3, Fisiologia: potenziali di membrana

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Utili appunti per l'esame di fisiologia 1. Descrizione del potenziale di azione e dell'eccitabilità della membrana cellulare. Appunti basati su appunti personali del publisher presi alle …

Esame Fisiologia Umana I

Facoltà Medicina e chirurgia

Dal corso del Prof. Villani Stefano

Università Università degli Studi di Foggia

A.A. 2017-2018

130 pagine

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Potenziali di membrana

Excitabilità e potenziale a riposo

Il potenziale di membrana a riposo è quella differenza di potenziale che si ha a cavallo della membrana di una cellula eccitabile. Il potenziale di membrana a riposo è determinato dai potenziali di diffusione dei vari ioni ai due lati della membrana.

La negatività della membrana a riposo: in una cellula nervosa o muscolare a riposo, il potenziale è negativo all’interno della membrana rispetto all’esterno (circa -70 mV). Questo sbilanciamento di cariche elettriche dai due lati della membrana dipende dalle proteine negative (anioni) del citosol, troppo grandi per attraversare la membrana, e dall’azione di pompe ioniche che portano più Na⁺ e Ca²⁺ fuori e K⁺ dentro la cellula.

La permeabilità agli ioni (conduttanza) della membrana: a riposo, la conduttanza al K⁺ è molto più alta di quella al Na⁺, per questo non entra Na⁺ a dispetto delle forze elettriche e chimiche verso l’interno della cellula.

Potenziali di diffusione

Il potenziale di diffusione è generato dalla diffusione di ioni. La grandezza del potenziale di diffusione (mV) dipende dalle dimensioni del gradiente di concentrazione. Il segno del potenziale di diffusione dipende dalla carica dello ione diffusibile.

Potenziali di equilibrio

Il potenziale di equilibrio è quel potenziale in cui la tendenza alla diffusione viene bilanciata. Raggiunto il potenziale elettrochimico, le forze chimiche ed elettriche che agiscono su uno stesso ione saranno in equilibrio e quindi nessun ulteriore movimento netto potrà avvenire.

Equazione di Nernst

L’equazione di Nernst consente di calcolare il potenziale di equilibrio per uno ione avente una concentrazione differente ai due lati di una membrana ad esso permeabile, in cui:

R = costante gas perfetti
T = temperatura assoluta
F = costante di Faraday

Il potenziale di membrana viene considerato come il potenziale intracellulare, riferito a quello extracellulare.

Potenziale a riposo e l’equazione di Nernst a 37°

E = 61,5 x log [K⁺_E] / [K⁺_I] (potenziale di equilibrio) è direttamente proporzionale alla differenza di concentrazione del K⁺ tra lo spazio intra ed extra cellulare, e si annulla quando la concentrazione dello ione è uguale nei due comparti, e quindi il rapporto è pari a 1, essendo il logaritmo di 1 uguale a 0.

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