Potenziali d'azione, canali ionici e sinapsi Flashcards
Cosa afferma la legge di Ohm? (Si utilizza in relazione ai canali ionici)
Che la conduttanza è correlata alla capacità dello ione di spostarsi e generare una corrente.
Quali sono le caratteristiche contraddistinguenti il potenziale d’azione?
- Forma = come la cellula risponde alla depolarizzazione e alla ripolarizzazione;
- Soglia = limite che lo stimolo deve raggiungere affinché si possa scatenare il potenziale;
- Legge del “tutto o nulla”;
- Refrattarietà;
- Conduzione ortodromica.
Cosa s’intende per legge del “Tutto o nulla”?
Le cellule eccitabili rispondono allo stimolo solo se giunge ad una data soglia. Il potenziale d’azione presenta sempre la medesima ampiezza, indipendentemente dal grado di depolarizzazione.
Cosa s’intende per refrattarietà?
In seguito alla ripolarizzazione successiva alla trasmissione del potenziale, si ha un breve periodo in cui la cellula diviene meno eccitabile e, dunque, meno responsiva.
Cos’è la conduzione ortodromica?
Il tipo di conduzione utilizzato dagli assoni. Esso implica che l’impulso si diffonda longitudinalmente in un’unica direzione.
La conduzione del potenziale è sempre unidirezionale?
Sì, a prescindere dalla struttura del neurone, che sia esso mono-, bi- o multipolare.
Quanto vale il potenziale di riposo nelle
cellule
* nervose;
* muscolari scheletriche;
* miocardiche ventricolari?
- -70 mV;
- -90mV;
- -90 mV.
Quanto dura il potenziale d’azione nelle cellule nervose?
Dura 2 mc ca.
Quanto dura il potenziale d’azione nelle cellule muscolari scheletriche e miocardiche ventricolari?
- Dai 5 ai 10 ms ca nelle prime;
- 200 ms ca.
Perché il potenziale delle cellule pacemaker ha forma e intensità particolari?
Descrivine, in maniera blanda, il grafico e le cause del suo andamento.
Il potenziale delle cellule pacemaker presenta
* forte crescenza nella prima fase;
* forte decrescenza e ritorno sui -90 mV.
Non si assesta molto tempo sul potenziale di base, perché le cellule cardiache non necessitano l’attesa di uno stimolo: attivano il potenziale autonomamente.
Come si dice uno stimolo che raggiunge il valore soglia? Che succede se questo valore viene superato? Per quale motivo?
Lo stimolo viene detto “liminale”, ovvero capace di scatenare un potenziale d’azione. Se lo stimolo è sovraliminale, la risposta della cellula rimarrà invariata. Tutto ciò è motivabile tramite la “legge del tutto o nulla”.
Quali sono le tre fasi che caratterizzano graficamente il processo di depolarizzazione della cellula?
Descrizione blanda
- Fase del potenziale a riposo;
- Fase di depolarizzazione, avviene a causa dell’ingresso di Na+/Ca2+ e continua solo in seguito al raggiungimento di un valore soglia;
- Fase di overshoot, dunque eccedenza a causa dell’ingresso massivo di ioni incontrollato durante la chiusura dei canali cationici.
Descrivi la sequenza degli eventi nel corso del potenziale d’azione.
Parlane facendo riferimento a porte m e porte h.
- Fase di riposo (-70 mV): le porte di attivazione del canale Na+ (porte m) sono chiuse, mentre sono aperte le porte di inattivazione (porte h). Il passaggio è bloccato e gli ioni Na+ occupanti la via d’ingresso non si muovono;
- Raggiungimento del valore soglia: se lo stimolo è liminale (-55 mV), si aprono le porte m e il Na+ entra seguendo il gradiente elettrochimico;
- A -45 mV, le porte h (d’inattivazione) cominciano a chiudersi e, una volta che la cellula giunge a +35 mV (picco massimo), sono tutte chiuse;
- Mentre le porte h si attivano gradualmente in favore di una chiusura delle porte m, le porte n del K+ si aprono, favorendo una fuoriuscita di ioni fortemente depolarizzante;
- Si giunge dai +35 mV i -90 mV, questa fase è detta di refrattarietà assoluta e implica che nessuno stimolo possa risultare liminale per la cellula;
- Si ha un periodo di refrattarietà relativa, in cui la Na+/K+-ATPasi favorisce il ritorno al potenziale di riposo.
