IL SISTEMA NERVOSO
Eccitabilità_5
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Morfologia del neurone
soma – nucleo, sintesi di
molecole, recettori
postsinaptici, basse densità di
canali ionici
dendriti – prolungamenti
eccitabili, canali Na+, Ca2+, K+
assone – conduce i PA verso il
terminale sinaptico, mielinato,
alte densità di canali del Na+ e
K+ (nei nodi di Ranvier)
terminale sinaptico – alte
densità di canali del Ca2+,
vescicole sinaptiche, apparato
secretorio per l’esocitosi
Tipi di neuroni
 La forma del neurone riflette la funzionalità della cellula
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Cellule gliali
Tipi di neuroglia
astrocita
Funzioni delle cellule gliali
Eccitabilità_5 il 90% delle cellule nel3SN
 non conducono l’impulso, rappresentano
 contribuscono a formare la barriera emato-encefalica
 servono da elementi di
sostegno o per isolare gruppi di
neuroni
 fagocitano frammenti cellulari
 svolgono importanti
regolazioni trofiche sui neuroni
 mantengono il K+ esterno
costante e captano i
neurotrasmettitori liberati
durante l’attività sinaptica
oligodendrocita
 circondano soma e assone
delle cellule nervose
 formano la guaina mielinica
 ogni 1-1,5 mm di guaina si
nota un’interruzione di 2-3 mm
(nodo di Ranvier)
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PROPAGAZIONE E TRASMISSIONE DI
SEGNALI ELETTRICI
Eccitabilità_5
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Potenziali graduati
 sono segnali elettrici che originano alle terminazioni sensitive in
risposta a stimoli esterni
 aumentano d’ampiezza con l’intensità dello stimolo
 sono propagati in modo elettrotonico, ovvero decadono con la
distanza dal punto di origine
La propagazione elettrotonica
 trasferiscono informazioni
dipende dalle proprietà passive
a breve distanza (pochi mm)
della membrana del neurone:
 sono convertiti in treni di PA
resistenza e capacità
tutto-o-niente che vengono poi
trasferiti a lunga distanza
neurone
sensoriale
periferico
sistema
nervoso
centrale
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motoneurone a
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Propagazione passiva dei potenziali graduati
 i potenziali graduati e le depolarizzazioni sottosoglia
decrescono gradatamente dal punto di stimolazione a causa della
struttura passiva della membrana
Propagazione elettrotonica
Il potenziale decade lungo x
secondo:
Vx = Vo e–x/l
l=
Rm/Rin
l = costante di spazio
distanza a cui Vx = 0.37 Vo
più grande è Rm maggiore è l
più piccola è Rin maggiore è l
per una fibra non mielinata e
fibre muscolari, l è circa 1 mm
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Conduzione degli impulsi nervosi
 Nell’assone, i canali del Na+ e K+, generano PA e permettono grandi
variazioni di Vm: circa 120 mV da Vriposo al picco del PA (ENa)
 Un PA evocato nel centro
di un assone genera delle
correnti di circuito locale
che depolarizzano le zone
a riposo circostanti
 Il PA si propaga lungo
entrambe le direzioni
dell’assone senza
decremento
La conduzione di un potenziale d’azione dipende da:
1 – presenza di un’alta densità di canali Na+, K+ V-dipendenti
2 – proprietà di cavo del neurone (R, C)
3 – diametro della fibra (Ri)
Eccitabilità_5
4 – grado di isolamento della membrana (Rm)
fibre mieliniche 8
fibre amieliniche
QUALI SONO I PARAMETRI STRUTTURALI
CHE DETERMINANO LA VELOCITA’ DI
PROPAGAZIONE DEL PA?
Eccitabilità_5
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La velocità di conduzione del potenziale
d’azione dipende dal diametro della fibra
La velocità di conduzione v varia da 120 m/s (fibre larghe)
a 10 cm/s (fibre sottili)
Per le fibre non-mielinate:
vl
l = Rm/Ri 
e
d
segue che :
v
d
Per le fibre mielinate vale invece la relazione:
v d
In entrambi i casi: fibre di grosso diametro
conducono il potenziale d’azione più velocemente
delle fibre di piccolo Eccitabilità_5
diametro
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Come aumentare la velocità di conduzione:
la via evolutiva
Per ottenere alte velocità di propagazione si può aumentare l, in due
modi :
l = Rm/Rin
1 – aumentando Rm (mielinatura delle fibre nervose)
(neuroni di mammifero)
2 – diminuendo Rin (aumentando il diametro dell’assone)
(assone gigante di calamaro)
Nota: Nei neuroni di mammifero la guaina mielinica ricopre circa 25
volte le zone internodali. Ci sono quindi circa 50 membrane che
separano la membrana assonale dalla soluzione esterna. Se Rm
aumenta 50 volte, ne segue che l aumenta circa 7 volte (da 1 a 7 mm)
“Conduzione saltatoria” in neuroni mielinati
 La presenza della mielina sui neuroni del mammifero cambia
il modo di conduzione del PA lungo la fibra.
Nel nodo: alta densità
di canali del Na+ e K+
 grazie all’aumento di l, il PA decade da un nodo all’altro con minimo
decremento (20%) e può quindi originare un PA nel nodo successivo
 Il PA si rigenera solo a livello dei nodi, “saltando” da un nodo
all’altro
 Nei nodi esiste un’altissima
densità di canali Na+ e K+
 Pochissimi canali
nell’internodo, sotto la guaina
mielinica
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La velocità di conduzione aumenta
notevolmente nelle fibre mielinizzate
Assoni
mielinizzati
Assoni non
mielinizzati
(calamaro)
 Un assone gigante di calamaro (privo di mielina) con diametro
di 500 mm ha una v di conduzione di circa 20 m/s
 Una fibra nervosa di mammifero mielinizzata con un diametro
di 5 mm ha una v di conduzione di circa 50 m/s.
Se la fibra fosse amielinica la v si ridurrebbe a 0.5 m/s
 Un assone mielinizzato conduce il PA più velocemente di una
fibra amielinica con diametro 100 volte maggiore
La guaina mielinica aumenta la velocità di conduzione
in quanto:
- incrementa la costante diEccitabilità_5
spazio (l) dell’assone
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- rende possibile l’insorgenza del PA nei nodi di Ranvier