Schemi dal quaderno di fisiologia

Canali proteici di membrana

Cellule eccitabili come neuroni/cellule muscolari e cellule neuroendocrine possono generare risposte attive, cioè un potenziale d’azione.

Affinché si verifichi il potenziale d’azione è necessaria la presenza di canali che permettano il passaggio di ioni.

I canali ionici sono glicoproteine che attraversano la membrana plasmatica e che consentono il passaggio di ioni, secondo la direzione determinata dal gradiente di concentrazione elettrochimico (forza chimica).

Caratteristiche dei canali ionici

• Selettività (selezione delle specie che possono attraversare il canale)
• Apertura controllata (si apre solo sotto stimolo meccanico, elettrico, chimico)

Tipologie di canali ionici

Possono essere:

• Passivi (sempre aperti)
• Accesso variabile (si aprono sotto stimoli specifici)

Selettività

→ Selettività: il canale ionico consente il transito solo agli ioni di una determinata specie, quella che il filtro di selettività permette. Gli ioni che attraversano sono circondati da un anello di solvatazione, la cui dimensione dipende dalla carica dello ione. Interazioni elettriche tra lo ione-anello e amminoacidi della parete del canale provocano il distaccamento delle molecole d’acqua che compongono l’anello di solvatazione, che rimarranno attaccate alla parete; in questo modo lo ione disidratato potrà passare attraverso il filtro.

Gating

→ Gating: il canale ionico ha la facoltà di aprirsi e chiudersi in risposta ad un segnale adeguato.

A seconda del segnale che provoca l’apertura del canale abbiamo canali:

• Voltaggio-dipendenti → dipendono da differenze di potenziale
• Chemio-dipendenti → dipendono da sostanze chimiche
• Meccano-dipendenti → dipendono da stimoli meccanici
• Termo-dipendenti → dipendono da variazioni di temperatura

Conduttività di base e membrana a riposo

Tutte le cellule sono dotate di canali ionici sempre aperti, essi conferiscono alla membrana una conduttività di base che è una componente fondamentale per la genesi del potenziale di membrana in tutte le cellule.

+ + − ++ Esistono canali ionici per / / / +

La membrana a riposo è permeabile agli ioni che transitano attraverso canali ionici passivi. A causa della differenza di + concentrazione lo ione tende a fuoriuscire per forza chimica.

La fuoriuscita dello ione genera una differenza di concentrazione di cariche elettriche che polarizza la membrana andando a + creare un gradiente elettrico. A causa della forza elettrica dovuta al gradiente elettrico alcuni ioni tendono a rientrare. Perciò + si ha un flusso in ingresso e in uscita di ioni che tende a raggiungere una condizione di equilibrio nel tempo tra forza elettrica e chimica. + → ≅ −70

Potenziale di equilibrio del. Il potenziale di membrana a riposo corrisponde al potenziale di equilibrio per cui la membrana è permeabile e in questo caso si + ≅ ∆ tratta dello ione, quindi +

In condizioni di riposo la membrana è poco permeabile agli che sono maggiormente concentrati all’esterno della cellula.

+ però non è il principale responsabile della polarizzazione della membrana a riposo perché il suo potenziale di equilibrio ≅ +55 sarebbe

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Potenziale d’azione

Nelle cellule eccitabili voltaggio-dipendenti, meccano-dipendenti, chemio-dipendenti uno stimolo adeguato (S) produce una variazione del potenziale di membrana che, se riesce a superare un valore di soglia, innesca la generazione di un potenziale d’azione.

Fasi del potenziale d’azione

• A) Cellula a riposo. I canali voltaggio-dipendenti del sono chiusi e il potenziale di riposo è determinato dalla + permeabilità della membrana al.
• B) Uno stimolo S genera una breve co