Presentazione di PowerPoint

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Il potenziale dazione
E la risposta ad uno stimolo depolarizzante che
possono dare cellule elettricamente eccitabili,
cioè provviste di un corredo di canali ionici
voltaggio-dipendenti per il Na e per il K
Significato funzionale
Nei neuroni segnale elettrico che propagandosi
lungo la fibra nervosa consente la trasmissione
di messaggi elettrici a livello del SN Nelle
fibrocellule muscolari innesca il processo
della contrazione
La Biofisica dei canali ionici è storicamente
legata alla comprensione dei meccanismi che
generano i POTENZIALI DAZIONE nelle cellule
eccitabili. NB durante il pda la membrana si
trova in condizioni dinamiche (e non statiche,
come nel caso del potenziale di riposo.
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Per ottenere una rappresentazione corretta del
pda, occorre effettuare delle derivazioni
intracellulari, fatte da singoli elementi
cellulari. Dapprima furono realizzate (con
elettrodi metallici) dagli assoni giganti dei
molluschi Cefalopodi (calamaro, seppia)
poi (con microelettrodi di vetro) da tutte le
cellule eccitabili
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Caratteristiche generali del potenziale dazione
La soglia
Lo stimolo soglia è lo stimolo depolarizzante di
intensità minima in grado di generare un
potenziale dazione in un neurone
La legge del tutto o nulla
In un neurone un potenziale dazione o è generaro
e si sviluppa in tutta la sua ampiezza, se lo
stimolo raggiunge o supera la soglia, oppure non
è generato affatto, se lampezza dello stimolo è
inferiore alla soglia.
La refrattarietà
Un neurone, una volta generato un potenziale
dazione viene a trovarsi in uno stato di
refrattarietà - periodo di refrattarietà
assoluta nessuno stimolo per quanto intenso è in
grado di genrare un secondo potenziale dazione -
periodo di refrattarietà relativa un secondo
stimolo, a condizione che sia sufficientemente
più intenso di quello soglia, è in grado di
genrare un secondo potenziale dazione
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A dispetto di una notevole variabilità tra tipi
cellulari diversi, i pda presentano tutti alcune
proprietà fondamentali.
Le note proprietà dei pda (richiamo) Leccedenza
(overshoot). Consiste in uninversione
temporanea del potenziale di membrana Al picco
del pda il pdm è 35 mV circa
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Le note proprietà dei pda (richiamo) La
soglia. NB per stimolare, occorre depolarizzare
la membrana, cioè applicare una corrente che
apporti cariche positive allinterno della
cellula. (Stimoli sottoliminari e
sovraliminari)
Lo stimolo soglia è lo stimolo depolarizzante di
intensità minima in grado di generare un
potenziale dazione
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Le note proprietà dei pda (richiamo) la legge
del tutto-o-del-nulla (analogia con lo sparo di
unarma da fuoco).
In un neurone un potenziale dazione o è generaro
e si sviluppa in tutta la sua ampiezza, se lo
stimolo raggiunge o supera la soglia, oppure non
è generato affatto, se lampezza dello stimolo è
inferiore alla soglia.
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Le note proprietà dei pda (richiamo) La
refrattarietà la soglia è inizialmente
elevatissima, ma poi, in una decina di msec,
ritorna al livello normale). Refrattarietà
assoluta Refrattarietà relativa
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Soglia Legge del tutto o nulla Refrattarietà con H
Hsim http//www.cs.cmu.edu/dst/HHsim/
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Unaltra importante proprietà del potenziale
dazione è quella di potersi propagare lungo la
fibra nervosa
Dal vivo
10
Propagazione
del
potenziale
d

azione
Propagazione
passiva
Segnale elettrico
distanza
Stimolo elettrico
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Un potenziale dazione tende a propagarsi in
tutte le direzioni dal punto in cui è stato
generato ma
Un potenziale dazione in via di propagazione può
solo avanzare e mai retrocedere
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(No Transcript)
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VELOCITÀ DI CONDUZIONE del potenziale dazione in
una fibra nervosa
Essa è direttamente proporzionale alla costante
di spazio l
Essa è inversamente proporzionale alla costante
di tempo t
Inoltre, essendo v aumenta allaumentare del
diametro della fibra
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Leccitabilità neuronale è influenzata della
costante di spazio l (e quindi dal diametro della
fibra)
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Propagazione
del
potenziale
d

azione
Lenta
rispetto
allo
spargimento
passivo

Auto
-
alimentata

Tutto
-
o
-
nulla

Per
renderla
pi
ù
veloce



Migliore
spargimento
passivo

Maggiore
densit
à
di
canali
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Le fibre nervose possono essere amieliniche o
mieliniche
Diagramma schematico di un assone mielinizzato di
un nervo periferico
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Conduzione saltatoria nelle fibre mieliniche
Nelle fibre mieliniche la conduzione del
potenziale dazione non avviene in maniera
continua ma con un meccanismo saltatorio
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Conduzione saltatoria
Saltatory Conduction
nodo di Ranvier
nodo di Ranvier
nodo di Ranvier
propagazione passiva
propagazione passiva
rigenerazione
rigenerazione
rigenerazione
19
Perch
è
la
mielinizzazione
è
cos
ì
efficace
?
Ö
(
r
/r
)
l

m
a
ra
Invariata
Propagazione
passiva
rm

aumentata
(
resistori
in
serie
)
Segnale elettrico
Conduzione
transiente
migliore

)
Cm
diminuita
(
condensatori
in
serie
distanza
Metabolismo
pi
ù
basso
Canali
ionici
solo
ai
nodi
Conduzione
saltatoria
Amplificazione
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Assone amielinico
rm
rm
rm
Cm
Cm
Cm
Assone mielinico
Ad ogni maglia rmeqrm1rm2rm3rm4 ? rm
aumenta ? lv(rm/ri) aumenta ?
v? Cmeq(Cm1Cm2Cm3Cm4)/ (Cm1Cm2Cm3Cm4) ?
Cm diminuisce
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Verifica numerica
Assone amielinico rsmrsm1rsm2rsm3rsm41100
Wcm2 CsmCsm1Csm2Csm3Csm41
mF/cm2 tmrsmCsm1100 Wcm2 10-6 F/cm2 10-3 s
Assone mielinico reqrsm1rsm2rsm3rsm44400
Wcm2 Ceq (Csm1Csm2Csm3Csm4)/
(Csm1Csm2Csm3Csm4) 0.25 mF/cm2 tmreqCeq4400
Wcm2 0.2510-6 F/cm2 10-3 s
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Effetto della Perdita della Mielina
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Sclerosi Multipla

• Demielinizzazione Centrale
• Perdita di oligodendrociti
• Gli assoni rimangono relativamente preservati

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Leccitabilità neuronale è influenzata della
costante di tempo t