone che
come NT, essendo liberata dalla midollare del surrene in corso di attivazione del sistema simpatico. 
 
I recettori dell'adrenalina e noradrenalina sono definiti adrenergici e noradrenergici: sono pre e
postsinaptici e metabotropici, collocati sia a livello del SNC che in strutture periferiche e comprendono
diversi sottotipi di recettore (Alfa e Beta).  
 
Indolamine: 
Vengono sintetizzate a partire dell'amminoacido triptofano, che deve essere obbligatoriamente assunto con
la dieta (carni, uova, pesce).  
 
• Serotonina = viene prodotta dai neuroni serotoninergici del tronco encefalico. Essi hanno proiezioni
dirette al cervelletto, alla neocorteccia, al sistema limbico e al midollo spinale.  
Ruolo: regolazione dell'appetito, sonno, umore, comportamento sessuale e relazioni sociali. Viene inattivata
per ricaptazione nel terminale presinaptico, dove viene degradata dalla MAO.  
Se in difetto causa disturbi dell'umore (depressione e ansietà, contrastatedalla cosiddetta “droga del buon
umore”);  
 
• Melatonina = viene sintetizzata dai neuroni serotoninergici del SNC e dall'apparato gastrointestinale.
Ruolo: regolare il tono dell'umore e il ciclo sonno-veglia. 
 
 Aminoacidi NT:  
Sono glutammato, GABA, taurina e glicina.  
 
1. Glutammato o acido glutammico: 
Sintetizzato a partire dal glucosio, è fondamentale per la costruzione delle proteine; come NT agisce a
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica livello sia dei neuroni sia degli astrociti ed è il NT eccitatorio più diffuso. Una quantità eccessiva di Glu è
tossica e può causare anche la morte neuronale, perciò è fondamentale che venga ricaptato dai neuroni o
dalle cellule gliali. Esistono 3 tipi principali di recettori ionotropici per il Glu:  
2. GABA (Acido Gamma-Amino-Butirrico):  
Deriva dal glutammato, grazie all'azione dell'enzima glutammato-decarbossilasi (GAD); è presente in tutto il
SNC ed è il NT inibitorio per eccellenza. Il GABA viene ricaptato dalle cellule gliali (trasportatori Na+-
dipendenti) e dai terminali presinaptici, per poi essere metabolizzato dall'enzima GABA-transaminasi. Ci
sono 2 tipologie di recettori per GABA: GABAa (ionotropici – canali per Cl-) e GABAb (metabotropici –
canali per K+). L'attivazione di questi recettori produce un'inibizione cellulare (PPSI) sia a causa
dell'ingresso di Cl- che per l'uscita di K+.  
Ruolo: regolazione di funzioni cognitive e motorie. Sembrerebbero essere coinvolti nella patogenesi di
malattie come la demenza senile, l'epilessia, il Parkinson e la schizofrenia. 
 
3. Glicina e Taurina:  
Sono 2 aminoacidi inibitori. La glicina (sintetizzata dal glucosio) agisce a livello del midollo spinale ed è
coinvolta nei riflessi spinali, nella coordinazione motoria ed è un inibitore dei motoneuroni; la taurina si
occupa del funzionamento del SNC e del metabolismo.  
 
 ATP:  
Agisce attraverso l'adenosina come un NT del SNC; è presente nei neuroni di connessione tra SN autonomo
e dotto efferente, vescica, cuore e intestino. È implicato anche nella percezione del dolore.  
 
Agisce attraverso l’adenosina come un NT del SNC; è presente nei neuroni di connessione tra SN autonomo
e dotto efferente, vescica, cuore e intestino. È implicato anche nella percezione del dolore.  
 
NEUROPEPTIDI:  
Sono NT costituiti da catene di AA, la cui sintesi può avvenire esclusivamente nel soma, grazie al RER e
all’Apparato di Golgi. Per essere rilasciate nel terminale sinaptico richiedono livelli di Ca++ intracellulare
molto alti e, quindi, frequenze di stimolazione neuronale maggiori. Vengono inattivati rapidamente,
degradati da enzimi specifici o per diffusione.  
Esempi: sostanza P (NT eccitatorio), oppiacei endogeni come le endorfine (funzione antidolorifica), la
vasopressina e l’ossitocina.  
 
NT GASSOSI:  
Il gas più studiato è l’ ossido nitrico, implicato nella comunicazione fra neuroni, nel regolare la pressione
sanguigna e nell’erezione. I NT gassosi agiscono per diffusione su neuroni postsinaptici o anche per
trasmettere info dal neurone postsinaptico a quello presinaptico. 
 
CARATTERIZZAZIONE DEI RECETTORI:  
Ciascun recettore si lega ad un solo NT. Ma ciascun NT può legarsi a diversi recettori. Lo stesso NT può
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica avere effetti postsinaptici diversi a seconda del recettore a cui si lega.  
 
Tipi di recettori:  
Amplificazione del segnale:  
L’attività di un recettore associato alla proteina G può portare all’attivazione di moltissimi canali ionici.
L’uso di piccoli messaggeri che possono diffondersi velocemente permette al segnale di espandersi a
distanza, attraverso molte membrane cellulari. I segnali a cascata interagiscono per un’ulteriore regolazione
(interazione tra cascate). I segnali a cascata possono generare nella cellula dei cambiamenti chimici di lunga
durata (base della durata della memoria).  
 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 10. ANATOMIA MACROSCOPICA DEL SISTEMA NERVOSO
 
SISTEMA NERVOSO (SN): 
Il sistema nervoso ha la funzione di ottimizzare l’interazione individuo-ambiente conferendo ampia
flessibilità nelle risposte alle stimolazioni ambientali. Tali risposte possono essere molto semplici (come
quelle di allontanamento da uno stimolo doloroso), e quindi vengono eseguite in maniera semiautomatica;
altre sono più complesse, perciò la strategia comportamentale in risposta ad uno stimolo viene scelta tra
diverse opzioni possibili che tengano conto delle info sensoriali disponibili e dell’esperienza precedente e/o
valutazioni. Alla crescente complessità del repertorio comportamentale ne corrisponde una crescente dei
circuiti che sottendono tali comportamenti. 
 
