Appunti di fisiologia

MEMBRANA BIOLOGICA

È un rivestimento cellulare (5-7μm) costituito da un doppio strato fosfolipidico. Ha sui numerosi canali, pori e proteine e ha un ruolo in numerosi processi cellulari.

La membrana è carica elettricamente. Questo vuol dire che si ha una differenza di potenziale tra interno ed esterno della cellula, misurato in millivolt.Quando la cellula è a riposo si parla di potenziale di riposo.

La carica è data dalla presenza di ioni che si distribuiscono sia all'interno che all'esterno della membrana. I principali sono concentrati all'esterno.

• Na ₊
• Cl ^-

I principali ioni negativi sono più concentrati all'interno.Nel complesso, ioni negativi danno neutralità mentre dissociano, creando una differenza di potenziale.Per convenzione si dice ad esempio che la cellula è a -65 millivolt cioè che le cariche negative (-) si trovano all'interno.

Fosfolipidi che formano la membrana sono costituiti da trigliceridi (glicerolo + 3 acidi grassi) e gruppo fosfato (PO4 ^-).Quest'ultimo essendo carico si dispone al contatto con acqua (coeretura l'esterno e interno della cella) mentre il secondo numerose apolari di acidi grassi si dispongono all'interno dello strato.

H₂O non è carica ma è polare. Poiché O₂ è più elettronegativoperciò attira se gli elettroniLe molecole e gli ioni carichi sidissolvono nei solventi polari;infatti, acqua è un ottimo solventeper NaCl

• Na ⁺
• Cl ^-

Le molecole apolari, come O₂ e CO₂ (non polarità perché molecole simmetriche), si dissolvono solo in solventi apolari, come il benzene. Avviene questo anche per gli acidi grassi, costituiti da catene di CH₂ o CH₃, quindi privi di carica.

Le molecole apolari possono attraversare il doppio strato, mentre quelle cariche no, perché interagiscono con la carica delgruppo fosfato (legge di Coulomb: i sono respinti).Per questo

Gli ioni carichi attraversano la membrana grazie a delle proteine di membrana detti canali ionici, che permettono il passaggio grazie all’interno del canale un ambiente idrofilo carico affine al passaggio degli ioni al di là degli aminoacidi che costituiscono la proteina canale.

Caratteristiche principali:

• Selettività: ogni canale è specifico per uno o più ioni che vengono riconosciuti attraverso il canale di solfatazione, varie forze si oppongono che rivestono lo ione. È con varie forze con una forza d’estrusione degli atomi di acqua che segue una rottura. Una proteina ha un sito di legame specifico ad esempio ioni di R in sodio è rappresentato dai gruppi carbossilici COO-, che interagendo con ioni di sodio, causa sue molecole, R, H₂O e fanno passare.

• Attivazione controllata:
• Ad accesso variabile: l’apertura è regolata in apertura e regolata a voltaggio specifico.
• Chimici: canale chemiorecettori: l’apertura si ha perché il legame si lega e che genera un cambiamento conformazionale.
• Meccanici: canale meccanico dipendente, l’apertura si ha.
• Correnti: cariche che rispondono a pressione, alto strabbattimento a livelli di labilità-dipendente in canali che si apre in seguito a un voltaggio di segnale differente. I “sensori” vengono colpiti con un tipo differente di carica, in voltaggio.
• Stati funzionali: chiuso, aperto, refrattario.

Come si genera il potenziale di membrana a riposo

Quando la membrana è a riposo, ci sono tantissimi canali passivi per potassio (l’in quanti minore anche per Na⁺, Cl^-).

Attraverso una forza chimica, il K⁺ essendo più concentrato all’interno, tende ad uscire secondo gradiente di concentrazione rechi da forze che si sposta dal dentro al fuori, e maggiore che contrario.

Una forza elettrica fa sì che K⁺ si sposti all’interno dalle cariche negative che ha lasciato sempre da legge di indipendenza nello stesso punto questo non forte si equivociolano e si ha il potenziale di membrana.

