Origine dell’impulso nervoso
Origine e propagazione del
potenziale di azione
Descrizione dei processi chimici che
generano il potenziale di azione
Effetti prodotti a livello della sinapsi
quando giunge un potenziale di azione
esci
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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
5
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 di
impulsi elettrici,potenziali di azione,si verifica una
successione di depolarizzazioni e ripolarizzazioni la cui
frequenza è funzione della intensità dello stimolo
iniziale che ha provocato il sorgere del primo
potenziale elettrico di azione
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Potenziale positivo
Potenziale di azione
Potenziale di riposo
Differenza di potenziale 70mV
Potenziale negativo
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Descrizione dei fenomeni che consentono la
comparsa della differenza di potenziale a riposo
e della inversione si polarizzazione che genera
il potenziale di azione che con la sua propagazione
automatica produce l’impulso nervoso
La membrana plasmatica è costituita da un doppio strato
di 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 di
ioni Na+ , K+, Ca++
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Canale di fuga per Na+ che diffonde secondo gradiente
canale di fuga per K+ che diffonde secondo gradiente
(gli ioni Na+e K+ attraversano i canali aperti e passano
da 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 da
loro occupata:gli ioni diffondono poi secondo
gradiente di concentrazione
pompa Na+/K+ che spendendo energia (ATP)
sposta Na+ verso l’esterno e K+ verso l’interno
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Na+
K+
Na+
K+
Ca++
Na+/K+
Pompa Na+/K+
Canali di fuga Na+ K+ Canali a controllo di
potenziale per Na+ K+ Ca++
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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
Na+
K+
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La diffusione del K+ verso l’esterno viene in parte ostacolata
dalla attrazione dovuta alle cariche negative di molecole che non
possono uscire all’esterno:all’equilibrio si origina quindi una
prevalenza di carica negativa all’interno rispetto a quella
positiva presente all’esterno:potenziale di riposo circa 70 mV
Na+
K+
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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 verso
l’interno neutralizzando la carica negativa e generando una
carica positiva rispetto a quella esterna:potenziale di azione
Na+
K+
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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:anche
la pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenza
si rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale:
negativa all’interno e positiva all’esterno
K+ Na+
Na+
K+ Na+ K+
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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:anche
la pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenza
si rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale:
negativa all’interno e positiva all’esterno
K+ Na+
Na+
K+ Na+ K+
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La carica positiva generata a livello della perturbazione si propaga
verso destra lungo la fibra,inducendo nella zona subito adiacente
i fenomeni descritti in precedenza:apertura e chisura di canali,
inversiione di polarizzazione,ripolarizzazione:così il
potenziale di azione rigenerandosi propaga l’impulso nervoso
K+ Na+
lungo tutta la fibra
Na+
K+ Na+ K+
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Lungo la fibra nervosa si propaga il potenziale di azione
quando 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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Ca++
Gli ioni Ca++ entrando nella zona della sinapsi
favoriscono la adesione delle vescicole contenenti le
molecole di neurotramettitore con la membrana plasmatica
e la loro coalescenza:in questo modo le vescicole versano
nella fessura intrasinaptica il loro contenuto
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Un recettore collegandosi al trasmettitore ne inibisce la sintesi
I canali del Ca++ si richiudono
i neurotrasmettitori vengono catturati dai recettori presenti
sulla membrana della cellula postsinaptica e trasmettono il
messaggio:poi vengono rimossi per degradazione enzimatica
o mediante riassorbimento nella fibra presinaptica
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Come viene tradotto il messaggio trasferito mediante il
collegamento 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 recettore
varia la apertura,chiusura di canali ionici che
permettono la variazione di potenziale locale e quindi
innescano una serie di fenomeni descritti in precedenza:
come effetto si ha la propagazione del segnale ad una altra
cellula
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c-AMP
Il neurotrasmettitore attiva un sistema enzimatico
presente 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
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Nella fibra avvolta dalla guaina mielinica
il potenziale di azione si propaga più rapidamente
sfruttando i nodi di Ranvier presso i quali sono
situati 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 mielinizzata
i 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 contro
il gradiente di concentrazionene,utilizzando energia
fornita da ATP
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Na+ si lega alla proteina nel sito complementare:ATP fornisce
una molecola di acido fosforico alla proteina:cambia la struttura
della proteina e viene liberato Na+:la nuova struttura risulta
complementare per K+ che si lega al sito fornito:come
conseguenza provoca il distacco dell’acido fosforico e rigenera
la struttura primitiva,liberando il K+ all’interno della cellula:
escono 3 Na+ ed entrano 2 K+
28
Fine della descrizione
arrivederci
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