PSICOBIOLOGIA APPLICATA

a.a.2010-2011

docente: Marcella Renis

IL CORSO HA I SEGUENTI OBIETTIVI:

• ampliare le conoscenze di base in psicobiologia, trattando alcuni degli aspetti biochimico-clinico-molecolari le cui conoscenze possono essere importanti per lo psicologo giuridico. In particolare verranno trattati i meccanismi dell’ereditarietà e le indagini clinico molecolari ad essa connesse, • trattare gli ambiti più complessi del funzionamento delle interazioni tra sistema nervoso e sistema endocrino • rendere abili i discenti nell’apprezzare come le prospettive della psicobilogia applicata possano aiutare la comprensione del comportamento umano: relazioni disagio-malessere, • fornire conoscenze sulla complessità delle analisi e delle ricerche molecolari ed anche dei loro limiti, • incoraggiare i discenti a trattare argomenti innovativi e a sviluppare il loro team-player

• Introduzione alla psicobilogia applicata

• Note su alcuni pre-requisiti

• Cenni su macromolecole

http://www.youtube.com/watch?v=Mszlckmc4Hw&feature=related:the inner life of the cell

La La psicobiologiapsicobiologia

  (il termine (il termine derivaderiva dal  dal grecogreco  psyché (ψυχή)psyché (ψυχή) = "anima",  = "anima", bìos (βίος)bìos (βίος) = "vita" e  = "vita" e logos (λόγος)logos (λόγος) = "scienza"), = "scienza"), chiamata anche chiamata anche psicologia biologicapsicologia biologica, è una branca delle , è una branca delle neuroscienzeneuroscienze che studia il  che studia il comportamentocomportamento, ,

ovvero l'insieme di tutte le attività manifeste dell'organismo così come tutti i processi mentali ovvero l'insieme di tutte le attività manifeste dell'organismo così come tutti i processi mentali ((percezionepercezione, , attenzioneattenzione, , memoriamemoria, , apprendimentoapprendimento, , emozioniemozioni),),

in relazione alle sue basi biologiche, strutture e processi corporei appartenenti in particolar modo al in relazione alle sue basi biologiche, strutture e processi corporei appartenenti in particolar modo al sistema nervoso.sistema nervoso.

Gli esperimenti degli psicobiologi vengono effettuati sia su animali che su esseri umani sani o con Gli esperimenti degli psicobiologi vengono effettuati sia su animali che su esseri umani sani o con lesioni a carico del lesioni a carico del sistema nervososistema nervoso. .

Soprattutto in quest'ultimo campo di indagine si sovrappone ad un'altra branca delle Soprattutto in quest'ultimo campo di indagine si sovrappone ad un'altra branca delle neuroscienzeneuroscienze, , la la neuropsicologianeuropsicologia, che studia solo il sistema nervoso centrale, è molto più influenzata , che studia solo il sistema nervoso centrale, è molto più influenzata dalla dalla psicologia cognitivapsicologia cognitiva ed opera ad un livello maggiormente macroscopico, focalizzandosi su  ed opera ad un livello maggiormente macroscopico, focalizzandosi su estese aree del cervello.estese aree del cervello.

La Psicobiologia nasce con Henry Laborit negli anni ‘50La Psicobiologia nasce con Henry Laborit negli anni ‘50

Era un biologo, un ricercatore, ha scoperto molte cose interessanti.

1=° esperimento: una cavia inserita in delle gabbie con 2 compartimenti, una griglia attraverso la quale passa dell’elettricità, un piccolo segnale luminoso ed acustico che si attiva 5 secondi prima del passaggio di elettricità. L’elettricità passa per una decina di secondi, ogni 30 min, per 12ore

La cavia è un animale che impara velocemente e quindi…La cavia è un animale che impara velocemente e quindi… presto evita l’elettricità, passando oltre e così per tutto il giorno.Alla fine giornata, risultato delle analisi..animale sanoanimale sano!

2=° esperimento:le cavie nella gabbia, non possono evitare l’elettricità. Appena ne sono colpite si rizzano e combattono…. Alla fine della giornata, risultano in piena salutein piena salute

3=°esperimento: una cavia dentro la gabbia, la porta è chiusa ed è costretta a subire l’elettricità senza poter fare nulla.

