Fisiologia delle cellule

CELLULE ECCITABILI: I NEURONI

Neurone tipo:

Costituito da un corpo cellulare chiamato soma, e da una serie di prolungamenti che si dividono a loro volta in tanti rami e così via.

Queste diramazioni sono di due tipi:

• Il principale, quello più lungo, che prende il nome di assone. Esso verso la fine si divide in piccole ramificazioni e serve per portare le informazioni dal corpo cellulare verso un'altra cellula.
• Le diramazioni più piccole sono chiamate dendriti, l'insieme di tutte le diramazioni prenderà il nome di albero dendritico. Le dendriti servono per portare le informazioni dall'esterno del neurone verso il corpo cellulare.

Il neurone prende le informazioni da decine di migliaia di dendriti e le somma, poi da esse prende una decisione che viene poi trasportata dall'assone.

Questa informazione verrà portata alla parte terminale dell'assone, chiamata arborizzazione terminale, dove ci sono queste piccolissime strutture dette bottoni sinaptici che...

Si vanno a mettere in contatto con un'altra cellulapassando le informazioni. Queste informazioni passano grazie a degli impulsi elettrici detti: Potenziale d'azione.

La caratteristica principale delle cellule eccitabili è la produzione di impulsi elettrici stereotipati e in grado di propagarsi, i potenziali d'azione.

Nelle cellule eccitabili uno stimolo adeguato produce una variazione del potenziale di membrana che, se supera un valore critico, innesca la generazione di un potenziale d'azione.

Per avere un potenziale d'azione è necessario: la presenza di un potenziale a riposo molto negativo e una alta densità di canali voltaggio-dipendenti.

Questo potenziale d'azione si genera solo nelle cellule eccitabili e si genera grazie a variazioni transitorie del potenziale di membrana.

Queste cellule rispondono allo stimolo esterno grazie a questi potenziali d'azione. Sono delle cellule eccitabili.

Perché hanno dei canali voltaggio-dipendenti e hanno un potenziale della membrana molto negativo. Se si ha un'apertura massiccia di questi canali voltaggio-dipendenti, scatterà uno stimolo di depolarizzazione molto forte.

Potenziali graduati o elettrotonici: Questo grafico ci indica come varia il potenziale della membrana al variare del tempo. In questo grafico abbiamo un neurone che ha un potenziale di -70. A un certo punto interviene uno stimolo che apre dei canali e il potenziale diventa meno negativo (depolarizzazione = più ioni positivi, solitamente si aprono i canali di sodio e calcio). Successivamente, quando lo stimolo finisce e la cellula si ripolarizza (probabilmente è entrato più K), ritorna nel suo potenziale di membrana a riposo.

Il potenziale di membrana (mV = millivolt), Tempo (ms = millisecondi)

Questo tipo di stimolo non raggiunge la linea indicata come linea di soglia del -55 (threshold). Quando si supera quella linea, si aprono dei canali che permettono...

L'entratamassiccia di Na nella cellula. Quindi fino a quando il potenziale non arriva a -55 all'interno della cellula non succederà esattamente nulla. Quando lo supera scatta il potenziale d'azione.

Queste piccole variazioni (quelle al di sotto del -55) sono chiamate potenziali graduati: Questi stimoli possono essere chimici o sensoriali. E possono essere:

• Depolarizzanti, quando questi stimoli possono portare all'apertura del canale del Na;
• Iperpolarizzanti, quando portano all'apertura del canale del K o Cl.

Il potenziale d'azione o impulso nervoso (spike)

I potenziale d'azione sono variazioni della conduttanza di membrana. Quindi regolazioni tempo e voltaggio dipendenti di canali per ioni Na e K.

Caratteristiche dei potenziali d'azione:

1. Depolarizzazioni rapide del potenziale di membrana;
2. Eventi stereotipati cioè avviene sempre nello stesso modo;
3. Eventi "tutto o nulla", o si supera la soglia e.

15 lunedì 4 gennaio 2021

siaha un potenziale d'azione oppure non si supera la soglia e non si ha il potenziale. Si possono osservare solo in cellule dotate di membrana eccitabile, cioè con membrane aventi canali voltaggio-dipendenti. Usati per trasferire informazioni. Dopo un potenziale d'azione vi è un periodo di non responsività completa (non si può più depolarizzare) e poi parziale (dove servono stimoli molto più alti per indurre la depolarizzazione). Si propagano ad una velocità molto alta compresa tra 1 e 100 metri/sec. Registrazione del potenziale d'azione: Dal punto 7 al punto 9 si trova in uno stato di refrattarietà in cui si ha bisogno di uno stimolo molto più potente per generare un PA. Nella linea 3 la cellula si trova in refrattarietà assoluta. Il tutto avviene da 0 a 4 millisecondi. Variazione delle permeabilità ioniche: Il canale del Na

voltaggio-dipendente ha due cancelli: uno di attivazione e uno di inattivazione. Al potenziale di riposo il cancello di attivazione è chiuso. In seguito alla depolarizzazione il cancello di attivazione si apre, il sodio entra nella cellula e depolarizza fino a invertire la polarità della membrana, il potenziale tende al valore del potenziale di equilibrio del Na.

