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Origine e propagazione delpotenziale di azione
Effetti prodotti a livello della sinapsi quando giunge un potenziale di azione
Origine dell’impulso nervosoOrigine dell’impulso nervoso
Descrizione dei processi chimici chegenerano il potenziale di azione
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Membrana nello stato di riposo:non stimolata,presenta una
carica negativa internamente e una carica positiviva all’esterno:
il potenziale generato vale circa 70 mV:potenziale di riposo
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Una stimolazione in arrivo produce una inversione localizzata
della polarizzazione:il nuovo potenziale si chiama potenziale
di azione e si propaga lungo la fibra verso destra modificandone
la polarizzazione:impulso nervoso
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Le cariche positive si spostano verso le zone adiacenti negative:come
conseguenza di verifica una ripolarizzazione a sinistra e una
inversione di polarizzazione a destra:il potenziale di azione si è
spostato verso destra
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Propagazione dell’impulso nervoso da sinistra verso destra
lungo la fibra nervosa come effetto delle variazioni di
polarizzazione e ripolarizzazione che si verificano
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Propagazione dell’impulso nervoso da sinistra verso destra
lungo la fibra nervosa come effetto delle variazioni di
polarizzazione e ripolarizzazione che si verificano
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Dopo il passaggio dell’impulso elettrico la membrana ritorna
allo stato di polarizzazione di riposo iniziale
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Se lungo una fibra nervosa si propaga una serie diimpulsi elettrici,potenziali di azione,si verifica una
successione di depolarizzazioni e ripolarizzazioni la cuifrequenza è funzione della intensità dello stimolo
iniziale che ha provocato il sorgere del primopotenziale elettrico di azione
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Potenziale di riposo
Potenziale di azione
Potenziale positivo
Potenziale negativo
Differenza di potenziale 70mV
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Descrizione dei fenomeni che consentono lacomparsa della differenza di potenziale a riposoe della inversione si polarizzazione che genera
il potenziale di azione che con la sua propagazioneautomatica produce l’impulso nervoso
La membrana plasmatica è costituita da un doppio stratodi molecole fosfolipidiche che costituisce una barriera
al passaggio delle varie molecole:internamente a tale strato sono inseriti vari tipi di molecole
proteiche che danno origine a canali per il passaggio diioni Na+ , K+, Ca++
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Canale di fuga per Na+ che diffonde secondo gradientecanale di fuga per K+ che diffonde secondo gradiente(gli ioni Na+e K+ attraversano i canali aperti e passanoda interno a esterno o viceversa in funzione della loro
concentrazione nei diversi ambienti)canale a controllo di potenziale per Na+canale a controllo di potenziale per K+
canale a controllo di potenziale per Ca++tali canali si aprono e si chiudono in funzione dello
stato di polarizzazione che si genera nella regione daloro occupata:gli ioni diffondono poi secondo
gradiente di concentrazionepompa Na+/K+ che spendendo energia (ATP)
sposta Na+ verso l’esterno e K+ verso l’interno
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Canali di fuga Na+ K+ Canali a controllo di potenziale per Na+ K+ Ca++
Pompa Na+/K+
Na+ K+ Na+ K+ Ca++ Na+/K+
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K+
Na+
--- ---
A riposo si verifica una diffusione di K+ verso l’esterno attraverso i canali di fuga per K+ e una ridotta entrata di Na+
attraverso i canali di fuga per Na+:la pompa Na+/K+sospinge fuori 3 Na+ e introduce 2 K+:gli altri canali sono chiusi
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K+
Na+
--- ---
La diffusione del K+ verso l’esterno viene in parte ostacolatadalla attrazione dovuta alle cariche negative di molecole che non
possono uscire all’esterno:all’equilibrio si origina quindi unaprevalenza di carica negativa all’interno rispetto a quella
positiva presente all’esterno:potenziale di riposo circa 70 mV
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K+
Na+
--- ---
Uno stimolo che raggiunge una zona della fibra nervosa a riposo produce la apertura del canale a controllo di potenziale
