Sinapsi: cosa sono e come funzionano

Cos'è una sinapsi

La sinapsi è il punto di connessione tra due neuroni (o tra un neurone e un’altra cellula, come una cellula muscolare o ghiandolare) attraverso cui vengono trasmessi segnali che permettono la comunicazione all’interno del nostro sistema nervoso.

Il significato etimologico del termine sinapsi deriva dal greco “synapsis”, che significa “collegamento”, proprio a rafforzare l’idea di un legame vitale che consente lo scambio di informazioni tra le cellule.

Immagina la sinapsi come un ponte tra neuroni: senza di essa, le informazioni non potrebbero viaggiare nel cervello e nel corpo.

Ogni pensiero, movimento e emozione dipende da questo meccanismo, che garantisce lo scambio costante di segnali.

Ogni sinapsi è composta da tre elementi principali:

• Parte presinaptica: il terminale del neurone che invia il segnale;
• Fessura sinaptica: lo spazio tra i due neuroni, attraverso cui il segnale viene trasmesso;
• Parte postsinaptica: il neurone (o la cellula) che riceve ed elabora il segnale.

Le sinapsi, però, non sono solo canali di trasmissione delle informazioni: hanno un ruolo attivo nella modulazione e nell’elaborazione dei segnali.

Il cervello, infatti, può rafforzare alcune sinapsi e indebolirne altre in base all’esperienza, un processo noto come plasticità sinaptica.

Quando la comunicazione sinaptica funziona bene, il sistema nervoso è in equilibrio. Se invece qualcosa va storto, ad esempio per un’alterazione nei neurotrasmettitori (le sostanze chimiche che trasmettono i segnali), possono comparire disturbi come ansia, depressione o problemi cognitivi.

Esistono due principali tipi di sinapsi, ognuna con il proprio meccanismo di funzionamento: le sinapsi chimiche e le sinapsi elettriche.

Sinapsi chimica

Le sinapsi chimiche sono quelle più diffuse nel sistema nervoso. Qui, la comunicazione tra neuroni avviene attraverso il rilascio di neurotrasmettitori, molecole chimiche che trasmettono il segnale da un neurone all’altro.

Il processo di trasmissione avviene in più fasi:

1. Arrivo del segnale: quando un segnale elettrico (potenziale d’azione) raggiunge l’estremità del neurone presinaptico, si attivano dei canali che permettono l’ingresso di ioni calcio;
2. Rilascio dei neurotrasmettitori: il calcio stimola il rilascio dei neurotrasmettitori, contenuti nelle vescicole del bottone sinaptico, nello spazio tra i due neuroni (fessura sinaptica);
3. Trasmissione del segnale: i neurotrasmettitori si legano ai recettori sulla membrana del neurone postsinaptico, attivandolo e trasmettendo l’informazione;
4. Fine del segnale: una volta trasmesso il segnale, i neurotrasmettitori vengono degradati da enzimi, riassorbiti dal neurone presinaptico o dispersi nella fessura sinaptica, per evitare una stimolazione continua.

Le sinapsi chimiche hanno alcune caratteristiche particolari:

• Il segnale viaggia in una sola direzione, dal neurone presinaptico a quello postsinaptico.
• Possono regolare l’intensità del segnale, in base alla quantità di neurotrasmettitori rilasciati e alla sensibilità dei recettori.
• Rispetto alle sinapsi elettriche, sono leggermente più lente, perché il segnale passa attraverso diverse fasi chimiche.

Sinapsi elettrica

Le sinapsi elettriche sono meno comuni rispetto alle sinapsi chimiche, ma estremamente veloci ed efficienti.

In questo caso, l’impulso nervoso non ha bisogno di neurotrasmettitori: il segnale passa direttamente da un neurone all’altro attraverso speciali canali proteici chiamati gap junctions.

Ecco come funziona il processo:

1. Passaggio diretto del segnale: gli ioni si muovono liberamente attraverso i canali delle gap junctions, senza bisogno di intermediari chimici.
2. Trasmissione rapida: l’assenza di un passaggio chimico riduce la latenza, rendendo la comunicazione quasi istantanea.
3. Sincronizzazione neuronale: grazie alla velocità della trasmissione, le sinapsi elettriche permettono a gruppi di neuroni di attivarsi simultaneamente.

Le sinapsi elettriche si distinguono per alcune caratteristiche principali:

• Il segnale può viaggiare in entrambe le direzioni, a seconda delle necessità del circuito neuronale.
• A differenza delle sinapsi chimiche, non regolano facilmente l’intensità del segnale, anche se le condizioni della cellula possono influire sull’apertura o chiusura delle gap junctions.
• Sono presenti soprattutto in circuiti neuronali che richiedono risposte rapide, come quelli coinvolti nei riflessi spinali e nel battito cardiaco.

