La frequenza della scarica ripetitiva di PA dipende dall’entità dello stimolo depolarizzante

Popolazioni distinte di neuroni corticali sono caratterizzate da proprietà di firing diverse

Una sottopopolazione di neuroni regular spiking manifesta il fenomeno dell’adattamento

Registrazioni da due diversi neuroni dello strato V della corteccia sensorimotoria di ratto [da Franceschetti et al., 1998]

Qual è il significato dell’adattamento?

Versante sensitivo:

1. Enfasi sul cambiamento del livello di input

2. Compensazione dei ritardi nei processi di trasduzione

Versante motorio:

1. rapidità degli effetti di sommazione

2. Compensazione dell’inerzia

Accelerazione dell’inizio del movimento

In presenza di adattamento la frequenza di scarica è in relazione con la velocità di applicazione dello stimolo

L’iperpolarizzazione postuma (AHP) che segueil PA presenta diverse fasi

Registrazione da un neurone del nucleo motore dorsale del vago [da Sah, 1996]

Medium-rate AHP e slow AHP sonoattività-dipendenti

mAHP e sAHP sono Ca2+-dipendenti

mAHP e sAHP sono Ca2+-dipendenti

Adattamento e sAHP vanno di pari passo

Scarica di potenziali d’azione e aumenti

della [Ca2+]i

mAHP e sAHP sono sottese da correnti uscenti di K+

Neurone del nucleo motore dorsale del vago [da Sah,

1996] Neuroni del ganglio celiaco di cavia [da Cassel & McLachlan, 1987]

ImAHP e IsAHP sono Ca2+-dipendenti

Neuroni del ganglio celiaco di cavia [da Cassel & McLachlan, 1987]

Control

0 Ca2+, 2-mM Mn2+

Wash

I canali di tipo BK

I canali del K+ Ca2+-attivati

Canali di tipo SK

• Bassa conduttanza (5-15 pS)

• Operati esclusivamente dalla [Ca2+]i

• Alta sensibilità al Ca2+

• Bloccati dall’apamina (tossina dalla Apis mellifica) (non tutti)

• Nei neuroni sostengono la mAHP

• Corrente macroscopica: ImAHP

Canali di tipo BK

• Alta conduttanza (100-250 pS)

• Operati dalla [Ca2+]i e dal potenziale transmembranario

• Bassa sensibilità al Ca2+ a potenziale negativo

• Bloccati da tossine di scorpione (caribdotossina, iberiotossina)

• Nei neuroni contribuiscono alla fAHP

• Corrente macroscopica: IC

Canali di tipo SK apamina-sensibili

Inside-out, [Ca2+]out = 260 nM, K+ simmetrico [da Park, 1994]

Outside-out, [Ca2+]in = 1 M, K+ simmetrico. Vm = -50 mV [da Lang & Ritchie, 1990]

mAHP e ImAHP sono abolite dall’apamina

Cellula piramidale della corteccia sensorimotoria di ratto [da Schwindt et al.,

1988] 1 s

Neurone del nucleo motore dorsale del vago [da Sah, 1996]

La ImAHP riduce la frequenza di scarica

Cellula piramidale della corteccia sensorimotoria di ratto [da Schwindt et al., 1988]

Sensibilità al Ca2+ e al potenziale dei canali BK

I canali BK sono sensibili alla caribdotossina

Apamin

Control

Apamin

CTx

Control

CTx + apamin

Ruolo dei canali BK nella ripolarizzazionedal potenziale d’azione e nella fAHP

Cellula piramidale di CA1 dell’ippocampo di ratto [da Pools & Johnston, 1999]

Ruoli delle correnti di K+ Ca2+-attivate neuronali

• ImAHP determina una riduzione della frequenza della scarica ripetitiva in modo Ca2+-dipendente.

• IsAHP sostiene il fenomeno dell’adattamento.

• IC contribuisce alla ripolarizzazione del PA somatico e alla fAHP.

Una famiglia di canali voltaggio-dipendentidel K+ dalla Drosophila

Struttura dei canali voltaggio-dipendentidel K+ (Kv)

Classificazione molecolare dei canali del K+

Classificazione molecolare dei canali del K+

Struttura dei canali del K+ Ca2+-attivati

Classificazione molecolare dei canali del K+

Struttura dei canali del K+ Ca2+-attivati

La IsAHP è attivata da aumenti della [Ca2+]inella massa del citoplasma