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Il potenziale di membrana e i canali ionici sono fondamentali per la neurofisiologia. Questi meccanismi regolano la carica elettrica cellulare e la trasmissione degli impulsi nervosi. La depolarizzazione innesca il potenziale d'azione, essenziale per la comunicazione neuronale. La mielinizzazione aumenta la velocità di conduzione degli impulsi, mentre le sinapsi elettriche e chimiche facilitano la trasmissione intercellulare. I neurotrasmettitori, rilasciati durante la sinapsi, attivano risposte specifiche nei neuroni riceventi.
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Il potenziale di membrana è la differenza di potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno di una cellula nervosa, cruciale per la trasmissione degli impulsi nervosi
Carica negativa dell'interno della cellula
In condizioni di riposo, l'interno della cellula presenta una carica negativa rispetto all'esterno, con un potenziale medio di circa -70 millivolt
Distribuzione diseguale di ioni
La polarizzazione del potenziale di membrana è dovuta alla distribuzione diseguale di ioni come il potassio (K+), il sodio (Na+) e il calcio (Ca2+)
Ruolo dei canali ionici selettivi
I canali ionici selettivi, in particolare quelli per il potassio, consentono il movimento passivo degli ioni lungo il loro gradiente di concentrazione, contribuendo a rendere l'interno della cellula ancora più negativo
Soglia critica
Per innescare un potenziale d'azione, il potenziale di membrana deve depolarizzarsi fino a superare una soglia critica, generalmente intorno a -55 millivolt
Apertura dei canali voltaggio-dipendenti per il sodio
Il potenziale d'azione è innescato dall'apertura dei canali voltaggio-dipendenti per il sodio, che permettono un rapido ingresso di Na+ nella cellula
Logica del "tutto o nulla"
Il potenziale d'azione segue una logica del "tutto o nulla": una volta raggiunta la soglia, l'evento si verifica in modo completo e uniforme
Ripolarizzazione
Dopo la depolarizzazione, la successiva apertura dei canali per il potassio e la conseguente uscita di K+ dalla cellula causano la ripolarizzazione, riportando il potenziale verso valori negativi
Periodo refrattario
Dopo un potenziale d'azione, il neurone entra in un periodo refrattario assoluto e poi relativo, durante il quale è rispettivamente impossibile o difficile generare nuovi potenziali d'azione, assicurando la propagazione unidirezionale dell'impulso lungo l'assone
La velocità di conduzione del potenziale d'azione lungo l'assone è influenzata dal diametro dell'assone e dalla presenza di mielina
Produzione e funzione della mielina
La mielina, prodotta dalle cellule gliali come gli oligodendrociti nel sistema nervoso centrale e le cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico, avvolge l'assone formando gli internodi e lasciando scoperti i nodi di Ranvier
Conduzione saltatoria
La mielina permette una conduzione saltatoria del potenziale d'azione, accelerando notevolmente la trasmissione dell'impulso
Malattie come la sclerosi multipla danneggiano la mielina e compromettono la conduzione degli impulsi nervosi, causando vari sintomi neurologici
Le sinapsi sono connessioni intercellulari specializzate che facilitano la comunicazione tra neuroni e possono essere di due tipi: elettriche e chimiche
Le sinapsi elettriche permettono il passaggio diretto di corrente ionica tra le cellule attraverso canali proteici chiamati connessoni, risultando in una trasmissione veloce e bidirezionale
Rilascio di neurotrasmettitori
Le sinapsi chimiche coinvolgono il rilascio di neurotrasmettitori da parte del neurone pre-sinaptico, che attraversano lo spazio sinaptico e si legano a recettori specifici sulla membrana post-sinaptica
Ruolo dei neurotrasmettitori
I neurotrasmettitori rilasciati si legano ai recettori post-sinaptici, provocando una risposta nel neurone ricevente
Rimozione del neurotrasmettitore in eccesso
Il neurotrasmettitore in eccesso viene poi rimosso dalla fessura sinaptica attraverso meccanismi di diffusione, degradazione enzimatica o riassorbimento, terminando il segnale e preparando la sinapsi per il prossimo potenziale d'azione
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Il ______ di membrana è la differenza di potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno di una ______ nervosa.
potenziale
cellula
01
Durante il riposo, l'interno della cellula ha una carica ______ rispetto all'esterno, con un valore medio di circa ______ millivolt.
negativa
-70
02
Il potassio (K+) si trova in maggiore concentrazione ______ della cellula, mentre il sodio (Na+) e il calcio (Ca2+) sono più concentrati ______.
all'interno
all'esterno
