Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

elettricità - Coggle Diagram

- - - - sono collegati da un'amplificatore differenziale
        
        a questo vengono inviati segnali sia riguardo al valore di potenziale di membrana registrato sia il valore di riferimento che si vuole ottenere
        
        la differenza di potenziale in uscita dall'amplificatore, in questo modo, è zero
        
        se al voltaggio giusto, iniziano a passare ioni attraverso i canali, l'amplificatore farà passare una corrente che contrasta il passaggio di ioni
        
        processo a feedback negativo
        
        misurando continuamente i valori del potenziale di membrana, l'intensità di corrente viene corretta in maniera automatica
        
        si deve mantenere invariato il rapporto
        
        1 more item...
      - uno inietta la corrente
        
        detta corrente di clamp
      - uno registra il potenziale di membrana
        
        viene mantenuto fisso dal potenziale di comando
        
        in maniera retroattiva
        
        viene portato ad un valore fisso
        
        si registrano le correnti necessarie a mantenere la membrana bloccata a quel potenziale
        
        alle variazioni del potenziale di membrana corrispondono diversi tipi di corrente
        
        corrente rapida e veloce
        
        si instaura a valori di del potenziale di membrana inferiori a quello di riposo ma leggermente depolarizzanti
        
        già a -30 si estingue
        
        corrente lenta
        
        valori di potenziale di membrana maggiori di quella veloce
      - correnti
        
        entrante
        
        corrente inward
        
        mostra un potenziale di inversione intorno a +60 mv
        
        corrisponde al flusso di Na+
        
        uscente
        
        corrente outward
        
        mostra un potenziale di inversione a +40 mV
        
        corrisponde al flusso di K+
        
        entrambi le correnti rispondono alla legge di Ohm
    - - misurarono il valore assunto durante il picco di corrente entrante e nella fase stazionaria della corrente uscente
        
        si ottengono due relazioni
    - - la depolarizzazione della membrana determina un rapido aumento della conduttanza per il sodio
        
        questo causa l'attivazione dei canali del sodio
        
        è seguito da una lenta diminuzione della stessa se la depolarizzazione persiste
        
        la depolarizzazione causa un aumento molto più lento della conduttanza del potassio
  - - - a questo punto si raggiunge il valore soglia
      - questa instabilità è alla base del concetto di "tutto o nulla"
  - - - alpha
        
        importante nel passaggio fra stato chiuso e aperto
      - beta
        
        importante nel passaggio tra aperto e chiuso
      - costanti di velocità
      - probabilità che ha un canale di passare da uno stato all'altro
        
        varia a seconda del potenziale di membrana
        
        y è lo stato aperto
        
        1-y è lo stato chiuso
      - seguono la distribuzione statistica di Bolzmann
        
        una distribuzione che ha a che fare con il numero di molecole contenute in un sistema ( la probabilità che il canale sia chiuso o aperto)
        
        grazie a quest'ipotesi ricavarono l'equazione per la probabilità alpha e beta
        
        grafico delle probabilità di passaggio dallo stato chiuso a quello aperto e viceversa
      - legge temporale
        
        quando varia il potenziale di membrana, quindi anche alpha e beta, il sistema si deve posizionare su un nuovo stato di equilibrio
  - - - Gk max è la probabilità di apertura dei canali
        
        y dal punto di vista grafico è una curva sigmoidale che va da 0 a 1
        
        il valore 0 è un valore in cui la probabilità di apertura è nulla
        
        il valore 1 corrisponde a tutti i canali di membrana aperti
      - per esprimere la conduttanza del potassio venne introdotta la lettera n nella formula
        
        n indica la probabilità con cui si può trovare un canale K+ aperto
        
        il fatto che sia alla quarta spiega il ritardo nella cinetica di attivazione di questo canale
  - - - a livello del picco della corrente le gates di inattivazione non hanno ancora incominciato a chiudersi
        
        quindi la probabilità di trovarle nello stato aperto è uguale a 1, quindi h=1
        
        m deve essere elevato alla terza
        
        3 è il numero di gates di attivazione du cui sono verosimilmente dotati i canali per il Na+
        
        l'attivazione del canale per il Na+ è la conseguenza dell'apertura di 3 gates al suo interno
      - nel ricostruire la conduttanza per il Na+ proposero che servissero
        
