Le sinapsi sono elettriche e chimiche

PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLA
MEMBRANA NEURONALE E CANALI
IONICI
LA MEMBRANA NEURONALE: PROPRIETÀ
CAPACITIVE E PROPRIETÀ RESISTIVE
La membrana plasmatica dal punto di vista
elettrico
Costante dielettrica relativa (εr) di alcune sostanze
H2O bidistillata
Alcool etilico
Vetro
Fosfogliceridi
di membrana
Cloroformio
Esano
Aria
81.07
25.8
7.0
6.0
4.8
1.9
1.0006
Il potenziale transmembranario dipende
da una separazione di cariche
Rapporto carica separata/ quantità di carica
intracellulare in una cellula sferica
Rapporto carica separata/ quantità di carica
intracellulare in una cellula sferica
per vari raggi cellulari
La membrana neuronale: circuito equivalente
CORRENTI TRANSMEMBRANARIE PASSIVE E
POTENZIALE DI MEMBRANA DI RIPOSO
L’equazione di Goldman
cn(i)  cn(o)·e(zn·F/RT)·Vm
Jn = (zn2·F2/RT)·Pn·Vm· ——————————
1  e(zn·F/RT)· Vm
Relazioni correntevoltaggio secondo
Goldman
L’equazione di Goldman-Hodgkin-Katz
(GHK)
PNa·[Na+]o + PK·[K+]o + PCl·[Cl]i
Vm = (RT / F) · ln ——————————————
PNa·[Na+]i + PK·[K+]i + PCl·[Cl]o
La legge di Ohm estesa
In = Gn · (V  Vn)
Gn = In / (V  Vn)
Una nuova versione del circuito equivalente
di membrana (I)
Relazioni corrente-voltaggio secondo Ohm
(legge estesa)
CORRENTI VOLTAGGIO-DIPENDENTI
(ATTIVE)
Rettificazione uscente
Rettificazioni su
base attiva
Rettificazione entrante
Una nuova versione del circuito equivalente
di membrana (II)
La legge di Boltzmann
p2
u 2  u1
— = exp  ————
p1
kB·T
(
)
La relazione di Boltzmann per transizioni
voltaggio-dipendenti (I)

C
O
(open)
O
w  zg·e+·Vm
— = exp  ———————
C
kB·T
(
)
(closed)
(zg: valenza della carica di gating)
O
1
——— = —————————————
O+C
1 + exp[(w  zg·e+·Vm)/kB·T]
La relazione di Boltzmann per transizioni
voltaggio-dipendenti (II)
O
1
——— = —————————
O + C 1 + exp[(V½  Vm)/k]
w/zg·e+ = V½
k = kB·T/(zg·e+)
La relazione di Boltzmann per transizioni
voltaggio-dipendenti (III)
Rettificazioni su
base attiva
Il potenziale d’azione: perché un evento a soglia?
a
I3
I2
-50
A
B
0
I1
0
I (nA)
-100 -75
c
b
Ileak
INa
IK
Itot
-25
Vm
0
25
50
Vr V 1 V 2
Vthr
-80
Vthr -40
0
V3
40