Alla fine della giornata, dalle analisi, risulta che la cavia è MALATAMALATA

Cos’ha dimostrato Laborit?

Se possiamo fuggire non ci ammaliamo. Se possiamo combattere, non ci ammaliamo. Se non possiamo nè fuggire nè combattere, ci ammaliamo.

Quindi, quando si è nell’inibizione dell’azione ci si ammala.

Se non diamo una risposta, siamo in condizioni di stress grave,

di certo accadranno cose particolari….

Il cervello deve dare una risposta…

se non puo…delega la gestione del conflitto

ad un gruppo di neuroni….

…il gruppo di neuroni gestirà tessuto e comportamento

Su entrambe potremo avere modificazioni…

La biochimica clinica può rilevarne alcune…

Riprenderemo questo argomento

quando più specificatamente parleremo di stress….

La psicobiologia si propone di comprendere le basi biologiche del comportamento, inteso non solo come manifestazione esteriore ma anche come processi mentali sottostanti

Pertanto, la psicobiologia deve confrontarsi con processi complessi, per la comprensione dei quali è necessario un approccio a diversi livelli:

osservazione diretta del comportamentoosservazione diretta del comportamento misurazione dell’attività cerebrale determinazione dell’attività di singole cellule nervose misurazione diparametri biochimico-clinico.molecolari

Le moderne tecniche che consentono la

visualizzazione dell’attività cerebrale

hanno chiaramente mostrato che ad ogni

percezione, azione, pensiero o

immaginazione corrisponde l’attivazione di

specifiche aree cerebrali.

Caracteristiche degli Caracteristiche degli Esseri viventiEsseri viventi

È stimato che oggi sulla terra sono presenti da 10*106 a 100*106 specie viventi

Caratteristiche degli organismi viventi

sono costituiti da cellule

la loro vita si fonda su un codice genetico, quasi universale

crescono, si sviluppano e si riproducono (ereditarietà)

RiproduzioneRiproduzione

Riproduzione Riproduzione sessualesessuale: cellule di due differenti : cellule di due differenti genitori si uniscono per formare la prima cellula genitori si uniscono per formare la prima cellula di un nuovo organismodi un nuovo organismo

Rirpoduzione Rirpoduzione asessualeasessuale: un nuovo organismo si : un nuovo organismo si genera da un singolo genitoregenera da un singolo genitore

Clonaggio…Clonaggio…

Caratteristiche degli organismi viventi

• Utilizzano l’energia proveniente dall’ambiente

• Scambiano materia con l’ambiente

• Costruiscono le proprie strutture

Gli organismi viventi:Gli organismi viventi:a) rispondono al loro ambientea) rispondono al loro ambiente

Stimoli esterni Stimoli esterni Stimoli interni Stimoli interni

b) Mantengono stabile il loro ambiente interno? Si…entro certi limiti

Considerati come gruppo:Considerati come gruppo:

sono in continuo divenire sono in continuo divenire (cambiamento)(cambiamento)

Enorme diversità di forme

Costanza di struttura interna

La cellula è l’unità fondamentale di tutti gli organismi viventi

Tutti gli organismi viventi sono formati da cellule

Non esiste alcuna forma di vita se non a livello cellulare

Ovviamente

mancano i VIRUS…

L A C E L L U L ALa cellula è la più piccola unità strutturale e funzionale della materia vivente capace di esistenza indipendente

La cellula è un’unità fondamentale di attività biologica, delimitata da una membrana dotata di permeabilità selettiva, e capace di autoriprodursi in un ambiente in cui non vi sono altri sistemi viventi.

Definizione secondo

Loewy e Siekevitz, 1974

Tutte le cellule sono costituite fondamentalmente da

4 classi di macromolecole

Le macromolecole derivano dalla condensazione delle biomolecole di base

I costituenti della cellula

H2O – CO2 - NH3 – CH4

Aminoacidi, Nucleotidi, Acidi grassi e Glicerolo, Monosaccaridi

Proteine, Acidi nucleici, Lipidi, Polisaccaridi

Negli organismi viventi il 99% degli elementi presenti sono idrogeno (H), ossigeno (O), carbonio (C ) e azoto (N), hanno tutti la caratteristica di formare legami covalenti forti condividendo un doppietto elettronico (energia di legame circa 100-200 kcal/mole).

