-80 mV -60 mV -80 mV Sinapsi neuro-muscolare (Ach) L’arrivo di un (una serie) potenziale di azione provoca la liberazione di Ach che depolarizza la fibra muscolare. La depolarizzazione evoca nella fibra muscolare un PdA che si propaga, invade il tubulo T ed attiva i “canali L” ed i recettori rianodinici. Di fatto, arrivano una serie di potenziali di azione che provocano una serie di contrazioni che tendono a sommarsi (tetano)

Ca2+ + TroponinaC Ca2+-TroponinaC Contrazione Lo sviluppo di forza è lento rispetto alla formazione del legame Ca2+-TroponinaC.

Quando un potenziale d’azione arriva nel bottone sinaptico, lo depolarizza ed apre dei canali al Ca2+ voltaggio-dipendenti. Entra Ca2+, che provoca la fusione di alcune vescicole con la membrana plasmatica e la liberazione del mediatore. Su una cellula possono convergere fibre provenienti da più cellule, che possono secernere mediatori differenti.

Le sinapsi depolarizzanti sono dette eccitatorie perché favoriscono l’insorgenza del PdA nel cono assonico. Le sinapsi iperpolarizzanti o che, pur non variando il potenziale di membrana, inibiscono una depolarizzazione successiva, sono dette inibitorie. Su una cellula convergono sinapsi eccitatorie ed inibitorie. Se la somma è tale da polarizzare sopra la soglia la zona del cono assonico, lì insorge il PdA che si propaga. Altre sinapsi possono agire tramite secondi messaggeri che non modificano Vm, ma possono a ttivare/inibire l’adenilato ciclasi, etc.

La contrazione muscolare volontaria

I neuroni piramidali della corteccia motoria mandano dei PdA ai motoneuroni presenti nell’encefalo (per es., quelli che pilotano i muscoli della lingua) o del midollo spinale (per es., quelli che pilotano i muscoli degli arti). Vi è una sinapsi fra fibre provenienti dall’area motoria e motoneuroni. Partono dei PdA dai motoneuroni, che arrivano alle fibre muscolari. Qui vi è una sinapsi eccitatoria (sinapsi neuromuscolare). Insorge una serie di PdA nella fibra muscolare che evocano la contrazione della fibra muscolare.

I recettori sensoriali sono cellule o porzioni terminali di una fibra nervosa. Se colpiti da uno stimolo adeguato si depolarizzano. Sono incapaci di generare PdA, ma depolarizzano il vicino nodo di Ranvier. Qui insorge una scarica (o serie o sequenza) di PdA. Qui è mostrato il corpuscolo di Pacini, sensibile alla pressione (stimolo meccanico)

Maggiore è l’intensità dello stimolo, maggiore è la depolarizzazione del recettore, maggiore la depolarizzazione del primo nodo di Ranvier, maggiore è la frequenza (numero di impulsi al secondo) dei PdA che viaggiano lungo la fibra nervoso e che arrivano ai centri nervosi (neuroni). I messaggi inviati dai recettori possono raggiungere la corteccia e diventare sensazioni coscienti. Possono anche restare incoscienti ma attivare risposte riflesse, cioè involontarie. Quando toccate qualche cosa che scotta, allontanate la mano. E’ un’azione riflessa, indipendente dalla sensazione dolorosa. Il camminare è un’attività riflessa, che però può essere controllata volontariamente. La respirazione è un atto riflesso, in parte controllabile. La pressione sanguigna è controllata per via riflessa.

I neuroni internunciali possono essere inibitori, cosicchè lo stimolo Input Volontari I neuroni internunciali possono essere inibitori, cosicchè lo stimolo riflesso può favorire od inibire l’attività motoria. Agli stimoli riflessi si sommano gli input volontari.

Organizzazione schematica del sistema circolatorio E’ un sistema ramificato e de-ramificato di vasi, chiuso Interposto tra i vasi (in serie) vi è una pompa muscolare, il cuore

Grande Circolo Atrio destro Arco aortico Aorta discendente Tipi di vasi Arterie: conduzione ed accumulo sistolico Componente elastica e muscolare, Endotelio Arteriole: controllo del flusso Componente muscolare,Endotelio Capillari: scambio Endotelio Vene: conduzione (ritorno al cuore), accumulo Limitata componente elastica e muscolare, Endotelio Grande Circolo - Arti superiori Vena Cava super. - Encefalo Arco aortico - Cuore Aorta discendente - Intestino - Reni - Tronco - Arti inferiori Atrio destro Vena Cava infer. Vene Capillari Arteriole

Potenziale d’azione cardiaco: tessuto di lavoro Caratteristiche particolari: dura circa 200 ms, durante il plateau entra Ca2+ e si inattiva la inward rectifier.

Potenziale d’azione e contrazione

Potenziale d’azione, contrazione e refrattarietà

Accoppiamento eccitazione-contrazione Il potenziale d’azione innesca la contrazione tramite il Ca2+ induced Ca2+ release Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ No No Contrazione

La forza di contrazione è proporzionale all’ingresso di Ca2+ IlCa2+ induced Ca2+ release non è un fenomeno tutto-o-nulla Il sistema Ca2+ induced Ca2+ release è costituito da sottosistemi di Ca2+ induced Ca2+ release (canali ionici-store) funzionalmente indipenenti L’eliminazione del Ca2+ citosolico pone fine alla contrazione Il Ca2+ viene riassorbito negli store da una Ca2+-ATPasi di membrana Il Ca2+ viene estruso da una Ca2+-ATPasi di membrana e da uno scambiatore Na+/Ca2+ La forza e la frequenza di contrazione sono modulabili

Propagazione del potenziale d’azione nel miocardio Nel miocardio le cellule sono connesse tramite gap junctions Il PdA si trasmette da una cellula all’altra mediante correnti elettrotoniche che scorrono attraverso le gap junction il PdA insorge nel nodo seno-atriale e si propaga velocemente ad entrambi gli atrii Giunto il nodo atrio-ventricolare rallenta ed impiega circa 0.1 s per passare nel vicino fascio di His. Qui invade rapidamente i ventricoli, tramite i due fasci (Dx e Sx) di His e le fibre del Purkinje. Note: gli atri sono separati dai ventricoli da tessuto fibroso. Solo attraverso il nodo atrio-ventricolare l’eccitamento può passare dagli atri ai ventricoli

L’eccitamento si propaga alle cellule adiacenti tramite le Gap junction + + +20 mV + - 90 mV + + - 90 mV

Propagazione del potenziale d’azione nel miocardio Rosso: veloce Giallo : lento

Ritmicità (insorgenza del PdA) La contrazione è innescata dal PdA Il PdA insorge spontaneamente nel nodo seno-atriale, ad una frequenza di circa 70 i/min Il PdaA insorge spontaneamente nel nodo atrio-ventricolaree, ad una frequenza inferiore Il PdA insorge spontaneamente nel fascio di His e nelle fibre del Purkinje, ad una frequenza ancora inferiore Dominanza del ritmo più frequente Caratteristiche elettiche delle cellule del nodo seno atriale: Basso Vm  -60 mV Corrente depolarizzante spontanea If Insorgenza di una corrente di Ca2+

Potenziale d’azione nel nodo S-A If: attivata dall’iperpolarizzazione ICa2+: attivata dalla depolarizzazione, corrente transiente Ca2+ Ca2+ K+ 10 mV K+ 0.8 s If (cationica) -60 mV