BC17. Messaggeri intracellulari, centraline energetiche, segnali elettrici: come il sistema nervoso usa l’energia per propagare l’informazione

Introduzione:

Oltre a svolgere funzioni quali pensiero e memoria (funzioni cognitive), il sistema nervoso (SN) è deputato alla ricezione delle informazioni dall’ambiente circostante, alla loro decifrazione e alla determinazione della risposta del corpo mirata al miglior adattamento alle condizioni ambientali. Per fare ciò si avvale di una serie di tipi cellulari quali i neuroni, gli astrociti e gli oligodendrociti, contraddistinti da diverse e complementari funzioni. Fra questi, i neuroni svolgono le funzioni primarie di integrazione delle informazioni e della loro propagazione veloce verso tessuti (ad esempio i muscoli). Un errato funzionamento di una o più componenti cellulari del SN è causa di svariate malattie, sia acute (es. ischemia, trauma cerebrale) che croniche (es. Alzheimer, Parkinson, Sclerosi Multipla). In questo percorso studieremo alcune delle modalità con le quali le cellule del SN rispondono a determinati stimoli mobilitando gli ioni Calcio, i quali operano come messaggeri intracellulari; come questi ultimi stimolino la produzione di energia da parte degli organelli intracellulari denominati mitocondri; e come l’energia venga utilizzata per rendere possibile la propagazione dell’informazione come segnale elettrico lungo le cellule neuronali.

In pratica:

In questo percorso gli studenti saranno introdotti a tecniche di laboratorio quali la microscopia in fluorescenza sia in vivo che in esperimenti di immunofluorescenza indiretta in vitro. Nel primo caso verranno studiati i movimenti intracellulari dello ione Calcio e la modulazione del potenziale di membrana mitocondriale; nella seconda verrà studiata la localizzazione e co-localizzazione intracellulare di molecole di specifico interesse. Saranno inoltre introdotti alla tecnica elettrofisiologica del Patch-clamp per studiare le correnti ioniche di membrana e l’insorgenza del potenziale d’azione. Sarà quindi evidenziato come stimoli potenzialmente nocivi e fonti di malattia possano modificare i fenomeni osservati. I dati ottenuti verranno elaborati e discussi in una presentazione finale.

Competenze acquisite:

Capacità di conoscere e utilizzare il linguaggio scientifico; interpretare correttamente l’informazione acquisita per comunicarla in modo chiaro ed efficace; collaborare alla progettazione sperimentale e all’analisi dei dati applicando il metodo scientifico galileiano e l’approccio statistico (se utilizzato); agire in modo autonomo e responsabile; risolvere problemi; individuare collegamenti e relazioni; utilizzare gli strumenti informatici (se presenti).

Tutor referente: Sergio Visentin