Le molecole biologiche sono costruite secondo una gerarchia:

Molecola semplice (monomero)

Macromolecola (polimero)

Complessi macromolecolari

Organuli

Aggregati Macromolecolari

Ribosomi – Sistemi multienzimatici – Membrane cellulari

Esistono in natura migliaia di cellule diverse

Modelli di Organizzazione Cellulare

Modello Procariote

Modello Eucariote

Modello Procariote

•La parete cellulare costituisce una barriera porosa non selettiva;•La membrana cellulare è una barriera permeabile altamente selettiva per l’ingresso della maggior parte delle sostanze;•Il modello procariote è sprovvisto di compartimentazioni interne;•Vi è una semplice organizzazione dell’apparato informazionale che è confinato in una distinta area nucleare;•Grandissima capacità di adattamento alla sopravvivenza che consente di superare rapidamente le modificazioni improvvise delle condizioni ambientali;•All’interno dei procarioti non ci sono ampie differenze;•I procarioti non sono in grado di costituire organismi multicellulari.

Modello Eucariote•Questo modello è caratterizzato da un elevato grado di compartimentazione interna;

•Il materiale informazionale è confinato al nucleo che a sua volta è separato dal citoplasma da un involucro nucleare;

•Il citoplasma contiene numerosi organelli delimitati da membrane e diversi per struttura, organizzazione e funzione;

•La possibilità di privilegiare l’una o l’altra delle funzioni cellulari specifiche, consente il processo di differenziamento;

•La specializzazione strutturale e funzionale comune a più cellule consente loro di riunirsi in associazioni funzionalmente integrate quali quelle rappresentate dagli organismi multicellulari;

•Sono presenti anche organismi unicellulari come il lievito.

Relazione tra Dimensioni del Genoma e Complessità Biologica

LE INTERAZIONI DEBOLI DETERMINANO LA STRUTTURA E LE INTERAZIONI TRA LE MOLECOLE BIOLOGICHE

LEGAME IONICO: interazione fra molecole di carica opposta. La forza di questo legame dipende dalle cariche, dalla loro distanza e dalla costante dielettrica del mezzo secondo la legge di Coulomb

F = q1q2/r2D

Nel vuoto D=1, nell’acqua D=80

Il legame ionico è detto anche elettrostatico, legame salino, ponte salino, coppia ionica.

Lunghezza circa 2.8 Å

Energia circa 10 kcal/mole

LEGAME A IDROGENO: interazione sia fra molecole cariche che non cariche. Quando l’idrogeno è legato covalentemente ad un atomo più elettronegativo la sua nuvola elettronica viene attratta lasciandogli una carica parziale positiva. In questo modo l’idrogeno può formare un’interazione debole con un altro atomo elettronegativo che ha una parziale carica negativa.

Lunghezza circa 3 Å

Energia circa 3-7 kcal/mole

L’acqua tende ad eliminarli

FORZE DI VAN DER WAALS: sono dovute al fatto che la distribuzione di carica elettronica intorno ad un atomo varia. Se le nuvole elettroniche degli atomi vicini sono opposte si attirano se sono uguali si respingono

Le forze di Van der Waals diventano importanti per molecole lunghe che possono interagire con molti atomi (es ac. grassi dei lipidi)

distanza di interazione 3-4 å

energia di legame circa 0.6 kcal/mole

INTERAZIONI IDROFOBICHE: le molecole idrofobiche tendono a raggrupparsi escludendo l’acqua e formando strutture sferiche.

Quando una molecola idrofobica si trova nell’acqua questa tende a formare strutture ordinate intorno ad essa (clatrati) e ciò diminuisce l’entropia del sistema. Se sono presenti più molecole idrofobiche si raggrupperanno tutte insieme in modo da minimizzare l’ordine delle molecole d’acqua nelle condizioni di massima entropia.