Dispense psicobiologia applicata

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 psicobiologia
(il termine deriva dal greco psyché (ψυχή) = "anima", bìos (βίος) = "vita"
e logos (λόγος) = "scienza"),
chiamata anche psicologia biologica, è una branca delle neuroscienze che
studia il comportamento, ovvero l'insieme di tutte le attività manifeste
dell'organismo così come tutti i processi mentali
(percezione, attenzione, memoria, apprendimento, emozioni),
in relazione alle sue basi biologiche, strutture e processi corporei
appartenenti in particolar modo al sistema nervoso.
Gli esperimenti degli psicobiologi vengono effettuati sia su animali che su
esseri umani sani o con lesioni a carico del sistema nervoso.
Soprattutto in quest'ultimo campo di indagine si sovrappone ad un'altra
branca delle neuroscienze, la neuropsicologia, che studia solo il sistema
nervoso centrale, è molto più influenzata dalla psicologia cognitiva ed
opera ad un livello maggiormente macroscopico, focalizzandosi su estese
aree del cervello.

La 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…
presto evita l’elettricità, passando oltre e così per tutto il giorno.
Alla fine giornata, risultato delle analisi..animale 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 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 MALATA
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 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
Esseri 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)
Riproduzione

Riproduzione sessuale: cellule di due differenti
genitori si uniscono per formare la prima cellula
di un nuovo organismo

Rirpoduzione asessuale: un nuovo organismo si
genera da un singolo genitore

Clonaggio…
Caratteristiche degli organismi viventi
• Utilizzano l’energia proveniente
dall’ambiente
• Scambiano materia con l’ambiente
• Costruiscono le proprie strutture
Gli organismi viventi:
a) rispondono al loro ambiente
 Stimoli esterni
 Stimoli interni
b) Mantengono stabile il loro ambiente interno?
Si…entro certi limiti
Considerati come gruppo:
sono in continuo divenire
(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
LA C E L L U LA
La cellula è la più piccola unità strutturale e funzionale della
materia vivente capace di esistenza indipendente
Definizione secondo
Loewy e Siekevitz, 1974
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.
I costituenti della cellula
Tutte le cellule sono costituite
fondamentalmente da
4 classi di macromolecole
Le macromolecole derivano dalla
condensazione delle biomolecole di base
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.