Neuro

• Funzioni della membrana plasmatica

  • Delimitazione cellule
  • Mantenimento delle differenze tra ambiente dentro e fuori
  • Trasferimento informazioni tramite i recettori
  • Supporto ad enzimi e proteine per l'interazione con l'esterno
  • Creazione e mantenimento di un gradiente ionico
  • Genesi del potenziale elettrico trans-membrana
• Modello a mosaico fluido

  • Proposto da Singer e Nicolson nel 1972
  • La struttura di base è fatta da lipidi (doppio strato)
• Membrana plasmatica

  • Sulla membrana si trovano proteine ma anche colesterolo, molecola anfipatica
  • Il colesterolo aumenta la flessibilità e la stabilità del doppio strato e ne mantiene la fluidità anche a basse temperature
  • Il corredo di proteine di una cellula definisce la sua funzione
  • Le proteine vengono sintetizzate sul rer e poi si stabilizzano sulla membrana
  • Le proteine che attraversano la membrana si dispongono ad alfa elica, ed espongono gli aminoaicidi neutri
  • Il citoscheletro stabilizza le proteine
• Fosfolipidi

  • Sono formati da due code di acidi grassi, il glicerolo, e un gruppo fosfato
  • Le code possono essere diverse (sature o insature)
  • Ci sono 4 tipi di lipidi strutturali di membrana: fosfatil-etanolammina, fosfatidil-serina, fosfatidil-colina, sfingomielina
• Fosfatidil-inositoli

  Non sono strutturali, hanno un ruolo importante nella segnalazione intracellulare
• Distribuzione dei lipidi di membrana

  • La sfingomielina e la fosfatidil-colina si trovano più all'esterno, la fosfatil-etanolammina è più dentro, la fosfatidil-serina si trova solo dentro
  • La fosfatidilserina è responsabile della carica negativa
• Potenziale di riposo

  Può variare in seguito alle risposte passive dovute ad una variazione di corrente, dove V è proporzionale alla corrente, ma può anche avere una depolarizzazione
• Movimenti dei fosfolipidi

  • Flessione delle catene
  • Rotazione
  • Diffusione laterale
  • Corrugamenti (pieghe)
  • Flip (raro)
• Membrana cellulare

  Agisce come un condensatore, ha una capacità di circa 1 microfarad su cm quadrato
• Corrente capacitiva

  1. Movimento delle cariche dello stesso segno

  2. Non cambia il potenziale perché non c'è spostamento da dentro o fuori
• Glicolipidi

  • Hanno zuccheri attaccati alle teste
  • Solo i fosfolipidi fuori possono essere glicosilati
  • Diversi glicolipidi hanno ruoli diversi: aiutano con il legame con la matrice extracellulare, riconoscimento cellulare, protezione della membrana da condizioni estreme, isolamento elettrico nella membrana mielinica, alterazione del campo elettrico e della concentrazione ionica
• Canali ionici

  Quando sono chiusi hanno resistenza elevata, una volta aperti possono passare, seguendo il loro gradiente
• Fattori che determinano la fluidità del doppio strato

  • Temperatura (più alta, più fluido)
  • Lunghezza catene aciliche (più lunghe, più spesso)
  • Insaturazione delle catene grasse (più insature, più fluido)
  • Presenza di proteine (più proteine, più fluido)
  • Colesterolo (se tanto, irrigidisce, ma a basse temperature rallenta il congelamento)
• Corrente resistiva

  Si apre per una resistenza aperta
• Proteine di membrana

  • Possono avere passaggio singolo, multiplo, essere canali ionici
  • Ogni dominio cellulare (es. dendridi, assoni) può avere proteine specifiche
• Depolarizzazione

  Quando i canali si chiudono il sodio non può più uscire
• Citoscheletro

  • Mantiene l'organizzazione e la relazione spaziale degli organelli cellulari
  • Contribuisce a dare forma alla cellula
  • Stabilizza la membrana e le proteine
  • Conferisce consistenza al citoplasma
  • Nei neuroni forma l'impalcatura dei vari domini cellulari e i "binari" lungo i quali si spostano organelli e molecole
• Variazioni di potenziale passive

  Dipendono dalla corrente, ogni volta che una carica entra o esce c'è una variazione passiva
• Filamenti del citoscheletro

  • Actina (ad alfa elica, dinamici)
  • Filamenti intermedi (proteine fibrose e allungate)
  • Filamenti di tubulina (avvolti, stabili, permettono di camminarci sopra)
• Metto un gradino di corrente

