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fisiologia generale e cellulare - Coggle Diagram
fisiologia generale e cellulare
flusso transmembrana di ioni
forze
gradiente di concentrazione
stesso gradiente di concentrazione= flusso uguali
interazioni elettriche che si stabiliscono tra le cariche degli ioni
gradiente elettrico
: repulsione/attrazione che uno ione subisce passando da un versante all'altro della membrana, in funzione del tipo e quantità di carica presente su ogni versante
forza che tende a spostare uno ione
gradiente elettrico + gradiente chimico
flussi transmembrana di grosse molecole: esocitosi e endocitosi
esocitosi
: le macromolecole in una vescicola con un doppio strato fosfolipidico si avvicinano ad una membrana cellulare fin quando una parte della vescicola viene a contatto con la membrana cellulare (hanno la stessa costituzione) e si fondono
endocitosi
: trasporto di molecole dall'esterno verso l'interno
le macromolecole di accumulano sulla superficie esterna della membrana cellulare, si forma l'invaginazione della membrana che alla fine si chiude e si stacca una vescicola che trasporta le macromolecole all'interno della cellula
principi generali della comunicazione cellulare
cellula che manda il segnale (
messaggio
) e cellula che lo riceve
cellula che invia il messaggio produce un
messaggero chimico
cellula che recepisce il messaggio= cellula
bersaglio
riceve il messaggio grazie ad un proteina detta
recettore
comunicazione di tipo endocrino
: il messaggero viene riversato all'esterno della cellula, attraversa il torrente circolatorio e arriva alla cellula bersaglio
messaggero=
ormone
comunicazione di tipo paracrino
: il messaggero viene riversato all'esterno e raggiunge il bersaglio usano il liquido interstiziale
la cellula bersaglio è la cellula segnalatrice
comunicazione di tipo nervoso
: il neurone produce un neurotrasmettitore che viene rilasciato nella fessura sinaptica e dopo raggiunge un bersaglio specifico
comunicazione che dipende dall'interazione fisica tra due cellule
: il messaggero chimico rimane a livello della membrana della cellula che lo ha sintetizzata e viene riconosciuto da un recettore perchè la cellula bersaglio è direttamente in contatto con quella segnalatrice
recettori
molecola proteica
proteina transmembrana (esistono anche quelli all'interno della cellula, ovvero nel citoplasma o nel nucleo)
superficie della cellula
ionotropi
: una volta riconosciuto il messaggero chimico, aprono un canale che si trova all'interno della molecola e determinati soluti possono entrare o uscire dalla membrana cellulare
il messaggero agisce facendo sì che il recettore diventi permeabile a determinate solstanze
il recettore è: una molecola che interagisce con il messaggero chimico ma anche un canale ionico (o poro che permette il passaggio di sostanze)
metabotropico
: riconoscono solo il messaggero chimico, interagiscono selettivamente con esso, dopo averlo riconosciuto viene attivata la proteina G che attiva un canale ionico nelle vicinanze oppure un enzima vicino al recettore se sintetizza un secondo messaggero (es. ione) che è in grado di influenzare il comportamento di proteine che vanno a fosfolidare altre proteine (quelle substrato, che mediano l'effetto della cellula)
cellule eccitabili (neuroni e cellule muscolari)
usa segnali
bio-elettrici
potenziale di membrana
tutte le cellule ne sono dotati
differenza tra il potenziale all'interno della membrana e quello all'esterno della membrana
valore negativo: la membrana cellulare si comporta come una struttura in grado di separare le cariche elettriche (condensatore)
interno: cariche negative
esterno: cariche positive
separate dalla presenza del doppio strato fosfolipidico
potenziale di equilibrio del potassio
la membrana ha canali ionici
di tipo passivo e specifici per lo ione potassio,
inizialmente la cellula è senza potenziale di membrana, ricca di potassio, stesso numero di anioni e cationi (ambiente cellulare complessivamente neutro)
il potassio è più presente all'interno e vi sono dei canali di membrana per esso, si muove dai punti in cui è più concentrato ai punti in cui lo è di meno
esce dalla cellula portandosi dietro delle cariche positive che si accumulano all'esterno della membrana cellulare
all'interno della membrana c'è un'eccedenza di cariche negative
la fuoriuscita del potassio accumula cariche ai capi della membrana
la sua fuoriuscita secondo gradiente chimico deve essere bilanciata dal gradiente elettrico (quando l'interno è sufficientemente negativo viene impedita la fuoriuscita di altro K+, che viene richiamato all'interno)
valore del potenziale di membrana
(negatività che deve esserci all'interno per arrestare la fuoriuscita)
valore che deve avere il gradiente elettrico per bilanciare quello chimico
