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La differenza di concentrazione degli ioni di potassio (K+) all'interno e ioni di sodio (Na+) all'esterno della membrana degli assoni determina la differenza di carica elettrica. La distribuzione degli ioni dipende da tre fattori:
- gradiente di concentrazione (video)
- attrazione tra cellule di carica opposta e la repulsione di quelle con carica uguale
- la proprietà della membrana dell'assone (costituita da un doppio strato fosfolipidico)
Il passaggio di queste particelle è determinato dalla presenza di tre tipi di proteine di membrana:
- canali di fuga, verso il gradiente di concentrazione senza l'utilizzo di ATP
- canali a controllo di potenziale, aperti in base alla variazione di potenziale
- pompa sodio-potassio, utile per ristabilire il potenziale di riposo trasportando Na+ all’esterno e K+ all’interno.
COSA SUCCEDE QUANDO GLI ASSONI DEI NEURONI NON RICEVONO STIMOLI?
COSA SUCCEDE QUANDO GLI ASSONI DEI NEURONI NON RICEVONO STIMOLI?
Quando la differenza di carica è pari a -70 mV, si parla di potenziale di riposo. Qui la concentrazione di ioni Na+ è maggiore all'esterno della membrana, viceversa la concentrazione di ioni K+ sarà maggiore all'interno. La presenza di molecole cariche negativamente (acidi nucleici, proteine e ATP) attrae gli ioni K+ impedendone il loro movimento verso l'esterno. La membrana è quindi detta polarizzata.
Tutte le proteine di membrana sono aperte tranne i canali a controllo di potenziale che rimangono chiusi.
E QUANDO I NEURONI SONO ATTRAVERSATI DA UN IMPULSO?
E QUANDO I NEURONI SONO ATTRAVERSATI DA UN IMPULSO?
In questo caso i canali del Na+ si aprono nel sito dello stimolo, gli ioni Na+ passano all'interno della membrana dell'assone attraverso i canali a controllo del potenziale del sodio. Questo ingresso provoca l'inversione di polarità della membrana che diventa più positiva all'interno che all'esterno,a questo punto la membrana viene detta depolarizzata e il potenziale di riposo diventa potenziale d'azione con differenza di potenziale -40mV.
Quasi immediatamente i canali a controllo di potenziale del potassio si aprono e gli ioni K+ fuoriescono dall'assone. Il flusso verso l'esterno degli ioni potassio bilancia quello precedente di ioni sodio. I canali a controllo di potenziale del potassio si aprono e si chiudono lentamente, per cui gli ioni K+ si muovono per gradiente di concentrazione. A questo punto la membrana viene detta iperpolarizzata e la differenza di potenziale è -80mV. Infine, durante la fase di ripolarizzazione, i canali a controllo di potenziale del potassio si chiudono e grazie alla pompa sodio-potassio viene ristabilito il potenziale di riposo.
LA TRASMISSIONE DELL'IMPULSO
LA TRASMISSIONE DELL'IMPULSO
Per permettere la trasmissione dell'impulso, il potenziale di azione si deve trasmettere lungo l'assone. Di conseguenza, nella fase di massima inversione di polarità, gli ioni positivi si propagano nell'area adiacente che diventa parzialmente depolarizzata con differenza di potenziale uguale a -50mV (valore di soglia).Questo permette l'apertura dei canali a controllo di potenziale del sodio e l'aumento di ioni Na+ all'interno dell'assone permettendo al processo di ripetersi.
Ma perchè l'impulso si muove in un unica direzione? Perchè il segmento appena precedente a quello in cui è avvenuto il passaggio di potenziale ha un breve periodo refrattario durante il quale, la membrana risulta iperpolarizzata e i canali del sodio a controllo di potenziale non si possono aprire.
IL PRINCIPIO DEL <<TUTTO O NIENTE>>
IL PRINCIPIO DEL <<TUTTO O NIENTE>>
In un neurone se lo stimolo è abbastanza forte da permettere alla carica dell'assone di superare il valore soglia (-50mV) allora si genera un potenziale d'azione, altrimenti non viene prodotto. Il valore di questo potenziale rimane sempre uguale, a prescindere dall'intensità dello stimolo.
Facciamo un esempio: se si esercita una pressione crescente sull'epidermide con un bastoncino arrotondato, non varia l'intensità dello stimolo ma il numero di potenziali d'azione che si generano.
Quindi, più forte è lo stimolo, maggiore è il numero di impulsi generati.
LA VELOCITA' DELLLA PROPAGAZIONE DEL POTENZIALE D'AZIONE
LA VELOCITA' DELLLA PROPAGAZIONE DEL POTENZIALE D'AZIONE
La velocità di propagazione varia in base a diversi parametri:
- dimensione dell'assone, più grande è il diametro dell'assone maggiore sarà la velocità.
- presenza o meno della guaina mielinica: poichè nelle parti di assone ricoperto dalla mielina non vi sono i canali ionici, non può avvenire il potenziale d'azione. L'impulso si verifica nei nodi di Ranvier saltando da una cellula di guaina mielinica all'altra quindi questa condizione aumenta notevolmente la velocità di propagazione.
- il freddo e la pressione sul nervo riducono la velocità, ciò infatti rallenta la vasocircolazione che riduce l'afflusso di sangue e quindi la disponibilità di sostanze nutritive e ossigeno per i neuroni.
CRUCIVERBA SULLA TRASMISSIONE DELL'IMPULSO
CRUCIVERBA SULLA TRASMISSIONE DELL'IMPULSO
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