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. Caratterizzato da Presenza di barriera
emato-encefalica (BBB)
Sostanze anfipatiche+liposolubili passano
Sostanze idrofiliche solo se c’è un
trasportatore
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. 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. 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 + succinilCoAAcetoacetilCoA
2 acetil CoA Krebs
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
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. 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)
13. 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
15. 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
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16. Mielina
• Formata da cellule gliali (Schwann nel SNP e
oligodendrociti nel SNC)
– Isolamento elettrico
– Aumenta la velocità di propagazione
• Sclerosi multipla=demielinazione
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20. 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
24. 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
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25. 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)
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26. 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)
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30. • Rilasciate per
esocitosi
Vescicole sinaptiche
– Piccole: contengono
solo il
neurotrasmettitore
– Grandi: contengono
anche gli enzimi per
la sintesi del
trasmettitore
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–
–
–
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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
42. 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
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