Origine dell’impulso nervoso Origine e propagazione del potenziale di azione Descrizione dei processi chimici che generano il potenziale di azione Effetti prodotti a livello della sinapsi quando giunge un potenziale di azione

Membrana nello stato di riposo:non stimolata,presenta una carica negativa internamente e una carica positiviva all’esterno: il potenziale generato vale circa 70 mV:potenziale di riposo

Una stimolazione in arrivo produce una inversione localizzata della polarizzazione:il nuovo potenziale si chiama potenziale di azione e si propaga lungo la fibra verso destra modificandone la polarizzazione:impulso nervoso

Le cariche positive si spostano verso le zone adiacenti negative:come conseguenza di verifica una ripolarizzazione a sinistra e una inversione di polarizzazione a destra:il potenziale di azione si è spostato verso destra

Propagazione dell’impulso nervoso da sinistra verso destra lungo la fibra nervosa come effetto delle variazioni di polarizzazione e ripolarizzazione che si verificano

Propagazione dell’impulso nervoso da sinistra verso destra lungo la fibra nervosa come effetto delle variazioni di polarizzazione e ripolarizzazione che si verificano

Dopo il passaggio dell’impulso elettrico la membrana ritorna allo stato di polarizzazione di riposo iniziale

Se lungo una fibra nervosa si propaga una serie di impulsi elettrici,potenziali di azione,si verifica una successione di depolarizzazioni e ripolarizzazioni la cui frequenza è funzione della intensità dello stimolo iniziale che ha provocato il sorgere del primo potenziale elettrico di azione

Differenza di potenziale 70mV Potenziale positivo Potenziale di azione Differenza di potenziale 70mV Potenziale negativo Potenziale di riposo

Descrizione dei fenomeni che consentono la comparsa della differenza di potenziale a riposo e della inversione si polarizzazione che genera il potenziale di azione che con la sua propagazione automatica produce l’impulso nervoso La membrana plasmatica è costituita da un doppio strato di molecole fosfolipidiche che costituisce una barriera al passaggio delle varie molecole: internamente a tale strato sono inseriti vari tipi di molecole proteiche che danno origine a canali per il passaggio di ioni Na+ , K+, Ca++

Canale di fuga per Na+ che diffonde secondo gradiente canale di fuga per K+ che diffonde secondo gradiente (gli ioni Na+e K+ attraversano i canali aperti e passano da interno a esterno o viceversa in funzione della loro concentrazione nei diversi ambienti) canale a controllo di potenziale per Na+ canale a controllo di potenziale per K+ canale a controllo di potenziale per Ca++ tali canali si aprono e si chiudono in funzione dello stato di polarizzazione che si genera nella regione da loro occupata:gli ioni diffondono poi secondo gradiente di concentrazione pompa Na+/K+ che spendendo energia (ATP) sposta Na+ verso l’esterno e K+ verso l’interno

Na+ K+ Na+ K+ Ca++ Na+/K+ Pompa Na+/K+ Canali di fuga Na+ K+ Canali a controllo di potenziale per Na+ K+ Ca++

A riposo si verifica una diffusione di K+ verso l’esterno attraverso i canali di fuga per K+ e una ridotta entrata di Na+ attraverso i canali di fuga per Na+:la pompa Na+/K+ sospinge fuori 3 Na+ e introduce 2 K+:gli altri canali sono chiusi Na+ K+ --- ---

La diffusione del K+ verso l’esterno viene in parte ostacolata dalla attrazione dovuta alle cariche negative di molecole che non possono uscire all’esterno:all’equilibrio si origina quindi una prevalenza di carica negativa all’interno rispetto a quella positiva presente all’esterno:potenziale di riposo circa 70 mV Na+ K+ --- ---

Uno stimolo che raggiunge una zona della fibra nervosa a riposo produce la apertura del canale a controllo di potenziale per lo ione Na+ che può così diffondere rapidamente verso l’interno neutralizzando la carica negativa e generando una carica positiva rispetto a quella esterna:potenziale di azione Na+ K+ --- ---

