-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 legameCa2+-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 conoassonico. 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 motoriamandano 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 allefibre 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 recettoripossono raggiungere la cortecciae diventare sensazioni coscienti.Possono anche restare incoscientima attivare risposte riflesse, cioè involontarie.Quando toccate qualche cosa che scotta, allontanate la mano. E’ un’azione riflessa, indipendentedalla 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 riflesso può favorire od inibire l’attività motoria. Agli stimoli riflessisi sommano gli input volontari.

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

• 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

Arco aortico

Aorta discendente- Cuore

- Encefalo- Arti superiori

- Intestino- Reni- Tronco- Arti inferiori

VenaCavainfer.

VenaCavasuper.

Atrio destro

Vene Capillari Arteriole

Grande Circolo

Potenziale d’azione cardiaco: tessuto di lavoro

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

0 50 100 150 200 250 300

ms

mV

Na+

K+ , corrente transiente

Ca2+ , diminuisce K+ ( inward rectifier)

K+ delayedattiva corrente Na+inattiva corrente Na+attiva corrente K+ transiente inattiva corrente K+ transienteattiva corrente Ca2+ Linattiva inward rectifierattiva delayed rectifierinattiva corrente Ca2+ tipo Linattiva delayed rectifierattiva inward rectifier

Inattiva Ca2+

Caratteristiche particolari: dura circa 200 ms, durante il plateau entra Ca2+ e si inattiva la inward rectifier.

Potenziale d’azione e contrazione

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

0 50 100 150 200 250 300

ms

mV

Na+

K+ , corrente transiente

Ca2+ , diminuisce K+ ( inward rectifier)

K+ delayed

Contrazione

Potenziale d’azione, contrazione e refrattarietà

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

0 50 100 150 200 250 300

ms

mV

Na+

K+ , corrente transiente

Ca2+ , diminuisce K+ ( inward rectifier)

K+ delayed

Contrazione

Refrattarietà assoluta relativa

Accoppiamento eccitazione-contrazione

• Il potenziale d’azione innesca la contrazione tramite il Ca2+ induced Ca2+ release

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+ Ca2+

Contrazione

No No

• 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

+ ++

+++20 mV - 90 mV

- 90 mV

L’eccitamento si propaga alle cellule adiacenti tramite le

Gap junction

Propagazione del potenziale d’azione nel miocardio

Rosso: veloceGiallo : 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

10 mV

If (cationica)

Ca2+Ca2+

-60 mV

• If: attivata dall’iperpolarizzazione• ICa2+: attivata dalla depolarizzazione, corrente transiente

K+ K+

0.8 s