Appunti sulla Fisiologia del Potenziale d'Azione

Introduzione

• Importanza del potenziale d'azione nel sistema nervoso, contrazione muscolare, e rilascio ormonale.
• Presenza del potenziale d'azione anche nelle piante.

Scienziati Rilevanti

• Hodgkin e Axl: Premi Nobel nel 1963 per il loro lavoro sul potenziale d'azione.
• Differenza tra Thomas Hodgkin e il fisiologo Hodgkin.

Assone Gigante di Calamaro

• Studio condotto sull'assone gigante di calamaro.
• Dimensioni: 5 metri di lunghezza con un diametro di 1 mm.

Definizione di Potenziale d'Azione

• Evento fisiologico che comporta un rapido cambiamento del potenziale della membrana cellulare in circa 1 millisecondo.
• Ritorno al valore iniziale in pochi millisecondi.

Potenziale di Membrana a Riposo

• Valore di circa -70 mV nel neurone.
• Innesco del potenziale d'azione:
  • Interazione elettrochimica con altri neuroni.
  • Stimoli fisici (es. meccanorecettori).

Stimoli e Risposte della Membrana

• Stimoli Iperpolarizzanti:
  • Aumentano la negatività intracellulare.
  • Produzione di potenziale graduato.
• Stimoli Depolarizzanti:
  • Diminuiscono la negatività intracellulare.
  • Risposta dipendente dall'intensità dello stimolo.
  • Superamento della soglia porta a potenziale d'azione.

Caratteristiche del Potenziale d'Azione

• Risposta a Tutto o Niente:
  • Ampiezza e caratteristiche indipendenti dall'intensità dello stimolo.
• Fasi del potenziale d'azione:
  1. Depolarizzazione:
     • Aumento rapido del potenziale fino a +50 mV.
     • Apertura di canali del sodio voltaggio-dipendenti.
  2. Overshoot:
     • Potenziale di membrana si avvicina al potenziale di equilibrio del sodio, ma non lo raggiunge.
  3. Inattivazione dei Canali del Sodio:
     • Blocco del passaggio di sodio.
  4. Apertura dei Canali del Potassio:
     • Apertura più lenta rispetto a quelli del sodio.
     • Potassio esce dalla cellula.
• Ripristino del Potenziale di Membrana:
  • Ritorno al potenziale di riposo dopo l'iperpolarizzazione.

Considerazioni Finali

• I rapidi cambiamenti nel potenziale di membrana non alterano significativamente le concentrazioni ioniche all'interno e all'esterno della cellula.
• Solo pochi ioni e il loro passaggio sono sufficienti per generare il potenziale d'azione.