Fisiologia – Trasporto Attivo

Processi di trasporto degli ioni nella cellula

Quest'ultimo è l'unica forza che tende a far uscire il K dalla cellula. Il K dovrebbe fuoriuscire in virtù del gradiente di concentrazione, ma il gradiente elettrico si oppone perché l'esterno è caricato positivamente. Quindi il gradiente elettrico e soprattutto la pompa Na/K richiama K all'interno.

Per il Na: è un catione, fuori la carica è +, quindi tende a penetrare lungo il gradiente; la pompa Na/K è l'unica che mantiene alta la concentrazione di Na all'esterno.

Per il Cl: il Cl è più concentrato all'esterno; dovrebbe penetrare ma lo ostacola il gradiente elettrico. In alcuni neuroni e in cellule dei tubuli renali esiste una pompa del Cl, ma solo alcune di queste cellule. Nelle altre cellule la pompa manca. Le cariche negative interne ostacolano l'entrata di Cl- ione.

POTENZIALE DI MEMBRANA A

membrana a riposo è determinato da due meccanismi principali: il trasporto attivo di ioni e la diffusione passiva di ioni. Nella cellula, se introduco un elettrodo intracellulare e lo collego al voltametro, non si osserva alcuna misura. Tuttavia, se posiziono l'elettrodo sulla superficie esterna della cellula, il voltametro segnerà -70mV. Questa differenza di potenziale è il potenziale di riposo. Il potenziale di riposo è creato da una pompa che permette al sodio (Na) di penetrare all'interno della cellula per diffusione e di uscire attraverso la pompa. Inoltre, il potassio (K) tende a diffondere all'esterno passivamente. Se la pompa mantenesse una concentrazione uguale di Na e K all'interno e all'esterno della cellula, non ci sarebbe una variazione di potenziale elettrico. Tuttavia, affinché si crei una differenza di potenziale, è necessario un altro fattore: il potenziale di membrana è determinato anche dalla presenza di canali passivi sempre aperti che permettono la diffusione passiva degli ioni. Quindi, il potenziale di membrana a riposo è essenzialmente determinato dalla diffusione passiva degli ioni attraverso i canali passivi, poiché la pompa è debolmente elettrogenetica.

La membrana a riposo è dovuto soprattutto alla diffusione passiva, mentre la pompa condiziona marginalmente la diversa carica tra le superfici interna ed esterna. La diffusione passiva dipende a sua volta dalla permeabilità di membrana che deve essere selettiva, e dall'esistenza del gradiente di concentrazione.

FORZA DI CONCENTRAZIONE: il gradiente di concentrazione che causa una diffusione netta di ioni da una regione a più alta concentrazione a una a più bassa concentrazione.

FORZA ELETTRICA: attrazione dovuta a una differenza di carica elettrica o la repulsione dovuta a una similarità di carica.

Il potenziale di membrana a riposo dipende dalla diversa distribuzione ionica transmembrana, dalla permeabilità selettiva per il K+ delle membrane a riposo, e dalla tendenza del K a diffondere all'esterno. Quindi il potenziale di membrana a riposo è dato da canali ionici passivi.