sistema dopaminergico - Psicobiologia del comportamento umano

ttp://hal9000.cisi.unito.it/wf/DIPARTIMEN/Neuroscien/
isiologia/Corsi/Neuroscien/index.htm

Neuroscienze
Docente: B. Sacchetti
Dipartimento: Neuroscienze – sez. Fisiologia
Recapiti Dipartimento:
Corso Raffaello 30 Torino,
e-mail: benedetto.sacchetti@unito.it
Ricevimento studenti:
Mercoledì, 14.00 – 16.00, presso Dipartimento di Neuroscienze,
Corso Raffello 30, 10125 Torino

Sistemi a proiezione diffusa:
noradrenalina, dopamina, serotonina, acetilcolina, (istamina)
Disturbi dell’umore e del pensiero:
Depressione
Apprendimento e memoria:
fasi mnemoniche, consolidamento e “riconsolidamento”
memoria dichiarativa, procedurale, spaziale
ippocampo, neocorteccia
basi biologiche (potenziamento a lungo termine, “place cells”, mappe spaziali)
false memorie
Emozioni:
Principali teorie sui circuiti cerebrali delle emozioni
Paura e ansia: risposte corporee, circuiti cerebrali (ipotalamo, amigdala,
corteccia prefrontale, ippocampo)
Disturbi posttraumatici, attacchi di panico, disturbi ossessivi/compulsivi
Stimoli innati e appresi
Comportamento alimentare
Anabolismo e catabolismo
Regolazione a breve e lungo termine
Fattori di sazietà, Circuiti cerebrali (nucleo del tratto solitario, ipotalamo, corteccia gustativa)
Leptina e obesità, gratificazione: serotonina e dopamina

SISTEMI A PROIEZIONE DIFFUSA
Assoni lunghi e
ramificati, che
terminano in più
aree cerebrali
contemporaneamente
Gruppi di neuroni con i corpi cellulari raggruppati in zone
precise del SNC

SISTEMI SENSORIALI E MOTORI
Sistema Sensoriale
Sistema Motorio

I sistemi a proiezione diffusa influenzano e regolano
l’attività di più strutture cerebrali contemporaneamente
funzioni integrate come apprendimento, ritmi
circadiani, stato di veglia, attenzione, emozioni, …
coinvolti in patologie: depressione, schizofrenia,
Parkinson, Alzheimer

neurotrasmettitor

A seconda dell’area in cui viene liberato il neurotrasmettitore, i
sistemi a proiezione diffusa influenzano una specifica attività

Quindi i sistemi a proiezione diffusa:
• influenzano specifiche attività cerebrali (azione specifica),
a seconda della struttura che vanno a regolare
• influenzano contemporaneamente più aree cerebrali
(azione integrata)

ad es., durante una situazione di pericolo:
aumenta il rilascio di noradrenalina in più aree cerebrali:
ianificazione di
trategie difensive
tività endocrina e
mportamenti di fuga
apprendimento
percezione degli stimoli
sensoriali
risposte
motorie

1. Sistema noradrenergico (Noradrenalina)
2. Sistema dopaminergico (Dopamina)
3. Sistema serotoninergico (Serotonina)
4. Sistema colinergico (Acetilcolina)
5. Sistema istaminergico (Istamina)
Catecolammine
Ammine
biogene

Neurotrasmettitori classici
glutammato
glicina
GABA
acetilcolina
serotonina
noradrenalina
dopamina
istamina

1960: noradrenalina e dopamina messe a contatto
con formaldeide diventano fluorescenti:

SISTEMA NORADRENERGICO
• nel 1950 come neurotrasmettitore la noradrenalina
(= norepinefrina)

NUCLEI
CORTECCIA

In generale:
Locus coeruleus viene attivato da stimoli
nuovi o inaspettati
la noradrenalina aumenta la reattività
delle strutture e dei neuroni
• attenzione su stimoli significativi
• stato di veglia
• ritmi circadiani (ciclo sonno/veglia)
• apprendimento e memoria
• emozioni (stress e ansia)
• umore (gratificazione)

Funzioni cognitive, memoria, stato vigilanza, elaborazione stimoli sensoriali
itmi circadiani,
ato Veglia
A
Emozioni,
apprendimento
SNA, Riflessi
Stimoli
sensoriali
Risposte motori
Riflessi

Risposte talamiche
durante la percezione sensoriale:
Stimolazione del Locus Coeruleus
Noradrenalina
Attività neurale

Sintesi:
tutti i neurotrasmettitori classici sono sintetizzati nelle
terminazioni dell’assone (terminali sinaptici)

Passaggio limitante
RNH 2 = Ammina
Anello
Catecolico
Sistema
dopaminergico
Sistema
noradrenergico

vescicole
sinaptiche
riassorbimento (uptake)
enzimi che
degradano le
ammine
(Mono Ammine
Ossidasi, MAO)

Recettori per la noradrenalina:
metabotropi,
associati a proteine G

α1: legati a diversi secondi messageri
(fosfolipasi C, PKC,...)
α2: inattivano l’AMP c
β (1, 2): regolano l’AMP c
a seconda del tipo di recettore, del tipo di neuroni, e della
struttura cerebrale la noradrenalina svolge azioni diverse