Il SN viene convenzionalmente diviso in SNC e SNP: 
 
RIFERIMENTI ANATOMICI (si usano convenzioni per potersi orientare, dei sistemi di riferimento): 
 
Analizziamo il SN del topo: 
Il topo ha il cervello in linea retta col midollo spinale. Partiamo da esso perché ha un sistema molto
semplice. 
Nel topo ci sono 2 assi principali comuni a midollo e cervello: uno perpendicolare e uno parallelo al
pavimento.  
Quello parallelo comprende tutte le strutture che vanno dal centro del topo verso il muso (aree
anteriori/rostrali) e dal centro alla coda (aree caudali/posteriori).
Quello perpendicolare comprende strutture dorsali (verso la schiena) e ventrali (verso la pancia). Guardando
il topo dall’alto, notiamo che la linea mediana divide in 2 parti uguali il corpo: aree laterali.  
Le strutture che si trovano sullo stesso lato rispetto alla mediana sono dette ipsilaterali; se sono da lati
opposti si dicono controlaterali.
 
Per studiare il cervello è necessario sezionarlo, per poi evidenziare tutte queste zone.
Esistono 3 piani di suddivisione del cervello:
 
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L’uomo: 
Con l’acquisizione della posizione eretta si è verificata una rotazione di quasi 90° del cervello rispetto al
midollo spinale: la parte rostrale va verso la fronte, la dorsale corrisponde alla superficie della testa, la parte
caudale va verso il collo, mentre quella ventrale verso l’interno. 
 
MACROANATOMIA DEL SNC: 
Il SNC è formato dal midollo spinale e dall’encefalo.
 
Encefalo: 
Alloggiato nella scatola cranica, è suddiviso in tronco dell’encefalo (bulbo, ponte e mesencefalo),
cervelletto, diencefalo e telencefalo (costituito da 2 emisferi cerebrali: essi sono separati da un solco
chiamato scissura interemisferica, ma tenuti uniti dal corpo calloso, un fascio di fibre). Diencefalo (+
interno, diviso in talamo = centro di ritrasmissione e ipotalamo = controllo fame e sete) e telencefalo, che si
sviluppano dalla medesima vescicola del tubo neurale embrionale, vengono indicati complessivamente come
prosencefalo o proencefalo: il cervello. Per la stessa ragione, bulbo, ponte e cervelletto costituiscono il
rombencefalo. Il mesencefalo invece si sviluppa da una vescicola distinta, perciò mantiene il suo nome. 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica Midollo spinale: 
Protetto dalla colonna vertebrale, parte come prolungamento del tronco. Comunica con corpo e cervello
tramite nervi spinali (verso il SNP: efferenti) e cranici (verso il SNC: afferenti). 
 
 
 
 
Tutto il SNC è ricoperto da un resistente tessuto connettivo (le membrane meningee o meningi = pia
madre, aracnoide, dura madre). 
La dura madre è lo strato più esterno, è abbastanza spessa, resistente e flessibile ma non allungabile;
l’aracnoide è lo strato intermedio più soffice e spugnoso, separato dalla dura madre da un piccolissimo
spazio subdurale (in caso di versamento di sangue in tale zona – ematoma 
• occorre un drenaggio per impedire che il cervello venga compresso); la pia madre è uno strato sottile di
vasi sanguigni cerebrali e spinali, separata dall’aracnoide da uno spazio subaracnoideo, ricco di liquido
cerebrospinale/liquor (anche qui in caso di ematoma bisogna drenare). 
 
 
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Fondamenti Anatomofisiologici dell'Attività Psichica 11. MACROANATOMIA DEL SNP
MACROANATOMIA DEL SNP: 
Si divide in SN autonomo e somatico:  
Somatico = contiene tutti i nervi che controllano la contrazione dei muscoli scheletrici (striati – volontari),
riceve segnali somato-sensitivi da muscoli, articolazioni e cute e si divide in afferente e efferente.  
Autonomo o vegetativo = controlla il livello generale dell’attività del corpo e la muscolatura liscia
(involontaria, come stomaco e vasi sanguigni), cuore, ghiandole, ...  
 
SVILUPPO DEL SN: 
Lo sviluppo del SN inizia intorno al 15° - 18° giorno dal concepimento.  
A questo punto l’embrione non è altro che una massa di 3 strati: 
 
 
 
Intorno al 20° giorno di vita l’ectoderma inizia a piegarsi e forma la placca neurale, su cui compare un solco
(doccia neurale) in direzione rostro-caudale, con pieghe ai lati (creste neurali = membrane).  
 
A 22 giorni c’è una completa chiusura del tubo neurale, da cui si formeranno tutte le strutture del SN; la
cavità interna darà origine ai ventricoli; dalle creste nasceranno i nervi (SNP); dai somiti nasceranno le
vertebre e i muscoli scheletrici ad esse associati  tutto ciò si chiama “neurulazione”.  
 
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