        3 gates
        
        attivazione
        
        m
        
        1 gates
        
        inattivazione
        
        h
        
        m^3 x h
        
        indica la probabilità che tutti i canali di attivazione e inattivazione siano aperti in modo da far entrare il Na+ nella cellula
    - - stato aperto
        
        apertura sia dei canali di attivazione che inattivazione
        
        ingresso di ioni Na+
      - stato inattivo
        
        il gate di inattivazione impedisce il passaggio dello ione Na+
      - stato chiuso
        
        il gate di inattivazione è aperto
        
        gates di attivazione sono chiusi
        
        non passano le particelle del Na+
    - - la cinetica di inattivazione della corrente del Na+ è molto più lenta di quella di attivazione
      - imposero alla membrana valori sempre crescenti di potenziale per un tempo molto lungo
        
        permette ai gate di inattivazione di raggiungere lo stato di equilibrio
        
        valore stazionario H
        
        ciascun gradino di voltage clamp viene fatto seguire da una fase di depolarizzazione massima
        
        porta all'apertura di tutte le gate di attivazione
        
        si può, così, studiare solo la cinetica di inattivazione dei canali per il Na+
        
        m=1
        
        si applicano alla membrana due gradini di potenziale
        
        condizionante
        
        primo
        
        potenziale di test
        
        serve per verificare il gate di inattivazione
        
        secondo
        
        l'intervallo tra il potenziale iniziale e quello di test è sufficiente lungo per far sì che il potenziale di test arrivi nel momento in cui l'inattivazione ha raggiunto il valore stazionario
        
        qui si studiano che le correnti di inattivazione
        
        si ricavano i valori assunti dalla corrente a diversi valori di potenziale
        
        si ricava il valore h
        
        1 more item...
  - - - permette di calcolare tutti i valori di n, m e h al variare del potenziale di membrana
    - - concentrazione del sodio
      - corrente di perdita
      - concentrazione del potassio
      - nel loro insieme servono a dare la corrente totale I
      - conduttanza
        
        dipende
        
        differenza del potenziale ai due lati della membrana
        
        differenza di concentrazione dello ione ai due lati della membrana
        
        si misura in siemens
        
        si può misurare progressivamente in relazione al voltaggio
        
        l'intensità della corrente è uguale alla conduttanza per la differenza di potenziale
    - - permette di prevedere tutti i parametri associati all'eccitabilità cellulare
        
        l'esistenza di una soglia e di un periodo refrattario
        
        permette di stabilire l'entità e l'andamento temporale delle modifiche della conduttanza ionica
        
        gli effetti della temperatura sul potenziale d'azione, la temperatura può far variare i flussi e la cinetica degli ioni
        
        forma e velocità di conduzione di un potenziale di azione mentre questo si propaga in un cavo neuronale ( un assone)
        
        la generazione dei potenziali di azione al termine di stimoli iperpolarizzanti
- - - - durata di apertura varia
  - - - attraverso un meccanismo di suzione si può aspirare un pezzetto di membrana
        