L'apertura di canali per il K determina fuoriuscita di potassio e la ripolarizzazione della membrana. Il cancello di inattivazione si chiude. Un canale inattivato non può aprirsi.

Il potenziale d'azione è un processo a feedback positivo. La refrattarietà:

• Periodo di refrattarietà assoluta: nessuno stimolo, per quanto intenso, è in grado di generare un secondo potenziale d'azione.
• Periodo di refrattarietà relativa: un secondo stimolo,...

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condizione che sia sufficientemente più intenso di quello soglia, è in grado di generare un secondo potenziale d'azione. 18 lunedì 4 gennaio 2021 Funzione del periodo refrattario :

• Controllo della frequenza massima a cui una cellula può generare PA
• Quindi limita la frequenza di scarica di un neurone, il PA dunque è un evento isolato che non può sommarsi con altri PA
• Unidirezionalità di propagazione dei Potenziale Azione
• Quindi impedisce il riverbero dei segnali che devono essere propagati in una sola direzione (ortodromica) senza poter tornare indietro

Le caratteristiche della frequenza di scarica sono molto variabili da un neurone all'altro in quanto ciascun neurone possiede un diverso corredo di canali ionici voltaggio-dipendenti. Il NEURONE: unità ricevente e di trasmissione dell'informazione nervosa Può essere visto sia come:

• Unità ricevente, composta da:
• Corpo cellulare
• Dendriti

voltacomposti da recettori, che gli permette di ricevere stimoli. Queste due parti servono per captare tutti i segnali provenienti dagli altri neuroni. Unità di trasmissione: - Assone - Terminazioni presinaptiche - Neurotrasmettitori Tutte le informazioni recepite vengono poi rielaborate e successivamente vengono fatte passare nell'assone. Nel segmento iniziale, detto prominenza assonica, si genererà un potenziale d'azione (PA) che trasporterà le informazioni rielaborate in tutto l'assone fino a essere trasmesse ad un'altra cellula. Il neurone è in grado quindi di ricevere degli stimoli grazie a un PA ed è in grado anche di trasmettere questi stimoli grazie al PA. La lunghezza degli assoni varia da meno di un millimetro a più di un metro. La sommatoria di tantissimi potenziali graduati formeranno un PA. Le differenze tra dendriti e gli assoni è a livello molecolare, principalmente data dai differenti tipi di canali voltaggio-dipendenti. Nella foto: [inserire qui la foto]

Si può vedere un assone completamente ricoperto dai bottoni sinaptici di un'altra cellula. L'insieme di tutti questi potenziali portati dai vari neuroni porta a generare un Potenziale di Azione (PA), ma solo uno dei potenziali di quelle cellule è troppo basso per generare un PA.

Genesi del Potenziale di Azione nella zona Trigger: abbiamo due tipi di sommazione per la generazione di un PA:

• Spaziali, somma potenziali graduati che fanno cambiare di pochissimi mV la membrana;
• Temporali, in 2 momenti separati possono arrivare 2 stimoli ed essi non possono sommarsi, ma se arrivano abbastanza ravvicinati essi si possono sommare e generare PA.

Temporale: Potenziali graduati eccitatori (cariche positive) e inibitori (cariche negative) si sommano algebricamente nella zona trigger. Il potenziale graduato diminuisce di intensità allontanandosi dal punto di origine: dispersione di corrente. La membrana non è un buon isolante e ha sempre canali ionici.

lunedì 4 gennaio 2021

aperti chelasciano uscire carichepositive nel liquidoextracellulareQuindi poco poco questosegnale si dissipa e torna aessere sotto la sogliaResistenza del citoplasma,il citoplasma opponeresistenza al flusso dielettricità Stimolo sottosoglia Stimolo soprasoglia21 nella zona trigger nella zona triggerche non scatena un PA che scatena un PA lunedì 4 gennaio 2021Perché ?Decade esponenzialmente con la distanza secondola formula: -x/V = V ex 0= costante di spazioÈ la distanza percorsa dal potenziale prima didiminuire del 63%.È proporzionale alla resistenza della membrana einversamente proporzionale alla resistenza internadella fibraIl potenziale graduato diminuisce di intensitàallontanandosi dal punto di origineQuindi l’intervallo tra idue PA potranno esserepiù o meno ravvicinati aseconda del tempo concui il neurone ci mette adepolarizzarsi e ritornalealla sua potenza a riposoe poi a ridepolarizzarsi ecosì via. Nella zonave provoca un cambiamento nel potenziale di membrana, che a sua volta può innescare una serie di eventi cellulari.