Le sinapsi del sistema nervoso centrale (SNC)

Nel sistema nervoso centrale (SNC), che comprende il cervello e il midollo spinale, le sinapsi servono alla trasmissione delle informazioni e alla regolazione di tutte le funzioni cognitive, motorie ed emotive.

Questo significa che ogni pensiero, movimento ed emozione dipende dalla comunicazione tra miliardi di neuroni interconnessi da sinapsi, la cui efficienza è necessaria al funzionamento ottimale del SNC.

Nel cervello, le sinapsi sono estremamente numerose, formando reti neuronali complesse. Ogni neurone può connettersi con migliaia di altre cellule, creando circuiti che regolano ogni aspetto della nostra esperienza.

Plasticità sinaptica e adattamento del cervello

Una delle caratteristiche più straordinarie delle sinapsi nel sistema nervoso centrale è la loro capacità di adattarsi e cambiare nel tempo, un fenomeno noto come plasticità sinaptica.

Questo processo è alla base dell’apprendimento e della memoria e può avvenire in due modi:

• Potenziamento sinaptico: alcune sinapsi diventano più forti e più efficienti con l’uso ripetuto, facilitando la trasmissione del segnale tra i neuroni coinvolti;
• Depressione sinaptica: al contrario, le connessioni meno utilizzate possono indebolirsi o persino essere eliminate, un meccanismo importante per ottimizzare le risorse del cervello.

Grazie a questa capacità, il cervello può adattarsi a nuove informazioni ed esperienze e persino modificare schemi di pensiero consolidati, un principio su cui si basano molte terapie psicologiche.

Sinapsi eccitatorie e inibitorie

Nel SNC, le sinapsi possono essere suddivise in base alla loro funzione e alla loro localizzazione:

• Sinapsi eccitatorie: aumentano la probabilità che il neurone successivo trasmetta un segnale, stimolando l’attività cerebrale;
• Sinapsi inibitorie: riducono l’attività del neurone postsinaptico, regolando l’equilibrio tra eccitazione e inibizione nel cervello.

Il corretto bilanciamento tra queste due tipologie è fondamentale per il funzionamento del SNC. Ad esempio, un’eccessiva eccitazione sinaptica può portare a disturbi come l’epilessia, mentre una comunicazione sinaptica inibita è spesso associata a problemi cognitivi e neurodegenerativi.

Le sinapsi del sistema nervoso centrale sono quindi sono i nodi fondamentali di una rete altamente dinamica, capace di cambiare, adattarsi e rispondere agli stimoli.

Sinapsi e neurotrasmettitori

Nel sistema nervoso centrale, la comunicazione tra i neuroni avviene principalmente attraverso le sinapsi chimiche, che funzionano grazie al rilascio di neurotrasmettitori.

Le molecole chimiche sono essenziali per la trasmissione del segnale e influenzano direttamente il funzionamento del cervello, regolando processi come l’umore, la memoria, l’attenzione e il movimento.

Ogni neurotrasmettitore ha un ruolo specifico nel funzionamento del cervello:

• Serotonina: regola l’umore, il sonno e l’appetito. Livelli bassi di serotinina sono associati a depressione e ansia. Alcuni farmaci, come gli inibitori della ricaptazione della serotonina (SSRI), agiscono aumentando la sua disponibilità per migliorare il benessere psicologico.
• Dopamina: coinvolta nella motivazione, nella ricompensa e nel controllo del movimento. Disfunzioni nella dopamina sono collegate a patologie come il Parkinson e le dipendenze.
• Glutammato: il principale neurotrasmettitore eccitatorio del cervello, essenziale per l’apprendimento e la memoria. Un suo eccesso può causare neurotossicità, come avviene in malattie neurodegenerative.
• GABA (acido γ-aminobutirrico): il principale neurotrasmettitore inibitorio, fondamentale per il controllo dell’ansia e la regolazione del sistema nervoso. Farmaci ansiolitici come le benzodiazepine agiscono aumentando l’effetto del GABA.
• Noradrenalina: coinvolta nella risposta allo stress e nella regolazione dell’attenzione. Alterazioni nei suoi livelli sono associate a disturbi come il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD).
• Acetilcolina: importante per la memoria e il controllo muscolare. Il suo deterioramento è implicato nelle patologie neurodegenerative come l’Alzheimer.

