POTENZIALE DI MEMBRANA FGE AA
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- Diana Gigli
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1 POTENZIALE DI MEMBRANA FGE AA
2 OBIETTIVI GENESI E MANTENIMENTO DEL POTENZIALE DI MEMBRANA A RIPOSO POTENZIALE DI EQUILIBRIO ED EQUAZIONE DI NERNST EQUAZIONE DI GOLDMAN E PMR DEL NEURONE CANALI IONICI POTENZIALE D AZIONE
3 Fisiologia Umana La fisiologia è la scienza che studia il funzionamento degli organismi viventi. E una scienza integrata che utilizza principi fisico-chimici per spiegare il funzionamento di tali organismi. La fisiologia opera su diversi livelli, occupandosi sia dei meccanismi di base a livello molecolare sia di funzioni di cellule e organi, come pure dell'integrazione delle funzioni degli organi negli organismi complessi. Vm = Vi - Ve Vm: potenziale di membrana
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9 NASCITA DEL PMR K + più concentrato nel LIC: gradiente chimico che favorisce la diffusione nel LEC (MP abbastanza permeabile a K + ) Gli anioni macromolecolari rimangono nel LIC Cariche negative in eccesso si concentrano sulla superficie interna della MP attirando cationi, ovvero K + (attirano anche Na +, ma MP impermeabile a Na + ) Il gradiente chimico è quindi bilanciato dalla forza elettrica Quando i due diventano uguali (potenziale elettrochimico si annulla), cessa la diffusione netta di K + e si raggiunge il potenziale di equilibrio (E ion ) per K + Equazione di Nernst E ion = (-RT/Fz) ln ([O]/[I]) E K+ = -90 mv
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16 Il potenziale elettrochimico μ = μo + R T lnc + z F E μ0. Potenziale elettrochimico della sostanza in condizioni di riferimento (1M, 0 C, E = 0) R: costante universale dei gas T: temperatura assoluta in gradi K lnc: logaritmo naturale della concentrazione C Z: numero di cariche dello ione F: numero di Faraday E: potenziale elettrico
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20 Canali voltaggio dipendenti per il sodio I canali per il sodio hanno due cancelli uno di attivazione e uno di inattivazione. L azione è simultanea e controllata dal voltaggio. Quelli di inattivazione sono però più lenti il flusso di cariche positive si arresta prima che il sodio raggiunga il suo potenziale elettro chimico (+55 mv) Il processo induce un rapido, ma transitorio aumento della conduttanza per aumento della permeabilità di membrana per il sodio
21 Canali voltaggio dipendenti per il potassio I canali per il potassio sono canali lenti voltaggio dipendenti. Quando diminuisce la negatività sul lato citoplasmatico anche questi si aprono: il potassio tende a uscire e a ripristinare il Potenziale di membrana a riposo.
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26 Potenziale d azione Il potenziale d azione è una variazione rapida del potenziale di membrana con rapido ritorno al potenziale di riposo.
27 Variazione di conduttanza durante il potenziale d azione Potenziale d azione Conduttanza K + Conduttanza Na +
28 Variazione di conduttanza durante il potenziale d azione Potenziale d azione Conduttanza K + Conduttanza Na + La conduttanza Na + aumenta durante la fase iniziale inducendo la depolarizzazione per ingresso di Na +
29 Variazione di conduttanza durante il potenziale d azione Potenziale d azione Conduttanza K + Conduttanza Na + La conduttanza Na + aumenta durante la fase iniziale inducendo la depolarizzazione per ingresso di Na + La ripolarizzazione è dovuta ad un aumento per conduttanza K +
30 Variazione di conduttanza durante il potenziale d azione Potenziale d azione Conduttanza K + Conduttanza Na + La conduttanza Na + aumenta durante la fase iniziale inducendo la depolarizzazione per ingresso di Na + La ripolarizzazione è dovuta ad un aumento per conduttanza K + Alla fine del potenziale d azione ci sarà un po più K + all esterno e un po più Na + all interno. Le concentrazioni iniziali sono ripristinate dalla pompa Na + -K +
31 Variazione di conduttanza durante il potenziale d azione
32 Genesi del potenziale d azione L unica zona della membrana di un neurone in cui si può generare il potenziale d azione è il monticolo assonico, nelle altre parti sono possibili solo potenziali locali.
33 Genesi del potenziale d azione L unica zona della membrana di un neurone in cui si può generare il potenziale d azione è il monticolo assonico, nelle altre parti sono possibili solo potenziali locali. Potenziale locale Potenziale d azione
34 Periodi refrattari Due periodi refrattari : Periodo refrattario assoluto Non può mai insorgere un potenziale d azione
35 Periodi refrattari Due periodi refrattari : Periodo refrattario assoluto Non può mai insorgere un potenziale d azione Periodo refrattario relativo Può insorgere un potenziale d azione solo se lo stimolo è sopra soglia La refrattarietà impedisce la fusione di due impulsi e permette la propagazione di impulsi separati
36 Periodi refrattari
37 BIBLIOGRAFIA Fisiologia dell Uomo, autori vari, Edi.Ermes, Milano Capitolo : Neurofisiologia generale (Capitoli 1.3, 1.4, 1.5) Fisiologia Generale ed Umana, Rhoades-Pflanzer Capitolo 7: Organizzazione generale del sistema nervoso
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1 Per poter misurare una ddp ai capi di una membrana cellulare occorrono due elettrodi conduttori (uno di misura e uno di riferimento) che permettono di misurare separatamente il potenziale intracellulare
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