per lo ione Na+ che può così diffondere rapidamente versol’interno neutralizzando la carica negativa e generando unacarica positiva rispetto a quella esterna:potenziale di azione
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K+
Na+
--- ---
K+ Na+
Subito dopo si chiudono i canali a controllo di potenziale per Na+e si aprono i canali a controllo di potenziale per K+ che esce:anchela pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenzasi rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale:
negativa all’interno e positiva all’esterno
K+ Na+
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K+
Na+
--- ---
K+ Na+
Subito dopo si chiudono i canali a controllo di potenziale per Na+e si aprono i canali a controllo di potenziale per K+ che esce:anchela pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenzasi rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale:
negativa all’interno e positiva all’esterno
K+ Na+
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K+
Na+
--- ---
K+ Na+
K+ Na+
La carica positiva generata a livello della perturbazione si propagaverso destra lungo la fibra,inducendo nella zona subito adiacentei fenomeni descritti in precedenza:apertura e chisura di canali,
inversiione di polarizzazione,ripolarizzazione:così il potenziale di azione rigenerandosi propaga l’impulso nervoso
lungo tutta la fibra
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Lungo la fibra nervosa si propaga il potenziale di azionequando il potenziale di azione raggiunge la zona della sinapsi
attiva la apertura dei canali a controllo di potenziale per Ca++e Ca++ diffonde verso l’interno della fibra
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Gli ioni Ca++ entrando nella zona della sinapsifavoriscono la adesione delle vescicole contenenti le
molecole di neurotramettitore con la membrana plasmaticae la loro coalescenza:in questo modo le vescicole versano
nella fessura intrasinaptica il loro contenuto
Ca++
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I canali del Ca++ si richiudonoi neurotrasmettitori vengono catturati dai recettori presentisulla membrana della cellula postsinaptica e trasmettono il
messaggio:poi vengono rimossi per degradazione enzimaticao mediante riassorbimento nella fibra presinaptica
Un recettore collegandosi al trasmettitore ne inibisce la sintesi
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Come viene tradotto il messaggio trasferito mediante ilcollegamento tra neurotrasmettitore e recettore della
cellula postsinaptica:viene generato un potenziale di azione o una
reazione interna alla cellula bersaglio mediante due principali modalità
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Il collegamento tra neurotrasmettitore e recettorevaria la apertura,chiusura di canali ionici che
permettono la variazione di potenziale locale e quindiinnescano una serie di fenomeni descritti in precedenza:
come effetto si ha la propagazione del segnale ad una altracellula
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Il neurotrasmettitore attiva un sistema enzimaticopresente sulla membrana postsinaptica che a sua volta
genera un secondo messaggero (c-AMP)che innesca una serie di reazioni come risposta alla
stimolazione a livello del recettore
c-AMP
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Nella fibra avvolta dalla guaina mielinicail potenziale di azione si propaga più rapidamente
sfruttando i nodi di Ranvier presso i quali sonosituati i canali ionici e la pompa Na+/K+:
si attua una propagazione “saltatoria”
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Nella fibra amielinica i processi di scambio ionico sono piu numerosi perché avvengono in tutta la
lunghezza della fibra,mentre nella fibra mielinizzatai processi avvengono solo in corrispondenza dei nodi:come conseguenza il potenziale di azione si propaga
più rapidamente,in modo saltatorio
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La pompa Na+/K+ permette di spostare gli ioni anche controil gradiente di concentrazionene,utilizzando energia
fornita da ATP
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Na+ si lega alla proteina nel sito complementare:ATP fornisceuna molecola di acido fosforico alla proteina:cambia la struttura
della proteina e viene liberato Na+:la nuova struttura risultacomplementare per K+ che si lega al sito fornito:come
conseguenza provoca il distacco dell’acido fosforico e rigenerala struttura primitiva,liberando il K+ all’interno della cellula:
escono 3 Na+ ed entrano 2 K+
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Fine della descrizioneFine della descrizionearrivederciarrivederci