Potenziale di equilibrio del K⁺: Equazione di Nernst:ER=((RT)/(F))ln (([K⁺]_esterno)/([K⁺]_interno))

• Contribuiscono alla determinazione del potenziale:
• Pompa ATPasi: Na⁺/K⁺: meccanismo di trasporto attivo che consumando ATP porta 3 ioni sodio fuori e 2 ioni potassio dentro creando il ambiente interno denture più negativo rispetto allo esterno più positivo.
• Si ad una eccessivamente di polarità si parla Iperpolarizzazione (-65 a -70, -80), se riduce si parla di depolarizzazione (-65 a -60, -50).
• Scarica di eccitabilità della membrana. Nulla e impermeabilità agli anioni proteici.

Di conseguenza abbiamo 2 tipi di potenziale d’azione: uno per il miocardio specifico e uno per il miocardio comune:

Miocardio Comune

Risposta rapida (nelle fibrocellule)

1. Cellula a riposo

• Arrivo dell’eccitazione dal nodo seno-atriale
• Apertura dei canali sodio ==> depolarizzazione
• Apertura dei canali K esce: ripolarizzazione (1)
• Contestualmente si aprono anche i canali Ca e si ha fase plateaux
• Il calcio permette la contrazione muscolare
• Finite le correnti entrano così in una ripolarizzazione (3)

Miocardio Specifico

(Nel nodo seno-atriale)

Corrente di sodio che entra e valore soglia

• Corrente di depolarizzazione data dal calcio
• Ripolarizzazione è dovuta a chiusura di canali calcio e a fuoriuscita di potassio

Tessuto specifico ha un potenziale di membrana stabile e a termine della ripolarizzazione si attiva la corrente pacemaker

Questi pacemakers sono amanti in un ciclo depolarizzazione e ripolarizzazione

Rapporto tra eccitazione e contrazione

La membrana sarcoplasmatica presenta delle invaginazioni che permettono al Ca di stare vicino reticolo sarcoplasmatico. Durante la fase di plateaux del potenziale d’azione entra calcio attraverso la segna d’apertura del canale tipo-(1) in questo modo viene liberato altro calcio depositato nel reticolo e nei mitocondri.

Esso si lega alla troponina e prende il contatto con l’actina e miosina induce un’impalcatura tra actina e miosina. Quando si accorcia il sarcomero l’avvicinamento delle teste e contrazione.

L’eccitazione e si la contrazione sono due cose distinte (perché ha tetrado bloccando questi canali si ha solo l’eccitazione ha non contrazione). Ma da navsegno contrazione avviene nello stesso momento, grazie al plateaux che allunga il tempo dell’eccitazione.

Nel muscolo scheletrico invece il potenziale d’az. è costituito solo da depolarizzazione e ripolarizzazione, dovute alla forza meccanica e entrano nel tubuli T, rilasciando calcio e la fase meccanica.

Contrazione non sarà contemporanea ma successiva.

Pressione Intrapleurica

Cassa toracica e polmoni sono solidali, cioè si muovono contemporaneamente per aumentare il volume.

I polmoni non sono anesi alla cassa toracica, ma tra di essi è la pleura:

• Viscerale
• Parietale

Lo spazio intrapleurico ha una pressione negativa, cioè inferiore a quella atmosferica e anche inferiore a quella all'interno dei polmoni.

Questa pressione negativa si genera per l'attrazione della gabbia verso l'esterno e per sua natura tende verso l'esterno. Al contrario, i polmoni tendono verso l'intratoracica collassare. Questo per evitare ai polmoni di aderire al sacco, si supera il sacco alla gabbia toracica:

• A causa di fibre elastiche e tensioni superficiali

Pressione Atmosferica 760 mmHg

Prima dell'Inspirazione

• Pressione Intrapleurica 756
• Influenza a guida degli alveoli all'esterno
• Pressione Intrripolmonare 760
• Equilibra con l'esterno

Durante l'Inspirazione

• Aumento di volume → cala la pressione
• Forte enfasi pari ai gradienti di pressione
• Equilibria le e pressioni toraci si equilibrano.

Durante l'Espirazione

• Si riduce il volume ed la pressione aumenta a carico degli alveoli all'interno
• L'altra esce.

Volume Corrente

Quantità di aria che entra ed esce dall'apparato respiratorio ad ogni atto respiratorio (500 ml)

Frequenza Respiratoria

Numero di atti al minuto (15&18)

Ventilazione Polmonare

Volume x Frequenza (7500)

Ventilazione Alveolare

(Volume - spazio morto 150) x Frequenza (5250)