        a seconda dell'entità della suzione si può registrare
        
        la corrente che passa in un singolo canale
        
        si registrano correnti unitarie
        
        una configurazione whole cell
        
        se l'entità della suzione è maggiore
        
        si controllano più canali
  - - - durata media degli impulsi di corrente
        
        quindi alle singole aperture del canale che si susseguono nel tempo di osservazione
      - può essere usato per calcolare la durata media degli interventi tra due aperture
      - permette di stabilire se corrispondono molte aperture di breve durata o a poche aperture di lunga durata
    - - rapporto tra il tempo trascorso dal canale nello stato aperto e il tempo totale di osservazione
      - assume valori che vanno da 0 a 1
      - Po=1 è la condizione in cui la durata del flusso di corrente è uguale alla durata della registrazione
      - la corrente fluisce per tutto il periodo di osservazione
      - la durata della probabilità di apertura è uguale alla somma delle durate delle varie durate di apertura diviso la durata totale dell'osservazione
- - - - forze che si oppongono all'ingresso della corrente
      - influenza l'ampiezza della depolarizzazione che si genera in risposta ad una determinata corrente
      - le cellule che hanno delle resistenze elevate raggiungono, a parità di corrente iniettata, valori di potenziale di membrana più elevati
  - - - prendono il nome di corrente di background
      - passano in canali che non hanno bisogno di gate di attivazione ne di inattivazione
      - esempio
        
        corrente di potassio
        
        responsabile del potenziale di membrana a riposo di tante cellule eccitabili tra cui neuroni e cardiomiociti
    - - lo stato di apertura non è determinato dal voltaggio
        
        perchè la conduttanza rimane costante indipendentemente dal valore del potenziale di membrana
      - la conduttanza attraverso questi canali dipende solo dalla forza elettromotrice
        
        rappresentata dalla differenza tra il potenziale di membrana e il potenziale di inversione della specie ionica permanente
      - tutte le correnti che passano attraverso questi canali assumono la stessa forma del potenziale d'azione
        
        questi sono canali correnti di background o correnti di leakage
- - - - il potassio esce
        
        eccesso di cariche negative nel compartimento intracellulare
        
        campo elettrico transmembranario
        
        equazione di Planck
        
        indica qual è il contributo del campo elettrico sul flusso di ioni
        
        si usa un'equazione che permette di calcolare il potenziale transmembranario in un campo elettrico costante
        
        equazione di Goldman-Hodgkin-Kantz
        
        1 more item...
  - - - 2 subunità
        
        alpha
        
        beta
        
        soggetti a processi di defosforilazione e fosforilazione
        
        cambiano conformazione
    - - 2 ioni potassio
      - 3 ioni sodio
    - - ouabaina
        
        tossina
- - - - fase di depolarizzazione che porta il potenziale di membrana ad un valore soglia che fa innescare il potenziale d'azione
      - la corrente di depolarizzazione che lo origina può essere
        
        indotta sperimentalmente o fisiologicamente
        
        legame del neurotrasmettitore a recettori ligando-dipendenti
        
        corrente depolarizzante proveniente da cellule contigue connesse elettricamente
        
        prodotta automaticamente e ciclicamente dalla cellula
        
        attraverso un meccanismo voltaggio dipendente e tempo dipendente
        
        innescato dalla ripolarizzazione di un potenziale d'azione precedente
  - - - spike
        
        vero e proprio
        
        ampiezza costante
        
        comune a tutte le cellule eccitabili
        
        caratteristiche dovute a
        
        permeabilità
        
        stato di apertura o chiusura dei canali
        
        caratteristiche affinchè si instauri
        
        potenziale di membrana a riposo molto negativo
        
        nella membrana devono essere presenti molti canali sensibili al voltaggio
        
        particolarmente densi a livello del cono di emergenza dell'assone
      - graduati o elettrotonici
        
        si creano se lo stimolo non è sufficiente
        
        modulabili in ampiezza
        
        variano a seconda
        
        dell'intensità dello stimolo
        
        del tempo
        
        costante di spazio
        
        parametro che permette di esprime come l'ampiezza della corrente decresce con la distanza
        
        la distanza si può definire come la distanza alla quale l'iniziale differenza di potenziale è decaduta fino al valore di 1/ e
        
        1/e= 37% del valore iniziale
        
        1 more item...
        