Molte terapie farmacologiche e psicologiche agiscono modulando i neurotrasmettitori per ristabilire l’equilibrio.

Anche abitudini sane come l’attività fisica, una corretta alimentazione e la psicoterapia possono aumentare i livelli di serotonina e migliorare l’umore.

Comprendere il ruolo dei neurotrasmettitori ci aiuta a riconoscere il legame tra biologia e salute mentale e a trovare soluzioni efficaci per molti disturbi psicologici.

Psicoterapia e sinapsi

La psicoterapia, come abbiamo visto, può anche avere un impatto diretto sulle sinapsi e sulla loro capacità di adattarsi e cambiare nel tempo. Quando impariamo qualcosa di nuovo o cambiamo un'abitudine, le connessioni tra i neuroni si riorganizzano: alcune sinapsi si rafforzano, altre si indeboliscono.

Lo stesso meccanismo avviene anche durante il percorso terapeutico, quando le nuove modalità di pensiero e comportamento modificano la struttura e la funzione delle sinapsi nel cervello.

La psicoterapia, infatti, può rafforzare le sinapsi legate a schemi di pensiero più sani, ridurre l'attività di quelle coinvolte in risposte disfunzionali come la ruminazione e i pensieri negativi, e favorire la regolazione dei neurotrasmettitori, contribuendo a mantenere l’equilibrio chimico.

Le neuroscienze cognitive hanno dimostrato che, durante il percorso terapeutico, le nuove modalità di pensiero e comportamento possono riorganizzare le connessioni neuronali, rafforzando i circuiti cerebrali associati al benessere emotivo e alla regolazione psicologica.

Diversi studi scientifici supportano questo processo, come quelli condotti con risonanza magnetica funzionale (fMRI), che evidenziano che:

• La terapia cognitivo-comportamentale (CBT) modifica l’attività della corteccia prefrontale (coinvolta nel controllo delle emozioni) e riduce la risposta dell’amigdala (centro della paura e dello stress) in pazienti con disturbi d’ansia.
• Nella depressione, la psicoterapia può stimolare la neurogenesi (la produzione di nuovi neuroni) e il rafforzamento delle sinapsi nelle aree coinvolte nella regolazione dell’umore, come l’ippocampo.
• La mindfulness e altre pratiche basate sulla consapevolezza sono state associate a un aumento della neuroplasticità, migliorando la regolazione emotiva e il benessere generale.

La psicoterapia può favorire quindi importanti cambiamenti nel cervello, supportando la regolazione emotiva e aiutandoci a riorganizzare schemi di pensiero disfunzionali.

Se desideri iniziare un percorso psicoterapeutico, puoi affidarti a Serenis: siamo un centro medico online e offriamo supporto professionale, flessibile e accessibile.

Puoi iniziare con il primo colloquio gratuito e, se deciderai di proseguire, ogni seduta avrà un costo di 49 euro.

Fonti:

• Barucca, M., Ariano, F., Brindisino, F., Camino, R., Carraro, P., Dettori, M., Garano, C., Iacucci, M., Massaroni, I., Valentini, M., Venga, S., Vitali, G., Fadda, S., & Barcaccia, B. (2015). Mindfulness e neuroscienze: La pratica di mindfulness e i suoi effetti sul cervello / Mindfulness and neuroscience: Mindfulness practice and its effects on the brain. ResearchGate. 
• Cramb, K. M. L., Beccano-Kelly, D., Cragg, S. J., & Wade-Martins, R. (2023). Impaired dopamine release in Parkinson's disease. Brain, 146(8), 3117-3132. 
• Gemignani, A., & Zaccaro, A. (2020). Meditazione e neuroscienze. Rizzoli-Corriere della Sera. 
• Goldin, P. R., Ziv, M., Jazaieri, H., Hahn, K., Heimberg, R., & Gross, J. J. (2013). Impact of cognitive behavioral therapy for social anxiety disorder on the neural dynamics of cognitive reappraisal of negative self-beliefs: Randomized clinical trial. JAMA Psychiatry, 70(10), 1048-1056. 
• Moncrieff, J., Cooper, R. E., Stockmann, T., Amendola, S., Hengartner, M. P., & Horowitz, M. A. (2022). The serotonin theory of depression: A systematic umbrella review of the evidence. Molecular Psychiatry, 28, 3243–3256. 
• Pallanti, S., Zohar, J., Kasper, S., Möller, H.-J., & Hollander, E. (2024). Revisiting benzodiazepines (GABA enhancers): A transdiagnostic and precision medicine approach. Journal of Psychiatric Research, 170, 65-72.