  • Elettrodo e soluzione si caricano - corrente capacitiva
  • Corrente inizia a entrare - corrente resistiva
• Relazione lineare tra corrente e voltaggio

  Relazione ohmica
• Giunzioni cellulari

  • Occludenti (prevengono il passaggio di molecole tra cellula e cellula)
  • Aderenti e desmosomi (permettono alle cellule di aderire le une alle altre)
  • Gap junctions (sono dei canali acquosi che permettono il passaggio diretto di ioni inorganici e piccole molecole idrosolubili da un citoplasma all'altro)
• Diffusione

  • Dispersione di molecole in sospensione o in soluzione da zone a concentrazione più alta ad altre a concentrazione più bassa
  • Dipende dal coefficiente di diffusività, l'area, e la differenza di concentrazione sulla distanza
  • Attraverso una membrana dipende dalla costante di permeabilità e dalla differenza di concentrazione
• Membrane

  Rispondono in modo passivo con una relazione ohmica, sia in polarizzazione che in depolarizzazione, rientrando in certe variazioni
• Potenziale di membrana (Vm)


  Non cambia istantaneamente dopo uno stimolo elettrico ma impiega un certo tempo, dipende dalla capacità e dalle conduttanze passive
• Costante di permeabilità, P

  • Probabilità con cui una molecola di una particolare sostanza attraverserà la membrana
  • P=Dm*Ks/x (Dm=coefficente di diffusione, Ks= coefficiente di ripartizione, x=spessore membrana)
• Tempo caratteristico (tau)

  Ci dice quando la corrente passa da capacitiva a resistiva (è questa che genera potenziale)
• Equilibrio di Donnan

  • Studia le particelle con carica
  • C'è un gradiente elettrico
  • Le cariche si spostano tendendo all'elettroneutralità
  • In un sistema vivente non esiste l'equilibrio ionico, non tutte le cariche passano attraverso la membrana
• Potenziale elettrotonico

  Variazione passiva del potenziale
• Trasporti passivi

  Seguono il gradiente (diffusione semplice, diffusione facilitata, canali ionici)
• Diffusione facilitata

  • I trasportatori catalizzano la traslocazione dei substrati (molecole che si legano alle proteine)
  • Possono essere uniporto, simporto, antiporto
• Potenziali elettrotonici

  • Sono potenziali locali, più si allontanano più la corrente si disperde e la variazione decade con la distanza, si possono sommare tra loro
• Canali ionici


  • Sono esclusivi, le proteine formano dei canali che attraversano la membrana e hanno momenti di chiusura o apertura
  • L'apertura può essere spontanea o regolata da canali specifici
  • Quando è aperto le cariche si spostano seguendo un flusso netto (compromesso tra forza meccanica ed elettrica)
  • Si genera una corrente
  • Sono formati da 4 o 5 subunità (proteine) o da una proteina con 4 domini
  • Ogni proteina è fatta da 6 alfa eliche
  • Interagiscono direttamente con i lipidi di membrana
  • Hanno un poro acquoso, che fa da passaggio o cancello
  • Discriminano gli ioni in base a carica e dimensione
• La relazione lineare voltaggio-corrente è valida solo per variazioni sotto una certa soglia. Nelle cellule eccitabili questa relazione cambia se si supera il potenziale di soglia
• Canali ionici

  • Proteine che formano canali attraverso la membrana con momenti di chiusura o apertura
  • L'apertura può essere spontanea o regolata da canali specifici
  • Quando è aperto le cariche si spostano seguendo un flusso netto (compromesso tra forza meccanica ed elettrica)
  • Si genera una corrente
• Potenziale d'azione


  1. È un evento "tutto o nulla", una volta attivato si sviluppa in tutta la sua ampiezza

  2. La conduttanza cambia, mentre la capacità rimane la stessa

  3. Il potenziale di membrana si inverte di segno e l'eccedenza si avvicina al potenziale di equilibrio del sodio

  4. La fase di ripolarizzazione è rapida e passa per un brevissimo periodo di iperpolarizzazione

  5. Dura 1 ms
• Come discriminano lo ione

  1. Carica

  2. Dimensione
• Nel canale potassio solo il potassio perde tutta l'acqua, e riesce a passare, mentre gli altri no
• Canali voltaggio dipendenti

  Si aprono in seguito a delle depolarizzazioni della membrana
• Canali passivi


  Sono quasi sempre aperti e hanno un comportamento ohmico, la relazione I-V è lineare