Fisiologia - Potenziale d'azione

ECCITABILITA’ CELLULARE E POTENZIALE D’AZIONE

Nello  scorso  svolgimento  abbiamo  parlato  dell’importanza  di  alcuni  ioni  per  determinare  il  

potenziale  di  riposo.  Questi  stessi  ioni  sono  responsabili  dell’eccitabilità  di  alcune  cellule.

Riassumiamo brevemente le principali caratteristiche del potenziale di membrana a riposo:

1. La differenza di potenziale stabile (Vm) tra LIC e LEC è generata dalle differenti

distribuzioni degli ioni sui due versanti della membrana;

2. Il Vm di una cellula a riposo è sempre negativo

3. Il Vm è fondamentale per la generazione di segnali elettrici transmembranari nelle cellule

eccitabili.

Ma quali sono e che proprietà hanno le cellule eccitabili?

Per cellule eccitabili intendiamo cellule che hanno la particolarità di reagire ad uno stimolo

adeguato con una variazione della permeabilità della membrana cellulare in seguito alla quale

attraverso di essa si verificano flussi di ioni che modificano la differenza di potenziale tra i suoi lati,

generando segnali elettrici; nel corpo umano sono rappresentate dai neuroni e dalle cellule

muscolari.

PRINCIPI STORICI

Nel XVIII si scoprì che mettendo a contatto del tessuto neuromuscolare due metalli diversi tra loro i

muscoli di tale tessuto animale si contraevano.

Contrariamente a quanto si ipotizzò inizialmente (ovvero che fosse dovuto ad un fenomeno esterno)

a partire dal XIX secolo, invece, è divenuto evidente che la produzione di elettricità è una proprietà

intrinseca alla materia biologica.

Come sappiamo i tessuti eccitabili realizzano il sistema di comunicazione ed attuazione del nostro

organismo permettendo il pensiero e il movimento.

Ma questo è il risultato di un lungo processo di evoluzione a partire dagli organismi più semplici:

1) trasmissione  dell’informazione  mediante  l’immissione  di  una  molecola  nel  liquido  

interstiziale che giunge per diffusione all'apparato-bersaglio dotato di recettori adatti.

(Scarsa velocità)

2) trasmissione  dell’informazione  mediante  l’immissione di molecole-messaggero nel sistema

circolatorio, in grado di raggiungere gli organi bersaglio in tempi relativamente brevi,

analogamente a come agisce il nostro sistema endocrino.

(Media velocità)

3) collegamento  tra  l’organo  che  trasmette  (sistema  nervoso  centrale)  e  l’organo  che

riceve(effettori)  l’informazione  mediante  fibre  nervose,  percorse  da  impulsi  elettrici  che  

raggiungono elevatissime velocità(anche superiori a 111 m/s)

(Alta velocità)

Le  cellule  eccitabili  hanno  due  proprietà  strettamente  collegate  tra  loro:  l’eccitabilità  e  la  

conduttività.

Queste ultime determinano la capacità di generare e propagare segnali elettrici in risposta

modificazioni ambientali esterne e interne al nostro corpo.

I NEURONI

Premessa: il tessuto nervoso è costituito da neuroni e cellule gliali.

Noi focalizzeremo la nostra attenzione sulla struttura e sulla funzione dei primi, ma è essenziale

accennare anche alle principali caratteristiche delle seconde.

Cellule gliali

Le cellule gliali costituiscono gli elementi di supporto del sistema nervoso. Seppur non partecipino

direttamente alla trasmissione degli impulsi nervosi, svolgono compiti fondamentali, come il

sostegno fisico e biochimico del neurone.

In particolare:

- contribuiscono alla stabilità strutturale dei neuroni (li avvolgono);

- intervengono nei meccanismi del metabolismo cellulare

- contribuiscono  a  mantenere  l’omeostasi  del  liquido  extracellulare;;

- alla  fine  di  un  potenziale  d’azione  ristabiliscono  la  corretta  eccitabilità  cellulare  

- formano le guaine mieliniche.

Nel sistema nervoso centrale troviamo:

- che formano il rivestimento miellinico delle fibre nervose, consentendo la conduzione

oligodendrociti,

saltatoria  del  potenziale  d’azione;;

- astrociti,  che  sono  le  cellule