L’intervallo di tempo fra l’apertura delle porte m (post stimolo liminale a -55 mV) e la chiusura totale delle porte h (+35 mV) dura 1 ms ca., ovvero metà del tempo tot del grafico.
A cos’è dovuto overshoot della fase di ripolarizzazione?
Indizio: canali K+
All’impossibilità della chiusura totale di tutti i canali K+ entro i -70 mV.
Qual è l’azione del TEA?
Tetraetilammonio
Il TEA è un bloccante dei canali K+.
Come agisce la TTX?
Tetrodotossina
La TTX è un bloccante dei canali Na+.
Dove sono collocati i canali Na+ nelle cellule rivestite da mielina? Questo influenza la propagazione del segnale?
I neuroni mielinizzati hanno presenza massiva di canali Na+ nel monticolo assonico e diffusione di essi nei nodi di Ranvier, il che favorisce la propagazione ortodromica del potenziale.
- Com’è strutturato un canale Na+? Quante subunità presenta e di che tipo?
- Come sono suddivise le varie subunità al loro interno?
- Subunità α, poro funzionale dotato di voltaggio dipendenza e filtro di selettività;
- Una o più subunità β (una nei muscoli scheletrici e quattro, di solito, nei neuroni), hanno un ruolo regolatorio nella cinetica e nella voltaggio-dipendenza del canale. Esse stabiliscono interazioni con le molecole di adesione cellulare, la matrice extracellulare e il citoscheletro.
La subunità α si organizza in 4 domini, ciascuno costituito da 6 α-eliche transmembrana. Il segmento S4 costituisce il sensore del voltaggio, poiché ricco di aminoacidi carichi positivamente (arginina e lisina). La distribuzione degli aminoacidi avviene con un pattern ben preciso, ovvero uno carico ogni due neutri.
La privazione degli aminoacidi carichi dal segmento S4, priva il canale di voltaggio-dipendenza.
A livello strutturale, a cosa corrispondono attivazione e disattivazione del canale Na+?
Ragiona sui segmenti delle singole subunità.
- L’attivazione si genera mediante un movimento di rotazione e traslazione verso l’esterno dei segmenti S4, assimilabile a quello di rimozione di una vite.
- L’inattivazione dipende, invece, da un’ansa che collega i domini III e IV, che, in seguito a fote depolarizzazione, si piegherebbe ed andrebbe ad occludere dall’interno il polo del canale, rendendolo non più transitabile.
Nelle anse colleganti i vari segmenti della subunità α, sono presenti siti di fosforilazione su cui opera la pKa.
Quand’è che la corrente di Na+ nel suo canale specifico viene detta “transiente”?
S’intende nella pompa Na+.
La pompa Na+ presenta rapide cinetiche di attivazione/inattivazione. A causa dell’inattivazione, il flusso di ioni Na+ termina e il canale diviene rapidamente refrattario. La corrente successiva, data dall’accumulo di cationi Na+ sulla porta del canale viene, dunque, definita “transiente”.
Perché la cinetica molto rapida dei canali Na+ risulta funzionale?
Poiché conferisce a questi un rapido adattamento agli stimoli e la capacità di creare forti flussi cationici intra ed extracitoplasmatici.
Come ha a che fare il Ca2+ coi canali Na+?
Bassi livelli di Ca2+ extracitoplasmatici determinano uno spostamento verso potenziali più negativi della curva e ciò induce l’apertura dei canali Na+. Alti livelli extracitoplasmatici di Ca2+ causano l’effetto opposto.
La soglia di attivazione/inattivazione può essere, dunque, influenzata da condizioni quali ipoparatiroidismo e iperparatiroidismo, con conseguenti disfunzioni nella contrazione muscolare.
Cosa s’intende per correnti del Na+ persistenti? A cosa sono molto affini e cosa le blocca?
S’intendono correnti di Na+ che non s’inattivano rapidamente, ma sono circoscrivibili solo ad alcuni tipi di canali Na+. Sono molto più affini al TTX delle tradizionali e vengono disattivati dal riluzolo.
Cosa s’intende per correnti del Na+ risorgenti? A cosa sono dovute?
Tali correnti si manifestano in alcuni tipi di neuroni in fase di ripolarizzazione (post 35 mV) e possono generare una fase transitoria di depolarizzazione durante la ripolarizzazione, detta ripolarizzazione postuma.
Si ritiene che tali tipi di correnti siano dovute alla rimozione di un dispositivo di blocco sul versante intracellulare, probabilmente l’estremità della β4.
