Sono presenti in diverse cellula di tipo eccitatorio/inibitorio e in particolar modo sono fondamentali per il corretto funzionamento del sistema nervoso (sia centrale che periferico). L'esistenza di questi recettori è stata un'acquisizione abbastanza inoltrata nel secolo scorso. All'inizio del '900 c'era una grossa diatriba su come funzionasse il SNC.
Due teorie essenziali:
• una portata avanti dalla scuola italiana (Camillo Golgi)
• una portata avanti da Ramon y Cajal
queste due teorie furono dibattute per più di due decenni.
Teoria reticoalre.
Golgi sosteneva che le nostre funzioni cognitive (la capacità del nostro cervello di elaborare nozioni) non dipendesse da strutture anatomicamente definite, che non ci fosse una localizzazione per una funzione rispetto a un'altra. Quindi che ci fosse una collaborazione continua.
Teoria neuronale.
Cajal riteneva che ci fosse invece una possibilità di localizzare l'azione nervosa in rapporto al tipo di azione (se penso a qualcosa si attiva una regione, se invece compio un movimento si attivano altre aree).
Nel 1906 il Premio Nobel fu dato a Ramon y Cajal. La teoria reticolare fu abbandonata. In realtà però poi fu in qualche modo recuperata dagli approfondimenti di neuroanatomia. La centralità del neurone nella funzione celebrale è stata in qualche modo ridimensionata perché si è scoperto e confermata che il ruolo giocato per esempio dalla glia (dagli astrociti) è un ruolo estremamente importante, tanto che secondo alcuni ipotesi li Q.I. Dell'individuo non è proporzionale al numero di neuroni che possiede ma alla quantità di astrociti di cui dispone. Questo è stato scoperto perché dopo decenni di studi diretti a capire come funzionano le sinapsi di tipo chimico (lì dove agiscono neurotrasmettitori su recettori per i neurotrasmettitori) si sono infittiti gli studi sulle sinapsi di tipo elettrico. Queste per tanto tempo sono state studiate e caratterizzate in organismi più semplici rispetto all'uomo (soprattutto organismi marini, in cui queste sinapsi sono essenziali nel conferire la capacità di affrontare situazioni di emergenza → reazioni di fuga garantite da reazioni di sinapsi di tipo elettrico). In realtà poi si è scoperto che queste sinapsi sono molto diffuse e altrettanto importanti anche nell'uomo. Prima venivano studiate in maniera non approfondita e verso al fine del secolo scorso in realtà sono aumentati gli studi a questo riguardo che hanno finalmente riconciliato le due ipotesi (neuronale e reticolare).
Sinapsi elettriche e chimiche.
Nella sinapsi di tipo chimico non c'è una interazione strutturale tra le due cellule comunicanti, c'è un vallo sinaptico attraversato dal mediatore chimico (neurotrasmettitore). Le sinapsi elettriche invece prevedono un'interazione stretta tra le due estremità ed è quello che succede a neuroni e astrociti.
Sinapsi elettriche.
Le sinapsi elettriche si possono trovare sui dendriti, sul corpo cellulare, diffuse quindi sulle tre dimensioni della cellula neuronale. Le sinapsi elettriche si trovano in diverse strutture cerebrali neuroanatomiche,nei nuclei olivari, nell'ippocampo, nella neocorteccia, nel talamo. Inoltre troviamo sinapsi di tipo elettrico nel cuore: le cellule del miocardio (che viene definito come una sorta di sincizio cellulare) sono tutte in connessione tra di loro e formano una sorta di continuum cellulare e questa coordinazione e sincronia nella contrazione dipende proprio da questo tipo di sinapsi. Queste sinapsi sono garantite da dei canali ionici particolari, quelli di più grosse dimensioni. Sono costituiti da 6 subunità si trovano sulla cellula A e delimitano il canale e 6 subunità di trovano sulla cellula B. Queste strutture si chiamano gap junction. A formare queste giunzioni sono le connexine. Le connexine della cellula A interagiscono fisicamente con le connexine della cellula B e si forma questo tunnel che è un canale preferenziale per il passaggio di ioni, secondi messaggeri (cAMP, cGMP, ATP). Questo tipo di sinapsi ha delle caratteristiche peculiari rispetto a quelle chimiche. Hanno una latenza di attivazione praticamente nulla e questo ci spiega perché un meccanismo di fuga che deve essere immediato debba essere governato da un meccanismo estremamente rapido. La modulazione può riguardare anche il verso perché una particolarità delle sinapsi chimiche è la bidirezionalità (la sinapsi chimica è invece unidirezionale): ioni e secondi messaggeri possono andare in entrambe le direzioni. Questo canale è dotato di un sistema di controllo (rettificazione) per cui in determinati momenti è preferenziale una direzione di segnale rispetto all'altra.
Le sinapsi elettriche servono per:
• Minimizzare il tempo di risposta (comportamento di fuga)
• sincronizzare eventi cellulari (rilascio di ormoni)
• Coordinazione di gruppi cellulari (sviluppo del sistema nervoso)
• Trasmissione di nutrienti (osteociti)
Il loro mancato funzionamento è alla base di una serie di patologie. Sono state riscontrate mutazioni di geni che codificano per le connexine in quadri di sordità, in patologie neurologiche, in disturbi cardiaci e nella cataratta.