Fisiologia eccitabilità e trasmissione sinaptica

Capitolo 3

Dinamica cellulare, eccitabilità e trasmissione sinaptica

Dinamica cellulare

Membrana cellulare

Ogni cellula è delimitata dalla membrana plasmatica che separa il liquido intracellulare dal liquido extracellulare. La membrana plasmatica è costituita da fosfolipidi disposti a doppio strato con varie proteine inserite. Le molecole di colesterolo, interposte fra le molecole di fosfolipidi, contribuiscono alla fluidità e alla stabilità della membrana. I fosfolipidi orientano la parte polare della molecola verso la soluzione acquosa presente all'interno e all'esterno della cellula mentre le code costituite da acidi grassi non polari sono disposte verso il centro della membrana.

La membrana ha le seguenti funzioni:

• Isolamento fisico: è una barriera che separa l'interno dall'esterno.
• Regolazione degli scambi con l'ambiente: controlla l'entrata di ioni e nutrienti, l'eliminazione degli scarti e il rilascio dei prodotti di secrezione.
• Comunicazione tra cellule e ambiente: è influenzata dai cambiamenti del liquido extracellulare e possiede recettori che permettono alla cellula di riconoscere e rispondere a molecole specifiche dell'ambiente.
• Supporto strutturale: mantengono la forma della cellula.

Le proteine presenti nel doppio strato sono di due tipi:

• Proteine estrinseche costituite da:
  • Enzimi: localizzati sulla superficie della membrana che regolano le reazioni chimiche.
  • Proteine strutturali: che hanno lo scopo di mantenere la forma della cellula.
• Proteine integrali costituite da:
  • Recettori di membrana: situati sulla superficie esterna della cellula fanno parte del sistema di decodificazione e trasmissione dei segnali chimici e sono specifici per una determinata molecola.

I trasportatori: sono proteine in grado di trasportare molte molecole verso l'interno o l'esterno e si suddividono in:

• Proteine canale: disposte in cerchio a formare le pareti di un "poro idrofilo" che interrompe la matrice fosfolipidica generando un corridoio pieno d'acqua che permette un trasporto più rapido attraverso la membrana. Non sono selettive (la selettività di un canale è dato dal diametro del poro e dall'interazione di natura elettrica).
• Carrier: non creano una connessione diretta tra liquido intracellulare e liquido extracellulare, è un trasporto più lento rispetto alle proteine canale e riescono a discriminare molte molecole simili. I carrier si legano a molecole specifiche (substrati), si teletrasportano attraverso la membrana cambiando conformazione. Possono trasportare in una sola direzione o entrambi. Glucosio e amminoacidi (AA) possono essere trasportate solo tramite carrier, Na⁺ e K⁺ possono essere trasportati sia tramite carrier che attraverso proteine canale.

Canali ionici: selezionano qualitativamente gli ioni e discriminano quantitativamente i flussi ionici; hanno la caratteristica della controllabilità e cioè di passare da uno stato aperto in cui si ha il passaggio degli ioni ad uno stato chiuso (off) in cui gli ioni non passano. I canali presentano un "cancello" sul lato citoplasmatico, il cancello si apre e chiude in risposta ad uno stimolo. I canali ionici possono essere specifici e altamente controllabili, consentire il passaggio di ioni di dimensione e carica simile. I canali ionici si classificano in canali aperti che sono per la maggior parte del tempo in chiusura. I canali ionici si dividono in:

Capitolo 3

Dinamica cellulare, eccitabilità e trasmissione sinaptica

Dinamica cellulare

Membrana cellulare

Ogni cellula è delimitata dalla membrana plasmatica che separa il liquido intracellulare dal liquido extracellulare. La membrana plasmatica è costituita da fosfolipidi disposti a doppio strato con varie proteine inserite. Le molecole di colesterolo, interposte fra le molecole di fosfolipidi, contribuiscono alla fluidità e alla stabilità della membrana. I fosfolipidi orientano la parte polare della molecola verso la soluzione acquosa presente all'interno e all'esterno della cellula mentre le code costituite da acidi grassi non polari sono disposte verso il centro della membrana.

La membrana ha le seguenti funzioni:

• Isolamento fisico: è una barriera che separa l'interno dall'esterno.
• Regolazione degli scambi con l'ambiente: controlla l'entrata di ioni e nutrienti, l'eliminazione degli scarti e il rilascio dei prodotti di secrezione.
• Comunicazione tra cellule e ambiente: è influenzata dai cambiamenti del liquido extracellulare e possiede recettori che permettono alla cellula di riconoscere e rispondere a molecole specifiche dell'ambiente.
• Supporto strutturale: mantengono la forma della cellula.

Le proteine presenti nel doppio strato sono di due tipi:

• Proteine estrinseche co