W.alther Nernst (1864 -1941)
Lezione 7
1. Il sistema nervoso: generalità
2. Il potenziale di membrana: fattori che lo determinano
3. La differente concentrazione ionica tra i due capi della MP
4. Il concetto di Ex di uno ione: l’equazione di Nerst
5. Ruolo dello ione potassio nel mantenimento del Vm a riposo
6. Permeabilità agli ioni e Vm: la equazione di Goldman
7. Il circuito equivalente: condensatori, pile e resistenze variabili
8. Valori teorici e sperimentali del Vm a riposo
9. La tecnica del patch clamp
10. Relazione permeabilità-conduttanza-canale ionico
11. Relazione tra flusso ionico, correnti e variazione della Vm
Il sistema nervoso: la trasduzione mediata da modificazione del potenziale di membrana
La variazione di
permeabilità ad
uno ione = la
diminuzione della
resistenza =
l’apertura di un
canale indurrà il
passaggio di
corrente e la
conseguente
variazione del Vm.
Il sistema nervoso: la trasduzione mediata da modificazione del potenziale di membrana
Sarà quindi la apertura o la chiusura dei canali a determinare la variazioni della
permeabilità della membrana agli ioni e quindi il passaggio di correnti in entrata o in
uscita: queste correnti determineranno a loro volta variazioni della Vm.
In base ai flussi ionici che si determinano in seguito ad uno stimolo, una cellula viene
definita:
a riposo, depolarizzata o iperpolarizzata
Resistenza = Permeabilità = Canali ionici
Il sistema nervoso: le cellule Il sistema nervoso: le cellule gliali Il sistema nervoso: le cellule gliali BBB (BLOOD BRAIN BARRIER)
FONDAMENTALE PER :
Evitare le fluttuazioni nella composizione del sangue
(sali, pH, glucosio, mediatori..)
Barriera contro gli Xenobionti
Barriera contro Virus e Patogeni
FORMATA DA:
Endoteli capillari
Peduncoli degli astrociti
Periciti
Il sistema nervoso: le cellule gliali La barriera emato-encefalica
Il sistema nervoso: le cellule gliali La barriera emato-encefalica
Il sistema nervoso: le cellule gliali La mielina
Il sistema nervoso: le cellule gliali Oligodendrociti
Cellule di Schwann
Il sistema nervoso: i neuroni
Rather than simple switches, neurons are complex information
processing systems
Il sistema nervoso: i neuroni
Il sistema nervoso: i neuroni
Il sistema nervoso: i neuroni
Il sistema nervoso: i neuroni
Il sistema nervoso: i neuroni
Il sistema nervoso: i neuroni
5 um/sec
Il sistema nervoso: i segnali elettrici
Due tipi di segnale elettrico:
Potenziali graduati (sinaptici e di recettore) e Potenziali d’azione
Il sistema nervoso: i potenziali graduati e potenziali d’azione
Potenziali graduati
I valori variano in base allo stimolo
Decadono nello spazio e nel tempo
Sono presenti a livello di dendriti e
corpo cellulare.
Dura parecchi millisecondi
Potenziali d’azione
Qualsiasi sia lo stimolo che li genera
hanno il medesimo valore
Non decadono nello spazio
Sono presenti solo a livello assonale
Dura pochi (1-2) millisecondi
Il sistema nervoso: la trasduzione mediata da modificazione del potenziale di membrana
Terminazione sensoriale
Post sinapsi
Uno stimolo (a livello sinaptico o di terminazione sensoriale) produrrà una variazione di
permeabilità ad uno ione = l’apertura di un canale indurrà il passaggio di corrente e la
conseguente variazione del Vm.
Il sistema nervoso: la trasduzione mediata da modificazione del potenziale di membrana
Uno stimolo (a livello sinaptico o di terminazione sensoriale) produrrà una variazione di
permeabilità ad uno ione = l’apertura di un canale che indurrà il passaggio di corrente e
la conseguente variazione del Vm.
Il sistema nervoso: i potenziali graduati e potenziali d’azione
- Un potenziale graduato può essere generato a livello di
terminazioni dendritiche di una fibra sensoriale. In questo caso il
segnale può essere SOLO depolarizzante (EPSP)
Solamente correnti in entrata
Il sistema nervoso: i potenziali graduati e potenziali d’azione
- Un EPSP (ovvero un potenziale con un valore
più vicino alla soglia) è generato da una
corrente in entrata, mentre un IPSP da una
corrente in uscita.
- Ma poiché per convenzione il verso della
corrente è quello delle cariche positive…
- L’entrata di
- Na+
corrente in entrata (epsp)
- Clcorrente in uscita (ipsp)
- L’uscita di
- K+
corrente in uscita (ipsp)
- Clcorrente in entrata (epsp)
Il sistema nervoso: i potenziali graduati e potenziali d’azione
- Un potenziale graduato può essere generato non solo a livello di terminazioni dendritiche di una
fibra sensoriale, ma anche a livello di post sinpasi. In questo caso il segnale può essere
depolarizzante (EPSP) o iperpolarizzante (IPSP).
Correnti in entrata e/o in uscita
Il sistema nervoso: i potenziali graduati e potenziali d’azione
