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I flussi degli ioni

I flussi degli ioni sono regolati dalla permeabilità della membrana, che è la sua capacità di lasciarsi attraversare da una certa sostanza: il doppio strato fosfolipidico, infatti, è attraversato da proteine integrali di membrana (proteine canale)che consentono il passaggio di piccoli ioni come il sodio e il potassio.
Alcuni di questi canali funzionano in modo passivo, non richiedono cioè energia (diffusione facilitata), e sono a controllo di potenziale, ossia la loro apertura o chiusura è regolata proprio dal potenziale di membrana, che determina particolari variazioni nella forma delle proteine che li costituiscono.
In condizioni di riposo la permeabilità della membrana al sodio è piccolissima (i suoi canali sono praticamente chiusi), mentre quella al potassio, pur essendo bassa, è molto maggiore rispetto al sodio(i canali del potassio sono debolmente aperti).Quando la membrana è attraversata da un impulso nervoso, dapprima si aprono i canali del sodio (che per tale motivo sono detti rapidi)dello ione sodio, spinto all'interno sia dalla forza chimica sia da quell'elettrica, che entra rapidamente invertendo la polarità della membrana: si è formato il potenziale d'azione.

Dopo un breve istante (circa mezzo millisecondo) i canali del sodio si richiudono e si aprono quelli del potassio (lenti). La differenza di concentrazione spinge gli ioni potassio verso l'esterno , a causa dell'inversione di polarità, ora carico negativamente, per cui anche la forza elettrica spinge nella stessa direzione.
La fuoriuscita del potassio ripristina le condizioni elettriche iniziali , ripolarizzando la membrana.
È sufficiente l'ingresso di soli pochi ioni sodio per depolarizzare la membrana e la fuoriuscita di altrettanti pochi ioni potassio per regolarizzarla .
Le concentrazioni dei due ioni a ogni ciclo subiscono piccolissime variazioni, tendendo a uguagliarsi sui due lati della membrana.
Per evitare ciò, interviene un'altra proteine di membrana, la pompa sodio potassio che, attivamente, accoppia il trasporto di tre ioni sodio verso l'esterno con il trasporto di due ioni potassio verso l'interno e ristabilisce così il potenziale di riposo.

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