Fisiologia umana I - equilibri ionici, potenziali transmembrana

Corso integrato di fisiologia umana

Fisiologia dei processi cellulari

Equilibri ionici e potenziali transmembranari

Prof. Giuseppe Cibelli

Argomenti di fisiologia dei processi cellulari

• Omeostasi e regolazioni
• La cellula e i compartimenti liquidi dell'organismo
• La comunicazione cellulare
• Equilibri ionici e potenziali transmembranari
• Eventi elettrici nei tessuti eccitabili
• Trasmissione sinaptica I
• Trasmissione sinaptica II
• La giunzione neuromuscolare

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

I canali ionici

• I canali ionici sono proteine integrali di membrana la cui apertura consente il passaggio di ioni specifici
• I canali ionici sono selettivi (dimensione del canale, cariche elettriche di parete)
• I canali ionici sono controllati da barriere
• La conduttanza di un canale dipende dalla probabilità che sia aperto
• Meccanismi di controllo:
  • Canali regolati dal voltaggio (barriera di attivazione del canale per il Na⁺; barriera di inattivazione)
  • Canali regolati da ligandi

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Caratteristiche e proprietà dei canali ionici

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Diagramma schematico del canale del Na⁺

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Registrazione del flusso di corrente che passa attraverso singoli canali ionici

Microelettrodi di vetro ACh Punto di Canali del Membrana stretta recettore cellulare aderenza ACh Cellula muscolare. Rappresentazione schematica del dispositivo sperimentale del patch clamp (modificata, da Alberts e coll., 1989)

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Registrazione della corrente di un singolo canale ionico nella transizione dallo stato chiuso a quello aperto. (Per concessione di B. Sakmann).

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Funzioni delle barriere di attivazione e di inattivazione sul canale per lo ione Na della cellula nervosa

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Potenziali di diffusione

• Il potenziale di diffusione è generato dalla diffusione di ioni
• La grandezza del potenziale di diffusione (mV) dipende dalle dimensioni del gradiente di concentrazione
• Il segno del potenziale di diffusione dipende dalla carica dello ione diffusibile

G. Cibelli Anno Accademico 2010-2011

Potenziali di equilibrio

Il potenziale di equilibrio è quel potenziale di dif...