Biologia Animale - Appunti Parte 1

IL PORO ACQUOSO

  LE CARICHE –

  ATTRAGGONO CANALE APERTO

CANALE CHIUSO  

GLI IONI+  

LE CARICHE –

ATTRAGGONO  

GLI IONI+  

IL DIAMETRO DEL  

PORO AGISCECOME  

FILTRO DI

IL DIAMETRO DEL  

SELETTIVITA’

PORO AGISCECOME  

FILTRO DI  

PASSANDO NEL CANALE INATTIVATO

SELETTIVITA’  

PORO LO IONE SI

9_segnali elettrici nei neuroni 9  

DEIDRATA

PASSANDO NEL CANALE INATTIVATO  

PORO LO IONE SI  

DEIDRATA  

  9_segnali elettrici nei neuroni 10

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9_segnali elettrici nei neuroni 10

COME  SI  VERIFICA  IL  POTENZIALE  D’AZIONE  

Il   potenziale   d’azione,   dunque,   misura   la   variazione   del   potenziale   di   membrana   a   riposo  

null'unità  di  tempo,  inseguito  a  uno  stimolo  esterno.  Il  grafico  che  riporta  il  potenziale  d’azione  è  

così  rappresentato:  

K+

Noi   sappiamo   che   la   membrana   a   riposo   permette   solamente   lo   scambio   di   ioni   potassio   con  

9_segnali elettrici nei neuroni 11

l’esterno  grazie  alla  semipermeabilità  della  membrana  (i  canali  potassio  sono  chiusi  come  tutti  gli  

altri).  In  seguito  ad  uno  stimolo  di  tipo  elettrico,  la  cellula  apre  i  canali  voltaggio  dipendenti  del  

sodio,  permettendo  agli  ioni  Na  di  diffondersi  secondo  gradiente  all’interno  della  cellula.  

+

Il   far   entrare   cariche   positive   all’interno   della   cellula,   significa   far   diminuire   l’elettronegatività  

della  membrana  ed  aumentare  il  potenziale  di  membrana.    

Raggiunto   il   potenziale   di   cica   -­‐40mV   (potenziale   di   soglia),   tutti   i   canali   Na   vengono   aperti,  

permettendo   alla   membrana   di   raggiungere   in   pochi   micro   secondi   un   potenziale   di   membrana  

pari  al  potenziale  elettrochimico  del  Na  (+  50  mV).    

+

Questo   incremento   di   potenziale   prende   il   nome   di   depolarizzazione.   A   questo   punto   i   canali   del  

sodio   passano   dallo   stato   aperto   allo   stato   d’inattivazione   e   lo   scambio   di   corrente   cessa.  

Immediatamente  dopo  avviene  l’apertura  dei  canali  potassio  che  permettono  lo  scambio  di  ioni  K  

+

con   l’esterno   secondo   gradiente.   Questo   fa   sì   che   il   potenziale   di   membrana   diminuisca  

aumentando  di  nuovo  l’elettronegatività  della  membrana.    

Quest’abbassamento   di   potenziale   prende   il   nome   di   ripolarizzazione.   Tale   potenziale  

diminuisce   fino   a   raggiungere   o   quasi   del   potenziale   elettrochimico   del   K (iperpolarizazione)  

+

per  poi  tornare  al  potenziale  di  riposo.  

Il   fatto   che   il   potenziale   a   riposo   della   membrana   non   coincida   con   quello   del   potenziale  

elettrochimico  del  K ,  significa  che  tale  potenziale  è  influenzato  anche  dagli  ioni  Na .  

+ +

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PROPAGAZIONE  DEL  POTENZIALE  D’AZIONE  

In  seguito  all’arrivo  di  un  segnale  elettrico  nella  zona  dendritica,  il  neurone  tramite  diffusione  

passiva  trasmette  il  segnale  a  una  zona  di  connessione  tra  assone  e  soma  chiamata   monticolo  

assonico  o   cono  di  emergenza.  Qui  si  genera  il  potenziale  di  azione  che  si  propaga  secondo  una  

direzione  precisa  verso  il  terminale  dell'assone.    

Si  genera  quindi  un  flusso  di  corrente  che  depolarizza  tutte  le  cellule  adiacenti.  

Il  fatto  che  tale  propagazione  non  torni  indietro,  dipende  dai  canali  ionici  appena  inattivati,  i  quali  

per  riattivarsi  necessitano  di  tempo  e  di  un  nuovo  stimolo.    

  Propagazione  della  depolarizzazione    

Propagazione  della  depolarizzazione   nei  neuroni  

9_segnali elettrici nei neuroni

9_segnali elettrici nei neuroni 13

L’assenza  della  guaina  mielinica  nell’assone  dei  neuroni  permette  alla  cellula  di  condurre  il  

segnare  molto  più  velocemente  rispetto  a  quelli  privi  di  guaina  mielinica.  

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SINAPSI ELETTRICA

TRASMISSIONE  SINAPTICA   SINAPSI CHIMICA

Le  cellule  nervose  comunicano  tra  loro,  con  le  ghiandole  e  con  i  muscoli  a  livello  delle  sinapsi.  

• diffusione di ioni e piccole molecole

Esistono   due  tipi  d

i  sinapsi   strutturalmente   diversi,  le   sinapsi  elettriche  e  le   sinapsi  chimiche.  

• spazio intersinaptico 20-40 nm

• trasmissione bidirezionale

In  u na   s inapsi   e

lettrica,   l ’assone   d i   u n   n eurone,   detto  

neurone  presinaptico,   è  collegato  ai  

• la terminazione presinaptica contiene vescicole con neurotras

• trasmissione rapida (0.1 ms)

dendidri   di  un’altra  c

ellula,  il  n

eurone  

post  sinaptico.    

• potenziale d’‛azione presinaptico

La   depolarizzazione   d

i   u na   c

ellula   s

i   d

iffonde   c

osì,   passivamente  nella  cellula  a  essa  collegata.  

• sincronizzazione di gruppi di cellule

• ingresso di Ca 2+

Nelle  sinapsi  chimiche  i  neuroni  presinaptici  e  post  sinaptici  sono  connessi  da  proteine  di  

• ritardo sinaptico maggiore: 0.3-1.5 ms

giunzione  chiamate   connessine   (connessone  è  l’insieme)  con  lo  scopo  di  trasmettere  il  segnale  

• trasmissione unidirezionale

elettrico  sotto  forma  di  ioni.  In  questo  caso  la  trasmissione  risulta  essere  

rapida  (ritardo  sinaptico  

9_segnali elettrici nei neuroni 15

nullo)  e   bidirezionale.  

Nelle   sinapsi   chimiche   poiché   avvenga   la  

trasmissione   sinaptica,   a   livello   del   neurone  

presinaptico,  il  segnale  elettrico  deve  essere  

convertito   in   un   segnale   chimico.   I   segnali  

chimici   sono   i   neurotrasmettitori.   Le  

molecole   neurotrasmettitrici,   legandosi   a  

proteine   specifiche   inglobate   nella  

membrana   del   neurone   post   sinaptico,  

ritrasformano   il   segnale   chimico   in   segnale  

elettrico.  

Nella   sinapsi   chimica,   le   due   cellule   sono  

specializzate   e   quindi,   a   differenza   della  

sinapsi   elettrica,   una   è   in   grado   solo   di   9_segnali elettrici nei neuroni

trasmette  e  l’altra  di  ricevere.    

Non  abbiamo  la  presenza  delle  connessine  e  

l'attivazione   avviene   in   seguito   all'avvicinarsi   di   una   molecola   chimica.   Abbiamo &nb