Appunti di Fisiologia cellulare

Tipologie di KIR:

• KIR classici
• G-protein gated: a livello cardiaco, sono accoppiati a proteine G e sono coinvolti nell'attività pacemaker
• Canali potassio sensibili ad acetilcolina (nel muscolo)
• Canali potassio sensibili all'ATP (nel pancreas, muscolo) due pori ohmici
• Canali a (K2P): sono generalmente sensibili allo stress meccanico, temperatura, pH e anestetici. Sono i canali di background leakage e canali di mantenimento del riposo
• Canali potassio conduttanza bK (big), sono e si trovano nel cuore, Cabassa media o conduttanza sK (small) o i iK (intermediate). In presenza di un aumento intracellulare di calcio possono aprirsi e generare una corrente al potassio
• Sono sensibili all'apamina (veleno di api). Servono a mantenere il potenziale di riposo e controllare la frequenza del potenziale d'azione neuronale
• Nel potenziale di azione

Depolarizzazione: sodio dipende dai canali velocità voltaggio-dipendenti.

Ripolarizzazione: canali che generano potassio corrente uscente (outward), voltaggio dipendenti, che riportano il potenziale allo stato di riposo. Si attivano lentamente, iperpolarizzazione porta a una fase postuma e periodo refrattario relativo.

Nel muscolo:

• Potenziale di azione:
• Depolarizzazione: sodio dipende dai canali velocità voltaggio-dipendenti.
• Ripolarizzazione: canali potassio voltaggio-outward recti er dipendenti.
• Siccome il potenziale di riposo è più basso nel muscolo (-90 mV), sono presenti canali al cloro voltaggio-correnti outward entranti dipendenti e generano (siccome il cloro è un anione, allora è al contrario), aiutano a ripolarizzare facendo entrare cariche negative.

Potenziale cardiaco: cardiomiociti d'azione nel muscolo le cellule sono mononucleate, ramificate e in diretto contatto le une con le altre. Sincizio funzionale attraverso dischi intercalati, sincrono.

giunzioni aderenti e gap junction. Alternanza di contrazione, in modo Nonsi trovano i recettori diidropirinici (che esistono nel muscolo scheletrico accoppiati ai recettoririanodici.rianodici), ma solo i recettori miocardio di lavoro tessuto di conduzione.I cardiomiociti sono divisibili in e Il tessuto diconduzione è il responsabile della generazione dei potenziali d'azione e della propagazione dinodo senoatriale nodoquesti. Regioni sono responsabili della generazione dei potenziali: eatrioventricolare. fi fi fi fi 15Fase 0: depolarizzazione rapida, attivazione dei canali alsodio voltaggio-dipendenti;Fase 1: ripolarizzazione, attivazione di canali al potassiotransientvoltaggio-dipendenti transienti verso l'esterno,outward (TO);Fase 2: plateau,fase di prolungamento delladepolarizzazione, contrazione in modo sincrono. Sicalciogenerano due tipi di corrente: conduttanza al (canalivoltaggio-dipendenti per il calcio) e conduttanza alpotassio (canali potassio retti canti

Verso l'esterno);

Fase 3: delayed recti er;

Fase 4: backgroundcorrenti al potassio di mantengono ilpotenziale di riposo;

Inward K1 KATP KAch.che si trovano nel cuore: (per fase 3 e 4), e

• dall'acetilcolina:Canali attivati fanno parte dei KIR, rispondono all'acetilcolina e adrenalina
• ATP-dipendenti:Canali fanno parte dei KIR, è raro che venga attivato nel cuore (perché èimprobabile che si esaurisca l'ATP), riduce la depolarizzazione dei canali al calcio
• background:Canali di mantenere il muscolo nel potenziale di riposo (prevalentemente K2P),non sono attivate solo dal voltaggio ma anche dallo ione calcio.

Le correnti uscenti generate da voltaggio dipendenti retti canti verso l'esterno sono correntigrandi fondamentali per la ripolarizzazione di neuroni e muscoli.

Le correnti uscenti generate da inward recti er sono conduttanze piccole mantenere il potenziale di riposo. calcio-dipendenti:Correnti sono una famiglia di canali

Perché nei cardiomiociti le correnti K1 mantengono il potenziale di riposo sso (bloccato a -90 mV) mentre nelle cellule del nodo seno-atriale è meno iperpolarizzato. Il potenziale di riposo non è una linea piatta spontanea.

La depolarizzazione fase 0 (cioè la salita) non è sodio-calcio dipendente, ma è ad opera dei canali L e soprattutto T, generazione del potenziale autonomo.

La fase 3 è caratterizzata da canali al potassio che ripolarizzano lentamente, grazie alla presenza di canali HCN (canali a doppio gating canali cationici misti).

