Definizione di dendrite
I dendriti sono proiezioni di un neurone (cellula nervosa) che ricevono segnali (informazioni) da altri neuroni. Il trasferimento di informazioni da un neurone all’altro si realizza attraverso segnali chimici e impulsi elettrici, cioè segnali elettrochimici. Il trasferimento di informazioni è solitamente ricevuto ai dendriti attraverso segnali chimici, poi viaggia verso il corpo cellulare (soma), continua lungo l’assone neuronale come impulsi elettrici, ed è infine trasferito sul neurone successivo alla sinapsi, che è il luogo dove i due neuroni si scambiano informazioni attraverso segnali chimici. Alla sinapsi si incontrano la fine di un neurone e l’inizio – i dendriti – dell’altro.
Questa figura mostra l’aspetto di un dendrite in un neurone:
Funzione dei dendriti
Le funzioni dei dendriti sono ricevere segnali da altri neuroni, elaborare questi segnali e trasferire le informazioni al soma del neurone.
Ricevere informazioni
I dendriti assomigliano ai rami di un albero, nel senso che si estendono dal soma o corpo del neurone e si aprono in proiezioni gradualmente più piccole. Alla fine di queste proiezioni ci sono le sinapsi, dove avviene il trasferimento delle informazioni. Più specificamente, le sinapsi sono il luogo dove due neuroni si scambiano segnali: il neurone a monte o pre-sinaptico rilascia neurotrasmettitori (di solito alla fine del neurone, chiamato anche terminale assonale) e il neurone a valle o post-sinaptico li rileva (di solito nei dendriti). Questa figura mostra la sinapsi di un neurone presinaptico (A) e di un neurone postsinaptico (B):
Alla sinapsi, il neurone presinaptico rilascia neurotrasmettitori (numero 2 nella figura), che sono molecole che il neurone postsinaptico rileva. Il neurone postsinaptico può rilevare i neurotrasmettitori perché ha dei recettori per i neurotrasmettitori (numero 5 nella figura) ai quali si legano i neurotrasmettitori. Se il neurone postsinaptico non ha il recettore specifico del neurotrasmettitore, allora il neurotrasmettitore non avrà alcun effetto. Esempi di neurotrasmettitori sono la dopamina, la serotonina, la norepinefrina, il GABA e il glutammato. Se, per esempio, un neurone presinaptico rilascia dopamina, il neurone postsinaptico avrà bisogno di recettori per la dopamina per rilevare il segnale e di conseguenza ricevere l’informazione.
Alcuni tipi di neuroni hanno spine dendritiche sui dendriti, che sono piccole sporgenze che sporgono dai dendriti e che hanno recettori per i neurotrasmettitori che aumentano la rilevazione dei neurotrasmettitori. Puoi trovare un esempio di una spina dendritica in questa micrografia:
Elaborazione delle informazioni
Una volta che il neurotrasmettitore si lega al recettore del neurotrasmettitore nel neurone postsinaptico, inizia una cascata di segnalazione che permette di elaborare le informazioni nella sinapsi. Questa cascata di segnalazione dipende dal neurotrasmettitore e dal recettore del neurotrasmettitore: ci sono neurotrasmettitori eccitatori, come il glutammato, e neurotrasmettitori inibitori, come il GABA. I recettori del neurotrasmettitore iniziano una cascata di segnalazione che attiva alcuni canali ionici ligando-gated. I canali ionici ligando-gated permettono agli ioni di entrare nel neurone (per esempio Na+, Ca2+, Cl- o rispettivamente sodio, calcio, cloruro) o di uscire dal neurone (per esempio K+ o potassio). Nel caso dei neurotrasmettitori eccitatori, il neurone presinaptico rilascia il neurotrasmettitore e il neurone postsinaptico lo rileva quando si lega ai suoi recettori specifici. Poiché si tratta di un neurotrasmettitore eccitatorio, il legame al recettore attiva i canali ionici ligando-gated che permettono agli ioni caricati positivamente di entrare nella cellula: Na+ e Ca2+. Allo stesso tempo, anche alcuni K+ usciranno dalla cellula. Se entrano abbastanza cariche positive nella cellula in modo tale che il potenziale della membrana cellulare aumenta, cioè c’è un afflusso netto di cariche positive, allora lo chiamiamo un potenziale eccitatorio postsinaptico (EPSP), e la cellula è depolarizzata. Se ci sono abbastanza cariche positive da far sì che il potenziale della membrana cellulare raggiunga un valore di soglia, allora c’è un potenziale d’azione (vedi sotto la voce Informazioni sul trasferimento).