SISTEMA DOPAMINERGICO
• Sintesi e metabolismo come noradrenalina:
• Nel 1960: ruolo proprio come neurotrasmettitore,
e non solo precursore della noradrenalina

Recettori specifici per la Dopamina:
• tutti metabotropi (proteine G)
• 3 tipi:
D 1 : attivano l’AMP c
D 2 (2,3,4) : regolano l’AMP c , polimorfismo
D 5 : attivano l’AMP c

4 SISTEMI DOPAMINERGICI
1) Sistema Nigro – Striatale:
• contiene il 75 % della dopamina del SNC
• controllo motorio: iniziare movimenti
• Morbo di Parkinson

Morbo di Parkinson:
• progressiva degenerazione dei neuroni dopaminergici della s. nigra
• alterazioni motorie (tremore a riposo, difficoltà iniziare movimenti,
alterazioni dell’equilibrio
• cause sconosciute (infezione virale, fattori ambientali, predisposizione genetica)
• no cura efficace (precursori dopamina, LDopa; stimolazione neuronale)
M. Parkinson
Normale

2) Sistema Mesolimbico:
• percezione sensoriale
• comportamenti motivati (gratificazione e ricompensa)
• apprendimento e memoria

3) Sistema Mesocorticale:
• percezione sensoriale
• funzioni cognitive
• programmazione azioni e comportamenti
• interazione sociale
• apprendimento e memoria

4) Sistema Ipotamo - Ipofisario:
• regolazione della secrezione endocrina (prolattina, o. crescita):
la dopamina è uno dei fattori ipotalamici

SISTEMA SEROTONINERGICO
• Serotonina o 5 IdrossiTriptamina (5 HT)
• nel 1953 (con LSD), prima in sangue per coagulazione
• sintesi: da Triptofano (AA essenziale: con dieta)
RNH 2= Ammina

• Recettori metabotropi (proteine G): 6 tipi

Nuclei del Rafe: nove nuclei, a livello della linea mediana
suddivisi in 2 gruppi:
1) porzione rostrale: nel Ponte e Mesencefalo,
proiettano a tutto il snc

• Percezione sensoriale:
lesioni dei n. rafe aumentano la reattività agli stimoli sensoriali
• Ciclo sonno/veglia:
lesioni: perdita del sonno
somministrazione di serotonina: induce sonno
• Comportamento:
aggressività, comportamento sessuale,
comportamento alimentare
• Umore

2) Porzione caudale: in Bulbo
• percezione degli stimoli sensoriali
• nocicezione (lesioni: aumento percezione dolore)

Tutti questi sistemi:
• si sovrappongono in diverse aree cerebrali
• interagiscono tra loro e si influenzano a vicenda
• all’interno neurone, i loro effetti si sovrappongono e si
integrano
Funzioni complesse e integrate

Sostanze che agiscono su questi sistemi:
1) AMFETAMINE:
• struttura simile a noradrenalina:
agiscono sui sistemi aminergici (noradrenalina, dopamina)

Come agiscono?
1) si legano e attivano
i recettori per
la noradrenalina
e la dopamina
2) inibiscono il riassorbimento (uptake)
3) inibiscono gli enzim
che degradano le
ammine (mono
ammine ossidasi,
MAO)

aumentano la quantità di dopamina e noradrenalina
presente
• effetti: euforia e eccitazione
aumentato lo stato di veglia e di vigilanza
aumento l’attività motoria
• tolleranza e assuefazione: diminuzione di efficacia
2) COCAINA:
• dalla pianta della Coca
• inibisce uptake delle catecolammine
soprattutto della dopamina
• effetti simili alle amfetamine

3) dietilammide dell’acido Lisergico (LSD):
• sintetizzata nel 1943 da Hoffman:
derivato dell’acido lisergico (prodotto da un parassita dei
cereali, segale)
• struttura simile a serotonina: agisce sul sistema serotoninergico
• effetti: alterazione della percezione, allucinazioni,..
• in parte, l’LSD inibisce l’attività dei nuclei del rafe:
avviene normalmente durante la fase onirica del sonno!!!
• anche i principi attivi del peyote: azione su recettori
serotoninergici
(entrambi usati per indagare subconscio!!)

SISTEMA COLINERGICO
• Acetilcolina come neurotrasmettiore

Recettori:
Nicotinici (ionotropi): soprattutto in SNP e placca neuromuscolare
Muscarinici (metabotropi): in SNC
Sintesi:
da colina,
introdotta
con la dieta:
fattore limitante
Acetilcolinesterasi

Regola lo stato veglia e i processi di attenzione:
lesioni: letargia;
somministrazione di acetilcolina induce agitazione e eccitazione

Regolazione apprendimento e memoria: lesioni inducono amnesia
acetilcolina facilita l’apprendimento

Morbo di Alzheimer
assone

percezione degli stimoli sensoriali
regolazione dei ritmi circadiani