        indica il valore di quanto la depolarizzazione supera il valore soglia di eccitamento
        
        verrà occupata da un nuovo potenziale
        
        indicato da λ
        
        dipende da tutte le forze che si oppongono al flusso
        
        1 more item...
        
        più è grande
        
        2 more items...
        
        aumenta se
        
        3 more items...
        
        esempi
        
        2 more items...
        
        la velocità di conduzione del potenziale di azione dipende dalla costante di spazio
        
        la resistenza di diversi elementi contribuisce a determinare la costante di spazio
        
        citoplasma
        
        liquido extracellulare
        
        può essere trascurata perchè lo spazio extracellulare è tanto maggiore rispetto a quello intracellulare
        
        membrana plasmatica
        
        relazione che lega le resistenze per determinare la costante di spazio
        
        2 more items...
        
        dipende da
        
        proprietà del cavo
        
        geometria dei dendriti
        
        responsabile del decremento delle risposte sinaptiche durante la propagazione
        
        costante di spazio alta
        
        decremento piccolo
        
        i segnali si propagano a distanza maggiore
        
        cistante di spazio bassa
        
        decremento maggiore
        
        i segnali si propagano meno
        
        quelli che agiscono sui neuroni
        
        trasporta informazioni di tipo analogico
        
        non raggiungono mai la soglia per generare il potenziale d'azione
        
        sono instabili
        
        subiscono modificazioni durante il percorso
        
        attenuano nel tempo
        
        perchè la membrana è un isolante imperfetto per cui la corrente elettrotonica si esaurisce
        
        non possono essere usati per inviare segnali a lunga distanza
      - a seconda dell'intensità dello stimolo
    - - le modificazioni che il potenziale di membrana subisce sono costanti in ampiezza
    - - aprono i canali ionici
        
        portano la cellula a spostarsi dal suo valore del potenziale di membrana a riposo
        
        solo se lo stimolo è sufficiente
    - - gli stimoli ricevuti sono dei potenziali graduati elettrotonici
        
        se avvengono a livello della sinapsi chimica generano dei potenziali graduati
        
        possono essere attivatori
        
        ppe
        
        depolarizzazione della membrana
        
        possono essere inibitori
        
        iperpolarizzazione della membrana
        
        valore del potenziale di membrana inferiore al potenziale di membrana a riposo
      - stimoli spaziali e temporali
        
        sommazione spaziale e temporale
        
        possibili per eventi che si sono verificati a livello della sinapsi in istanti temporali diversi
        
        possibile per la natura del potenziale postsinaptico
        
        evento elettrotonico soggetto a decadimento
        
        la sommazione algebrica dipende da come nel tempo si manifestano i potenziali post sinaptici
        
        in questo caso sono eccitatori
        
        quindi è modulabile in base all'intensità dello stimolo
        
        trasporta informazioni di tipo analogico
    - - grazie a dei codici di comunicazione
        
        codici temporali
        
        codici spaziale
        
        impulsi inviati su assoni diversi
        
        arrivano su sinapsi localizzate in punti diversi della rete nervosa che viene attivata
        
        codici di frequenza
        
        il neurone invia impulsi di frequenze diverse
    - - viene usato per inviare con rapidità i segnali
        
        anche a lunga distanza
        
        per coordinare risposte complesse
      - l'informazione in questa forma deve essere contenuta
        
        nel potenziale d'azione
        
        intervallo di tempo che intercorre tra un potenziale e l'altro
        
        nel sistema nervoso questo comunica quanto è intenso lo stimolo
      - trasporta informazioni di tipo digitale
        
        perchè non può modificare l'ampiezza dello stimolo
    - - piede
      - fase di salita
        
        nella membrana si innescano meccanismi molecolari autorigenerativi
        
        inducono una depolarizzazione rapida
        
        prosegue in modo indipendente dallo stimolo
        
        fino ad annullare la polarità e ad invertirla
        
        la fase di inversione è detta overshoot
        
        1 more item...
      - soglia
        
        valore preciso di voltaggio che permette l'insorgenza di un potenziale d'azione
        
        correnti
        
        sottoliminare
        
        corrente inferiore a quella necessaria per produrre delle variazioni nel potenziale di membrana
        
