POTENZIALE DI AZIONE

Il potenziale di azione è una variazione rapida del

potenziale di memebrana, seguita da un ritorno al valore

di riposo.

Ogni variazione del potenziale di membrana dal suo valore

di riposo è utilizzabile come

SEGNALE ELETTRICO

nella trasmissione di informazioni

Le cellule eccitabili:cellule nervose cellule muscolari

Nelle cellule nervose i POTENZIALI DI AZIONE hanno la funzione di trasmettere i segnali lungo l’assone della cellula nervosa.

Nelle cellule muscolari i POTENZIALI DI AZIONE hanno la funzione di innescare il processo della contrazione.

Ogni segnale ha inizio con una rapida variazione dal normale valore negativo

al valore positivo, per poi tornare rapidamente al precdente stato

Ampiezza e forma del potenziale d’azione possono variare al variare del tessuto eccitabile

Caratteristiche del potenziale di azione

• Il PA è un fenomeno transitorio che insorge e si estingue in breve tempo (1 msec)

• In tutti i PA sono presenti due fasi: la fase di DEPOLARIZZAZIONE e la fase di RIPOLARIZZAZIONE

• Il PA insorge solo quando la membrana, ad opera di uno stimolo, viene depolarizzata fino ad un livello critico che definisce la SOGLIA del potenziale di azione

• Una volta che il PA è innescato assume un’ampiezza ed un decorso che sono indipendenti dai caratteri dello stimolo che lo hanno evocato: legge del TUTTO o NULLA

• Se dopo un primo stimolo viene applicato un secondo stimolo di uguale intensità, per un certo periodo di tempo la cellula non è in grado di generare un secondo PA: Periodo di REFRATTARIETA’

Depolarizzazione Ripolarizzazione

Iperpolarizzazione

FASI

SOGLIA

TUTTO O NULLA

MECCANISMO IONICO DEL POTENZIALE DI AZIONE

I canali responsabili dei processi di depolarizzazione e ripolarizzazione della membrana sono:

• i canali del sodio voltaggio-dipendenti (depolarizzazione)

•i canali del potassio voltaggio-dipendenti (ripolarizzazione)

Tre distinte condizioni del canale del sodio voltaggio dipendente

Canale del sodio voltaggio dipendente

Bloccato da Tetrodotossina

TTX

Canale del potassioo voltaggio dipendente

Bloccato da Tetraetilammonio+

TEA+

PERIODI REFRATTARI

ACCOMODAZIONE

CONDUZIONE DEL POTENZIALE DI AZIONE

Il PA tende per sua natura a PROPAGARSI, vale a dire tende naturalmente a spostarsi dalla

regione di membrana dove viene generato alle aree limitrofe, alle quali si trasmette in forma del

tutto identica a se stesso, come un’onda di ampiezza costante.

Costante di spazio

La costante di spazio è la distanza alla quale la variazione di potenziale raggiunge il 37% del suo valore massimo (1/e)

Il potenziale di azione si propaga senza decremento in quanto si rigenera

Quando le zone di membrana adiacenti alla zona depolarizzata raggiungono la soglia, anch’esse generano il potenziale di azione.

Pertanto il potenziale di azione può propagarsi per lunghe distanze mantenendo la stessa forma e la stessa ampiezza

Velocità di conduzione

Effetto del calibro

Rin

Rm

Rm

Rin

Il trasporto del segnale lungo la fibra è più efficiente quanto più è alto il rapporto

Effetto della mielinizzazione

Rm

Rin

La guaina mielinica aumenta Rm

Conduzione saltatoria

Vantaggi:1) La velocità della conduzione aumenta da

5 a 50 volte 2) Risparmio energetico, la quantità di ioni

che attraversano la membrana è uncentinaio di volte inferiore

La velocità di conduzione delle fibre nervose varia:

0,5 metri al secondo nelle più piccole fibre amieliniche

100-120 metri al secondo nelle più grosse fibre mieliniche.

Le fibre più grosse hanno diametro di 20 mm e conducono il PA con velocità pari a 120 m/sec