Potenziale di membrana

POTENZIALE DI MEMBRANA A RIPOSO

La diversa distribuzione di ioni all’interno e all’esterno della membrana plasmatica genera una

differenza di campi elettrici a cavallo della stessa membrana plasmatica. La differenza di

potenziale di tutte le cellule è sempre negativa dal lato intracellulare, anche se l’entità di

questa differenza di potenziale è diversa in base al tipo di cellula.

Nelle cellule eccitabili questa differenza di potenziale di membrana assume un ruolo

importante perché viene utilizzata per generare dei segnali elettrici.

Le forze in gioco in questo campo sono:

- Forza chimica: è la forza dovuta ad un gradiente di concentrazione

- Forza elettrica: gli ioni essendo carichi, quando si muovono modificano le cariche di

membrana (gradiente elettrochimico)

Tutte le cellule presentano un potenziale di membrana (con il citoplasma negativo rispetto

all’ambiente extracellulare) compreso tra -40 e -90 mV.

Il più alto si registra nella fibra muscolare (-90 mV).

Da cosa dipende il potenziale elettrico di membrana?

1. Dalla diversa concentrazione degli ioni a cavallo della membrana plasmatica

2. Dalla permeabilità selettiva della membrana agli ioni (alcuni passano altri no)

Solo se sussistono queste due condizioni si riesce a generare il potenziale di membrana.

In questa cellula artificiale vengono riprodotte le

+¿

concentrazioni ioniche: il all’interno della cellula

¿

K −¿

che ha come contro-ione i grossi proteinati ( e il

)

¿

Pr

+¿ all’esterno della cellula che ha come controione

¿

Na

−¿

il .

¿

Cl

Dal punto di vista elettrico la membrana plasmatica

non è permeabile ai soluti.

Questa cellula è quindi in una situazione di equilibrio

elettrico ma non chimico, perché all’interno della cellula in mancanza di una permeabilità la

+¿ −¿

quantità di carica portata dallo ione è bilanciata dalla quantità di carica di e la

¿ ¿

K Pr

carica degli ioni sodio è bilanciata dagli ioni cloro. Dato che non si possono muovere il

potenziale di membrana è pari a 0. Cellula artificiale ma molto simile alle cellule animali:

La membrana plasmatica è selettivamente permeabile

+¿

solo agli ioni . Mosso dal gradiente di

¿

K +¿

concentrazione lo ione tenderà ad uscire dalla

¿

K

cellula, ma questo movimento non può essere seguito

dai grossi proteinati perché la membrana è

impermeabile ad essi quindi generano una carica

negativa all’interno della membrana. Quindi a cavallo

della membrana si crea una differenza di potenziale

elettrico, che viene definita “potenziale di diffusione” perché dettata dalla diffusione dello

+¿

ione .

¿

K +¿

Lo ione è sotto la guida di due forze: un gradiente di concentrazione che tende a

¿

K

spostarlo dall’interno all’esterno della cellula, e un gradiente elettrico che tende a spostarlo

+¿

dall’ester