        sovraliminare
        
        stimolo eccedente a quello richiesto
        
        potenziale d'azione identico a quello dato da una corrente liminare
        
        liminare
        
        corrente necessaria per portare il potenziale d'azione al valore soglia
        
        trigger
        
        indica lo stimolo soglia
      - periodo refrattario
        
        particolare periodo, in cui si sta svolgendo un potenziale d'azione, che impedisce alla cellula, che lo sta generando, di generare altri potenziali qualora arrivassero degli stimoli
        
        la probabilità che una cellula generi un secondo potenziale d'azione dipende dall'intervallo di tempo fra i due potenziali
        
        tipi di refrattarietà
        
        relativa
        
        se il neurone riceve uno stimolo superiore a quello iniziale, può insorgere un potenziale d'azione
        
        il potenziale d'azione si sta ripolarizzando e sta quasi arrivando al potenziale di membrana a riposo
        
        assoluta
        
        nessuno stimolo è in grado di generare un altro potenziale d'azione
        
        va dall'inizio sella depolarizzazione alla fine della ripolarizzazione
        
        funzioni
        
        fa sì che l'impulso vada solo nella direzione giusta
        
        il segnale non viene riverberato nella rete nervosa in cui si sta propagando
        
        limita e regola la frequenza di scarica della cellula o del nervo e la mantiene nei giusti valori
        
        dovuto all'inattivazione dei canali Na voltaggio dipendenti
      - è un evento stereotipato in grado di rigenerarsi
- - - - si deve propagare in maniera sempre identica a se stessa senza decremento di ampiezza
        
        deve invadere tutta la membrana a sua disposizione
      - condizioni affinchè il processo si realizzi
        
        il potenziale iniziale d'innesco deve essere limitato a una circoscritta regione della membrana
        
        nel neurone si trova nella zona trigger
        
        in una cellula muscolare è a ridosso della placca neuromuscolare
        
        perciò è a contatto con il neurone motorio
        
        le altre porzioni della membrana devono essere eccitabili
        
        porzioni dove il potenziale d'azione si diffonde
        
        devono avere una giusta quantità di canali voltaggio dipendenti
        
        caratteristiche geometriche della cellula in cui insorge il potenziale
        
        devono fare in modo che la membrana non si trovi in uno stato di isopotenzialità
        
        devono esistere le variazioni di potenziale di membrana nelle varie porzioni della membrana
        
        devono essere sede di propagazione del potenziale d'azione
    - - avviene dopo a variazioni del potenziale di membrana in cellule molto grandi
        
        attenuazione in ampiezza
        
        non permette una fedele trasmissione a distanza
    - - attiva
        
        canali aperti
        
        le porzioni adiacenti al punto di innesco diventano progressivamente attive
      - refrattarietà
        
        canali inattivi
        
        la zona a monte del punto di innesco va incontro a refrattarietà
        
        le zone ancora più a monte vengono sottoposte all'azione della pompa sodio/potassio
        
        riporta la membrana al suo valore di potenziale normale e alla giusta distribuzione degli ioni Na+ e K+ tra i due versanti della membrana
        
        la cellula è pronta a ricevere lo stimolo
      - riposo
        
        canali chiusi
- - - - potenziale di equilibrio del potassio
    - - reciproco della resistenza
    - - doppio strato fosfolipidico
        
        separa e accumula le cariche elettriche tra i due lati
      - capacitanza
        
        parametro che indica l'attività del condensatore
        
        direttamente proporzionale alla superficie e inversamente proporzionale allo spessore
      - capacitiva
        
        corrente
      - la presenza del condensatore rallenta la fase di salita e discesa del potenziale di membrana
    - - canali ionici