Post on 10-Nov-2018
Soprasoglia
Il potenziale d’azione si propaga a grandi distanze senza decrementopermettendo la conduzione dell’informazione nervosa.
La conduzione del potenzialed’azione si basa sullagenerazione di nuovi potenzialid’azione nei punti successividella fibra nervosa.
L’insorgenza di un potenzialed’azione in un punto, crea unadifferenza di potenziale traquel punto e le zone vicine, ariposo.
Tra la zona attiva e quellainattiva, si crea una correnteionica (elettrotonica) chedepolarizza la zona inattivafino alla soglia per la nascita diun nuovo potenziale d’azione.
Canali voltaggio dipendenti per Na+ si aprono
Na+ entra nell’assone
Zona di innesco
La zona di innesco è interessata
da una depolarizzazione sopra soglia
Na+ che entra determina una depolarizzazione della membrana,
che porta all’apertura di altri canali per il Na+
Le cariche positive presenti nella zona
attiva si spostano verso la zona vicina,
ancora a riposo generando un flusso di
corrente locale
La zona di innesco è in periodo
refrattario. I canali al K+ si sono
aperti e i canali al Na+ sono inattivati.
L’uscita di K+, ripolarizza la
membrana.
Il flusso di corrente locale
determina la depolarizzazione
delle parti più distali dell’assone
Regione
refrattaria
Regione
attiva
Regione
inattiva
Maggior diametro maggiore velocità di conduzione del potenziale d’azione
La velocità di propagazione del potenziale d’azionedipende in modo sostanziale dalla costante di spazio ().
Nelle fibre amieliniche la velocità è proporzionale a dd = diametro della fibra
Meccanismo di propagazione del potenziale d’azioneMeccanismo di propagazione del potenziale d’azione
LaLa velocitàvelocità didi propagazionepropagazione deldel potenzialepotenziale d’azioned’azione èèinfluenzatainfluenzata dada::
ProprietàProprietà passivepassive delladella membranamembrana
DiametroDiametro deglidegli assoniassoni
Il tempo necessario perché la depolarizzazione si propaghi lungol’assone è funzione della resistenza assiale (ra) e della sua capacità (Cm)per unità di lunghezza. La ra e la Cm limitano la velocità con cui ladepolarizzazione si propaga nel corso della conduzione del potenzialed’azione.
Maggiore ra minore corrente (i) chepassa nel tratto di membranaadiacente. E’ necessario più tempoper depolarizzare la membrana.
Maggiore Cm maggiore deve essere lacarica Q per far variare il potenziale.La corrente, per determinare una datadepolarizzazione, deve scorrere per untempo maggiore.
•Capacità di membrana:Le cariche all'inizio si accumulano lungo la superficie della membrana.La corrente capacitiva non può essere utilizzata per la trasmissione delsegnale a distanza
Il segnale subisce distorsioni.
Cm
Corrente applicata
Corrente capacitiva
Corrente trasmessa
La velocità con cui la depolarizzazione si propaga durante la La velocità con cui la depolarizzazione si propaga durante la conduzione del potenziale d’azione, è conduzione del potenziale d’azione, è inversamente
proporzionale a rraa · · CCmm
v v ~ 1/r~ 1/raaCCmm
Per aumentare la velocità di propagazione si può:
Aumentare il diametro assiale della fibra nervosa
Diminuire la capacità della membrana
L’effettoL’effetto globaleglobale didi unun aumentoaumento deldel diametrodiametro delladella fibrafibranervosanervosa èè quelloquello didi diminuirediminuire rraa ·· CCmm perchéperché:: rraa diminuiscediminuisce concon ilil quadratoquadrato deldel diametrodiametro CCmm aumentaaumenta solosolo inin proporzioneproporzione direttadiretta concon l’aumentol’aumento deldeldiametrodiametro
AumentoAumento deldel diametrodiametro assialeassiale delladella fibrafibra nervosanervosa
Mielinizzazione della fibra nervosaMielinizzazione della fibra nervosa
IlIl processoprocesso equivaleequivale adad aumentareaumentare didi 100100 voltevolte lolo spessorespessoredelladella membranamembrana assonaleassonale..LaLa CC didi unun condensatorecondensatore comecome lala membranamembrana èè inversamenteinversamenteprporzionaleprporzionale alloallo spessorespessore dell’isolante,dell’isolante, lala mielinizzazionemielinizzazionefafa diminuirediminuire CCmm ee quindiquindi ancheanche rraa ·· CCmm
IlIl processoprocesso didi mielinizzazionemielinizzazione determinadetermina unauna diminuzionediminuzione didirraa ·· CCmm maggioremaggiore rispettorispetto adad unun aumentoaumento ugualeuguale deldeldiametrodiametro..FibreFibre mielinichemieliniche conduconoconducono adad unauna velocitàvelocità moltomolto maggioremaggiorerispettorispetto allealle amielinicheamieliniche didi paripari diametrodiametro..
Corpo cellulare
Nodo di Ranvier
Cellula di Schwann
Mielina
Assone
La mielina, nei tratti di membrana dove è presente,determina una riduzione di Cm ed un aumento di rm equindi della costante di spazio.
La conduzione del p.a. èdefinita saltatoria.
Mielinizzazione Mielinizzazione
mielina
Nodo di Ranvier (2μm)
ra
rm
Guaina mielinica
Zona attiva
Potenziale d’azione
Internodo
Nodo di Ranvier
Nelle fibre mieliniche il potenziale d’azione nasce solo a livello dei nodidi Ranvier dove la densità di canali Na+ voltaggio-dipendenti è elevata.Le correnti elettrotoniche viaggiano rapidamente da un nodo all’altro,determinando una conduzione detta saltatoria.La conduzione saltatoria è favorevole anche da un punto di vistaenergetico perché limita l’azione delle pompe Na+/K+ ATP dipendentialle zone nodali.
La velocità di propagazione dipende dal numero di nodi che il p. a. deve saltare
Le fibre con diametromaggiore presentano unnumero minore di nodi.Conducono perciò piùrapidamente.Per le fibre di tipo A, valela seguenteapprossimazione :
V (m/sec) = 6 d (m)
Nodo di
Ranvier
Guaina
mielinica
Depolarizzazione
Nodi di Ranvier
Perdita di
corrente
Conduzione
lenta
Perdita di
corrente
Conduzione
lenta
La velocità di conduzione La velocità di conduzione diminuisce nei casi di diminuisce nei casi di degenerazione della degenerazione della
guaina mielinicaguaina mielinica
Il potenziale d’azione viene generato in una zona specifica del neurone, detta zona trigger.
I potenziali, a monte di questa zona, si propagano secondo il modello della conduzione assonale passiva (con decremento).
• Dendriti: canali per K+, Ca2+ e a volte Na+
• Zona d’innesco: alta densità di canali per Na+
• Assone: bassa densità di canali per Na+ e K+
• Terminazioni: canali per Ca2+
Le varie regioni del neurone sono provviste di Le varie regioni del neurone sono provviste di differenti tipi di canali voltaggiodifferenti tipi di canali voltaggio--dipendentidipendenti