Potenziale di membrana: fisiologia generale

POTENZIALE DI MEMBRANA

In tutte le cellule è possibile misurare una differenza di potenziale a cavallo del plasmalemma. Si

utilizza un voltmetro collegato a tue elettrodi per misurare la d.d.p.: un elettrodo è di vetro, mentre

l’altro è una spira metallica. Entrambi gli elettrodi sono immersi nel bagno (soluzione salina).

Inizialmente la d.d.p. è 0, perché la soluzione salina è isopotenziale. Con l’elettrodo di vetro viene

penetrata la cellula e la d.d.p. diminuisce (quindi è negativa) arrivando a -70mV. Questo significa che

l’interno della cellula risulta essere 70mV in meno della d.d.p. all’esterno della cellula e questo

significa che l’interno della cellula presenta un eccesso di cariche negative rispetto all’esterno.

Questa d.d.p. è costante nel tempo, quindi il valore che viene letto rimane lo stesso fino alla morte

della cellula.

FORZE AGENTI SUGLI IONI

- Gradiente di concentrazione

- Campo elettrico (gradiente elettrico)

L’energia chimica è l’energia contenuta in un gradiente di concentrazione. L’energia elettrica è

l’energia dovuta alle cariche in un campo elettrico.

GENESI DI UN POTENZIALE DI EQUILIBRIO

Si ha un recipiente con una membrana all’interno che separa una soluzione di NaCl 100mM da una

di KCl 100mM. Si ipotizzi che inizialmente la membrana non sia polarizzata. Si inseriscono due

elettrodi: uno nel compartimento con NaCl e uno in quello con KCl. Se questi canali ionici della

membrana sono selettivi solo per il potassio, accadrà che il potassio supererà la membrana, andando

dall’altra parte, seguendo il suo gradiente di concentrazione. Nel momento in cui succede questo, la

membrana si polarizza,

perché nel

compartimento di sinistra

ci sono due cariche

positive e una negativa,

mentre nel

compartimento di destra

c’è solo una carica

negativa. Il voltmetro

monitora il fatto che si

viene a creare questa

d.d.p. Da una parte c’è il

gradiente chimico che

porta il potassio a sinistra

dove è meno concentrato,

ma il gradiente elettrico

che si viene a formare

dopo quello chimico, prova a sospingere il potassio da dove è partito. In questo caso il potassio si

muove dove c’è il gradiente più forte: se è più forte quello chimico andrà a sinistra, mentre se sono

uguali sta fermo. Ovviamente la velocità di movimento del potassio verrà frenata leggermente. Se il

gradiente chimico e il gradiente elettrico sono uguali, il potassio non ha nessuna tendenza a muoversi

in nessuna direzione, perché è in equilibrio. All’equilibrio il gradiente chimico è uguale al gradiente

elettrico. Questa forma di equilibrio prende il nome di equilibrio elettrochimico.