Subito dopo si chiudono i canali a controllo di potenziale per Na+ e si aprono i canali a controllo di potenziale per K+ che esce:anche la pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenza si rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale: negativa all’interno e positiva all’esterno K+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ --- ---

Subito dopo si chiudono i canali a controllo di potenziale per Na+ e si aprono i canali a controllo di potenziale per K+ che esce:anche la pompa Na+/K+ espelle Na+ e introduce K+:come conseguenza si rigenera una differenza di potenziale simile a quella iniziale: negativa all’interno e positiva all’esterno K+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ --- ---

La carica positiva generata a livello della perturbazione si propaga verso destra lungo la fibra,inducendo nella zona subito adiacente i fenomeni descritti in precedenza:apertura e chisura di canali, inversiione di polarizzazione,ripolarizzazione:così il potenziale di azione rigenerandosi propaga l’impulso nervoso lungo tutta la fibra K+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ --- ---

Lungo la fibra nervosa si propaga il potenziale di azione quando il potenziale di azione raggiunge la zona della sinapsi attiva la apertura dei canali a controllo di potenziale per Ca++ e Ca++ diffonde verso l’interno della fibra

Gli ioni Ca++ entrando nella zona della sinapsi favoriscono la adesione delle vescicole contenenti le molecole di neurotramettitore con la membrana plasmatica e la loro coalescenza:in questo modo le vescicole versano nella fessura intrasinaptica il loro contenuto

Un recettore collegandosi al trasmettitore ne inibisce la sintesi I canali del Ca++ si richiudono i neurotrasmettitori vengono catturati dai recettori presenti sulla membrana della cellula postsinaptica e trasmettono il messaggio:poi vengono rimossi per degradazione enzimatica o mediante riassorbimento nella fibra presinaptica

Come viene tradotto il messaggio trasferito mediante il collegamento tra neurotrasmettitore e recettore della cellula postsinaptica: viene generato un potenziale di azione o una reazione interna alla cellula bersaglio mediante due principali modalità

Il collegamento tra neurotrasmettitore e recettore varia la apertura,chiusura di canali ionici che permettono la variazione di potenziale locale e quindi innescano una serie di fenomeni descritti in precedenza: come effetto si ha la propagazione del segnale ad una altra cellula

Il neurotrasmettitore attiva un sistema enzimatico c-AMP Il neurotrasmettitore attiva un sistema enzimatico presente sulla membrana postsinaptica che a sua volta genera un secondo messaggero (c-AMP) che innesca una serie di reazioni come risposta alla stimolazione a livello del recettore

Nella fibra avvolta dalla guaina mielinica il potenziale di azione si propaga più rapidamente sfruttando i nodi di Ranvier presso i quali sono situati i canali ionici e la pompa Na+/K+: si attua una propagazione “saltatoria”

Nella fibra amielinica i processi di scambio ionico sono piu numerosi perché avvengono in tutta la lunghezza della fibra,mentre nella fibra mielinizzata i processi avvengono solo in corrispondenza dei nodi: come conseguenza il potenziale di azione si propaga più rapidamente,in modo saltatorio

La pompa Na+/K+ permette di spostare gli ioni anche contro il gradiente di concentrazionene,utilizzando energia fornita da ATP

escono 3 Na+ ed entrano 2 K+ Na+ si lega alla proteina nel sito complementare:ATP fornisce una molecola di acido fosforico alla proteina:cambia la struttura della proteina e viene liberato Na+:la nuova struttura risulta complementare per K+ che si lega al sito fornito:come conseguenza provoca il distacco dell’acido fosforico e rigenera la struttura primitiva,liberando il K+ all’interno della cellula: escono 3 Na+ ed entrano 2 K+

Fine della descrizione arrivederci