I canali al calcio sono fondamentali per garantire la fase di plateau nei miociti ventricolari.

• Canali di tipo L: si attivano ad alto voltaggio
• QMR: Canali a

livello neuronale, regolano il rilascio di neurotrasmettitore•

tipo T:Canali di si attivano a basso voltaggio, sono transienti

HCN: nodo seno-atriale,Canali si trovano nelle cellule nel permettono la depolarizzazione dellacationici misti Doppio gating:membrana. Sono canali (sodio, calcio e potassio). meccanismo disensore voltaggio cAMP.dominio del (iperpolarizzazione), regione regolatoria che lega ilsodio-calcio: l'eccitabilità

Scambiatore importante per cardiaca. A potenziale di riposo portaall'interno 3 sodio all'esterno calcio.ioni e uno ione Durante la salita del potenziale di riposo, lacontrarioconcentrazione di sodio aumenta e inizia a funzionare al (porta fuori sodio e dentrotipo Lcalcio). Ad alto voltaggio si attivano i canali di che iniziano a portare dentro il calcio, quindinormalmente.lo scambiatore torna a funzionareeccitazione-contrazione:Accoppiamento il calcio entra attraverso i canali di tipo L, contribuiscedi calcio indotto daall'apertura

Dei recettori rianodinici secondo il meccanismo "rilascio calcio" contrazione (CICR). Una volta entrato, il calcio induce la contrazione. Per terminarla, bisogna rimuovere il calcio attraverso le pompe SERCA e lo scambiatore sodio-calcio. Le pompe SERCA sono associate a una proteina che agisce come inibitore della stessa. Può essere fosforilato in PKa e di conseguenza non inibire più la pompa, permettendo contrazioni più frequenti.

Muscolo liscio:

1. Diversa struttura
2. Struttura dei lamenti spessi
3. Contatto tra nervo e muscolo
4. Tempi di contrazione ormonali, meccaniche autogenerate

Possono avere stimolazioni e hanno capacità di generare il potenziale d'azione.

Tipologie di muscolatura:

• Unitaria: cellule collegate tra loro da tight junction, si contraggono in modo simultaneo, hanno minor viscosità e si trova negli organi cavi
• Multiunitaria: singole cellule elettricamente isolate, si trovano nell'iride e in grandi arterie

Il muscolo liscio ha una serie di tipologie di potenziali d'azione:

• Spike: Cellule con singoli assomigliano alle cellule nervose
• Cellule con potenziali simili alle cellule cardiache, con plateau
• Onde lente: Cellule con un meccanismo a "onde" che avvengono in modo ciclico

Le onde lente sono caratterizzate dalla presenza di canali attivi anche a riposo (simili a HCN) che garantiscono una lenta depolarizzazione. Arrivati a un valore soglia, si attivano i canali al calcio di tipo L e la concentrazione di calcio aumenta, causando l'apertura di canali al potassio calcio-dipendenti. L'uscita di potassio causa una lenta ripolarizzazione che porta alla chiusura dei canali al calcio, con diminuzione del calcio e quindi chiusura dei canali al potassio.

Nel muscolo liscio abbiamo 3 meccanismi relativi al calcio:

1. Canali voltaggio dipendenti del calcio di tipo L
2. Agonisti recettoriali che attivano i recettori a livello del reticolo endoplasmatico
3. Indipendente dal voltaggio

canale al calcio formato da due proteine che può modulare l'ingresso del calcio

Contrazione del muscolo liscio: scorrimento dei lamenti sottili e spessi, è presente miosina ma non troponina e tropomiosina.

calmodulina chinasi

Sono presenti e della catena leggera della miosina. 4 ioni calcio calmodulina, si legano a questo complesso interagisce con la chinasi della catena leggera della miosina attivandola. Questa può fosforilare la miosina e indurre l'attività ATPasica.

Il meccanismo funziona anche al contrario, quando il calcio viene recuperato a livello del reticolo endoplasmatico.

Canalopatie e malattie associate: possono essere dovute a mutazioni o alterazioni indirette come tossine o agenti chimici.

• Tetradotissina
• Tetradillamonio
• Sassitossina
• Dendrotossina
• Omegaconotossina
• Alfa bungaro tossina
• Tossina tetanica e botulinica

demielinizzanti: Malattie alterano il rivestimento mielinico dei neuroni alterano

Gli aspetti funzionali legati alla conduzione del potenziale d'azione miastenico sono legati alle malattie di tipo congenito e acquisito. Si tratta di un disordine che riguarda la giunzione neuromuscolare e ha come effetto l'aticamento muscolare.