Modello Elettrico Neurone PDF

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MODELLO ELETTRICO NEURONE Le proprietà elettriche passive sono costanti e non cambiano mai nel corso della trasmissione dei segnali. Esse sono: la resistenza della membrana, la capacità della membrana e la resistenza assiale intracellulare dell’assone e dei dendriti. Le proprietà passive della cellula influenzano le correnti attive che entrano od escono dalla cellula (ad es. modificano l’andamento temporale e l’ampiezza dei potenziali sinaptici). La resistenza di membrana La relazione tra corrente e voltaggio permette di valutare la resistenza, ovvero la resistenza d’ingresso del neurone R. Secondo la legge di Ohm (V=IxR) tra DUE NEURONI quello che possiede una resistenza più elevata andrà incontro a una variazione maggiore del potenziale di membrana Il neurone però mostra altre proprietà, infatti, tende a comportarsi come un semplice conduttore di resistenza in un ambito limitato di voltaggio. Man mano che il potenziale di membrana diventa sempre più positivo fino ad arrivare al valore soglia, il neurone darà origine ad un potenziale di azione. Perciò al di sopra del valore soglia il neurone non si comporterà più come un semplice resistore per via dei suoi canali voltaggio dipendenti. La resistenza dipende sia dalla densità e conduttanza dei canali passivi e sia dalle dimensioni del neurone. Quanto più grande è il neurone, tanto più estesa sarà la sua superficie e tanto più bassa la sua resistenza d’ingresso in quanto maggiore sarà il numero dei canali attraverso i quali potranno passare gli ioni. La capacità di membrana Una resistenza risponde ad un impulso di corrente a gradino con una variazione a gradino. Il neurone presenta una variazione del voltaggio che ha un andamento più lento della variazione a gradino della corrente. Questa proprietà della membrana è dovuta alla capacitàVARIAZIONE VOLTAGGIO PIU LENTA ! L’entità della capacità di membrana (C) è legata al tempo necessario ad accumulare una certa carica (Q) sulle sue superfici. Maggiore è C, minore è la variazione del voltaggio della membrana nel tempo. Infatti, il voltaggio esistente ai capi di un condensatore è proporzionale a Q. (V=Q/C). Quanto maggiore è l’area tanto maggiore sarà il numero delle cariche che vi potranno essere accumulate ad ogni potenziale dato. Dopo un certo tempo il voltaggio tende a diventare costante, in quanto la membrana del neurone ha sia le proprietà capacitative ma anche quella di una resistenza. Infatti, la corrente che scorre attraverso la membrana (Im = Ii + Ic) dipende da “Ii” ovvero la corrente ionica, determinata dal flusso di ioni attraverso i canali ionici (quindi la resistenza R). e da “Ic” ovvero la corrente capacitiva, generata dalla variazione di carica sulla capacità di membrana. Resistenza assiale L’ampiezza di un potenziale elettrotonico sotto soglia che è condotto lungo i dendriti o l’assone decresce progressivamente con la distanza dal suo luogo d’origine. Quanto più lungo è il segmento citoplasmatico tanto maggiore sarà la resistenza in quanto maggiore sarà il numero delle collisioni che gli ioni faranno lungo il cammino. Al contrario la resistenza sarà più bassa quanto più largo è il diametro della sua massa citoplasmatica. La resistenza assiale (r) dipende sia dalla sua resistività al citoplasma che dal suo raggio. La costante di spazio rappresenta la distanza alla quale il potenziale è diminuito a 1/e (37%) dal suo valore iniziale e sarà tanto maggiore quanto migliore sarà l’isolamento della membrana (quanto più elevato sarà rm) e quanto migliore la conducibilità del volume di citoplasma (cioè quanto più basso sarà rx). Il che

equivale a dire che tanto più è maggiore la costante di spazio, più lungo sarà il tratto lungo il quale potrà essere propagata la corrente prima di venire dissipata. L’efficienza di questo processo ha una conseguenza importanteesercita un’influenza sui processi di sommazione spaziale che è il processo mediante il quale i potenziali sinaptici vengono integrati nella zona d’innesco. Il potenziale di azione che si propaga molto rapidamente lungo i tratti mielinici, per via della loro bassa capacità, rallenta nei tratti di membrana nuda a causa della capacità elevata. Di conseguenza un potenziale di azione sembra saltare rapidamente da un nodo all’altro e viene anche detta conduzione saltatoria....