Ipotesi di Hodgkin e Huxley

Ipotesi di Hodgkin e Huxley

L’ipotesi di questi due scienziati era inerente alla propagazione del potenziale d’azione, il che non era affatto una cosa banale al tempo della scoperta che si rivelò quindi del tutto rivoluzionaria. Questa scoperta ha consentito di scoprire e sfatare moltissimi miti inerenti alla neurotrasmissione. L’ipotesi si basava su alcuni principi che riportiamo in seguito.

Fasi principali

La prima fase è molto banale, cioè abbiamo una zona della cellula che sarebbe quella interna che è all’inizio in una fase di riposo (detta Resting state). In questa che sarebbe una fase di riposo noi vediamo che all’interno negativa e all’esterno positiva e gli ioni Na cioè sodio e K cioè potassio possono passare grazie a dei canali dedicati esclusivamente all’uno o all’altro, detti nel gergo comune canali voltaggio-dipendenti, che si aprono e si chiudono a seconda di quanto è il valore della carica elettrica esterna ed interna. Gli ioni Na cioè il sodio e K cioè potassio sono entrambi positivi perché hanno una carica positiva, ma lo ione sodio è molto concentrato all’esterno della cellula e poco all’interno, mentre al contrario lo ione potassio è maggiormente presente all’interno e poco all’esterno della cellula. Lo ione potassio è mantenuto dalla negatività interna della cellula, pari circa -70 mV. Il potassio interno in eccesso dovrebbe dunque uscire per pareggiare il gradiente elettrochimico, ma è trattenuto all’interno dalla carica negativa, che è vicinissima al valore teorico di equilibrio di Nernst (potenziale di -90 mV). Il sodio è molto presente fuori e poco dentro e per gradiente chimico ed elettrico dovrebbe entrare; è la pompa sodio-potassio che permette lo scambio di questi ioni.
Una corrente che viaggia lungo l’assone fa sì che la cellula da -70 mV raggiunga un valore più elevato, -45 mV. A questo punto si aprono i canali del Na e la cellula si depolarizza, in modo da invertire la carica elettrica della cellula che arriva a +35 mV (valore di equilibrio del sodio).
A questo punto si aprono i canali del potassio e si richiudono quelli del sodio: le cariche positive del sodio non possono più entrare mentre le cariche positive del potassio vengono spinte fuori. La cellula ritorna verso lo 0 e poi man mano verso l’equilibrio di prima.
La cellula raggiunge il potenziale di -90 mV, si iperpolarizza per poi tornare a -70 mV. Questo circuito dura 4,5-5 millisecondi.
A -70 mV la cellula è pronta a rispondere ad un nuovo segnale e consuma energia per mantenere la depolarizzazione necessaria ma nella fase di depolarizzazione (fase 2) la cellula è in Refrattarietà assoluta, cioè non è in grado di rispondere a nessun altro stimolo; a -90 mV, invece, si trova in Refrattarietà relativa dove in genere non risponde a nessuno stimolo, ma se dovesse arrivarne uno di più elevata frequenza cioè intensità del normale (deve superare -90 mV per raggiungere il valore soglia) la cellula può rispondere.
Ramon Cajal elaborò la teoria del neurone (secondo la quale il neurone è una cellula isolata che contatta le altre strutture attraverso uno spazio vuoto virtuale dove c’è la sinapsi) e descrisse le bande di Cajal, che si avvolgono intorno agli assoni periferici, delle quali noi oggi conosciamo il significato.