PSICOBIOLOGIA APPLICATA 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…

quando più specificatamente 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

Ovviamente mancano i VIRUS… 21

L A C E L L U L A 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. 23

I costituenti della cellula Tutte le cellule sono costituite fondamentalmente da 4 classi di macromolecole Le macromolecole derivano dalla condensazione delle biomolecole di base

Aminoacidi, Nucleotidi, Acidi grassi e Glicerolo, Monosaccaridi H2O – CO2 - NH3 – CH4 Aminoacidi, Nucleotidi, Acidi grassi e Glicerolo, Monosaccaridi Proteine, Acidi nucleici, Lipidi, Polisaccaridi 25 25

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 32

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. 33

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. 37

Relazione tra Dimensioni del Genoma e Complessità Biologica 40

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.