raggiunto il potenziale di equilibrio si annullano a vicenda
equazione di Ernst
: il potenziale di equilibrio di uno ione (Ve) dipende dalla concentrazione dello ione a cavallo della membrana
maggiore è la concentrazione di K+ nella cellula, maggiore sarà la forza con cui uscirà e maggiore sarà la negatività all'interno della membrana per arrestare la fuoriuscita di potassio
Ve= K log[X] e/ [X]i
in condizioni normali non coincide esattamente con il potenziale di membrana (che è un pò meno negativo del potenziale di equilibrio)
potenziale di membrana del neurone: -70 mv
-94 mv
il potenziale di membrana a riposo è dovuto anche al contributo dello ione sodio
vi sono canali sempre aperti per il sodio
il sodio è tutto concentrato all'esterno delle cellule, il suo gradiente di concentrazione lo spinge all'interno e il loro ingresso lo fa diventare più positivo
variazioni del potenziale di membrana
depolarizzazione= il pdm diventa più positivo (da -70 a +40)
iperpolarizzazione= aumento di cariche negative all'interno della membrana (da -70 a -80)
ripolarizzazione= dopo una depolarizzazione troviamo un valore potenziale di membrana più negativo (torna a -70)
potenziali graduati
= piccoli segnali elettrici proporzionati all'intensità dello stimolo che li ha generati; agiscono a breve distanza perchè diminuiscono di ampiezza man mano che ci si allontana dal sito della loro genesi
possono essere o depolarizzazioni o iperpolarizzazione
potenziali di azione
può rappresentare solo depolarizzazione
segnale di tipo tutto o nulla (o non c'è o se c'è è tutto uguale)
rapida e transitoria inversione di polarità della membrana
si propaga sempre alla stessa intensità anche allontanandosi
è senza decadimento
si propaga dalle zone in cui è sorto alle zone in cui non è sorto (segue il movimento delle cariche positive)
conduzione punto punto
, caratterizza le fibre nervose del rivestimento mielinico, quindi le fibre amieliniche
nelle fibre mieliniche vi sono i nodi di Ranvier in cui la guaina è assente, il PA salta da un nodo all'altro
conduzione saltatoria
depolarizzazione iniziale che porta il potenziale di membrana a un valore soglia (-55 mv)
raggiunto si innesca il PA che consiste in una rapida depolarizzazione fino ad avere dei valori positivi
dopo il picco comincia la fase di ripolarizzazione (interno negativo e esterno positivo)
continua a diventa un'iperpolarizzazione (interno del potenziale di membrana ha più cariche negative di quelle che la cellula ha a riposo)
scompare e il pdm si stabilizza su un valore che caratterizza lo stato di riposo di una cellula
la depolarizzazione dipende dall'apertura dei canali del sodio che permettono l'ingresso di cariche positive con lo ione sodio
i canali del sodio si aprono al di sopra del valore soglia
caratterizza solo le cellule eccitabili
il potenziale di membrana a riposo caratterizza tutte le cellule
fibre mielinizzate: velocità di 120 ms
+30 mv
sinapsi: zone di contatto specializzate per trasferire un messaggio da una cellula ad un'altra
nelle cellule nervose e in quelle mucolari
chimiche
: scambio di informazioni mediante il rilascio di un neurotrasmettitore
fessura sinaptica: separa due cellule collegate impedendo che ci sia una comunicazione diretta attraverso la sinapsi
cellula presinaptica
vescicole che contengono il messaggero chimico
quando arriva il PA le vescicole si fondono con la membrana cellulare rilasciando nella fessura sinaptica il NT
sulla membrana postsinaptica trova recettori ionotropi e metabotropi che riconoscono il NT e si legano
cellula postsinaptica
genera un PA in risposta al PA se
arriva un PA alla membrana presinaptica
si libera il NT e si lega ai recettori della membrana postsinaptica
apertura dei canali sulla membrana post- sinaptica e passaggio degli ioni (positivi o negativi)
in base alle cariche: ppse (più positivo) o ppsi (più negativo)
ppse permettono alla membrana postsinaptica di raggiunger un valore soglia
questo potenziale si propaga per tutta la cellula post-sinaptica
elettriche
: non c'è separazione, mette in comunicazione l'ambiente intracellulare della prima con l'ambiente intracellulare della seconda
punto di passaggio per determinate sostanze che possono passare da una cellula all'altra
proteine di membrana dette connessioni che trovano uno di fronte all'altro
all'interno di ciascuna c'è un canale
due connessioni formano una sinapsi elettrica o un poro che consente il passaggio di molecole dal citolasma di una cellula al citoplasma della seconda cellula
potenziale post-sinaptico eccitatori:
depolarizzazioni di membrana
possono far si che il potenziale di membrana raggiunga il potenziale soglia per la genesi del potenziale di azione
potenziali post-sinaptici inibitori:
sono caratterizzati da inibizioni ovvero iperpolarizzazioni della membrana