Nel caso dei neurotrasmettitori inibitori, avviene qualcosa di simile, ma invece di attivare i canali Na+ e Ca2+ legati al ligando, il legame al recettore porterà all’attivazione dei canali Cl- legati al ligando. Qui, il Cl- fluirà nel neurone postsinaptico. Inoltre, il K+ fluirà fuori dalla cellula. Pertanto, un afflusso netto di cariche negative (Cl-) porta a una diminuzione del potenziale della membrana cellulare e, di conseguenza, a quello che chiamiamo un potenziale inibitorio post-sinaptico (IPSP). La cellula è ora iperpolarizzata.
Informazioni sul trasferimento
La somma di molti EPSP può superare la soglia necessaria al neurone postsinaptico per iniziare un potenziale d’azione. Per capire questo, dobbiamo prima capire alcune proprietà intrinseche dei neuroni.
Il normale o fisiologico potenziale di membrana a riposo dei neuroni è circa -65 mV. Ciò significa che l’interno del neurone è caricato negativamente rispetto all’esterno della cellula. La ragione di questo è che l’interno della cellula ha alcune cariche positive (K+) e anche altri ioni caricati negativamente (A-), mentre l’esterno della cellula ha più ioni positivi (Na+ e Ca2+) e alcuni caricati negativamente (Cl-). La somma di tutte le cariche rende l’esterno della cellula più positivo e l’interno della cellula più negativo.
Quando si verifica un EPSP nei dendriti, il potenziale di membrana del neurone postsinaptico aumenta, per esempio dal fisiologico -65 mV a -64 mV, cioè diventa meno negativo. Quando la somma di molti EPSP fa sì che il potenziale di membrana del neurone raggiunga un valore di soglia di circa -55 mV, allora il neurone spara un potenziale d’azione che trasferisce informazioni al soma e poi lungo l’assone fino all’estremità del neurone postsinaptico, raggiungendo a un certo punto il terminale assonico, dove rilascerà neurotrasmettitori sul neurone successivo. I potenziali d’azione iniziano quindi di solito dai dendriti e si diffondono lungo il neurone.
Se la somma di molti EPSP non raggiunge la soglia necessaria per iniziare un potenziale d’azione, allora non succede molto e il segnale non viene trasferito al soma o all’assone. Questo grafico illustra cosa succede quando la somma degli EPSP raggiunge e non raggiunge il valore di soglia (-55 mV) per indurre un potenziale d’azione:
Se ci sono molti IPSPs, allora sono necessari più EPSPs per superare la soglia del potenziale di membrana per creare un potenziale d’azione.
Malfunzionamento dei dendriti
I dendriti hanno un ruolo molto importante nel trasferimento di informazioni tra i neuroni. Non è quindi sorprendente che malfunzionamenti nei dendriti siano associati a una varietà di disturbi del sistema nervoso. I malfunzionamenti variano per tipo e grado di gravità, e vanno da una morfologia anormale a disturbi nella ramificazione dendritica, anomalie nello sviluppo dendritico e perdita malfunzionante della ramificazione dendritica e della genesi dei dendriti. Tutti questi sono legati a disturbi come schizofrenia, autismo, depressione, ansia, Alzheimer e sindrome di Down, tra gli altri.
Quiz
1. Cosa sono i dendriti? Proiezioni di neuroni che trasmettono informazioni ai neuroni postsinaptici.
B. Proiezioni di neuroni che ricevono informazioni da neuroni presinaptici.
C. Proiezioni di neuroni che secernono neurotrasmettitori.
D. Proiezioni di neuroni che permettono il movimento.
2. Quali sono le funzioni principali dei dendriti? Ricevere informazioni (segnali chimici).
B. Elaborare le informazioni.
C. Trasferire informazioni al soma (corpo cellulare).
D. Tutto quanto sopra.