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Potenziale di membrana ed eccitabilità cellulare
GENERALITA'
In tutte le cellule è possibile registrare una differenza di potenziale a cavallo della membrana plasmatica che è definita potenziale di membrana E o Vm.
In alcuni tipi cellulari il valore del potenziale di membrana è costante, mentre in altri varia in relazione all'attività fisiologica svolta dalla cellula.
Soltanto i neuroni e le cellule del muscolo scheletrico e cardiaco sono capaci di generare un segnale bioelettrico transiente che può essere propagato anche su lunghe distanze: per questa loro caratteristica sono definiti cellule eccitabili.
Il significato funzionale del potenziale d'azione è la trasmissione di informazione. Il potenziale di membrana è mantenuto costante per lungo tempo in condizioni di riposo e prende il nome di potenziale di riposo.
Per si intende...
una variazione del potenziale di membrana verso depolarizzazione, valori meno negativi; mentre modifica il potenziale di iperpolarizzazione della membrana verso valori più negativi. POTENZIALE DI MEMBRANA I requisiti affinché si possa generare un potenziale di membrana sono l'esistenza di concentrazioni differenti degli ioni all'interno e all'esterno della cellula e la presenza di canali ionici sulla membrana plasmatica. Sugli ioni, che sono particelle cariche, possono agire sia forze chimiche, come il gradiente di concentrazione, sia forze elettriche. I primi studi effettuati su un sistema semplificato a due compartimenti separati da un setto semipermeabile, la cella di concentrazione, hanno dimostrato che se la membrana fosse permeabile a un solo ione si formerebbe un potenziale di membrana che corrisponde all'equilibrio elettrochimico dello ione permeante. Per sua stessa natura, un equilibrio elettrochimico rimane stabile nel tempo ed è indipendente dal grado dipermeabilità della membrana per lo stesso ione e si.calcola utilizzando la legge di Nernst
Per avvicinarsi il più possibile al modello fisiologico della cellula è stato introdotto il sistema di Donnan che prevede la presenza di due ioni permeanti, il potassio e il cloro, e, in un compartimento, di grossi anioni, che invece non possono attraversare la membrana e che rappresentano le proteine intracellulari cariche. Anche in queste condizioni si origina un equilibrio elettrochimico negativamente (equilibrio di Donnan), identico per i due ioni permeanti, che sarà quindi stabile nel tempo e che dipende strettamente dagli ioni permeanti e dalle loro concentrazioni nei due compartimenti. La somma delle concentrazioni degli ioni nel compartimento in cui è presente l’anione non permeante è maggiore di quella calcolata nell’altro compartimento e questo dà origine a un fenomeno noto come effetto Donnan.
In realtà dati sperimentali hanno
È stato dimostrato che la membrana plasmatica è permeabile, sebbene in misura molto inferiore, anche agli ioni sodio e calcio e che il potenziale di membrana non corrisponde al potenziale di equilibrio. In questa condizione, chiamata "elettrochimico di nessuno ione stato stazionario".
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