Propagazione potenziale d'azione

Il potenziale d’azione si propaga a grandi distanze senza decrementopermettendo la conduzione dell’informazione nervosa.Soprasoglia

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 apronoNa+ entra nell’assoneZona di innescoLa zona di innesco è interessatada 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 zonaattiva si spostano verso la zona vicina,ancora a riposo generando un flusso dicorrente locale

RegionerefrattariaRegioneattivaRegioneinattivaLa zona di innesco è in periodorefrattario. I canali al K+ si sonoaperti e i canali al Na+ sono inattivati.L’uscita di K+, ripolarizza lamembrana.Il flusso di corrente localedetermina la depolarizzazionedelle parti più distali dell’assone

Meccanismo di propagazione del potenziale d’azioneLa velocità di propagazione del potenziale d’azionedipende in modo sostanziale dalla costante di spazio ().Nelle fibre amieliniche la velocità è proporzionale ad = diametro della fibraMaggior diametro maggiore velocità di conduzione del potenzialed’azionedLa velocità di propagazione del potenziale d’azione èinfluenzata da:• Proprietà passive della membrana• Diametro degli assoni

Il tempo necessario perché la depolarizzazione si propaghi lungol’assone è funzione della resistenza assiale (r a ) e della sua capacità (C m )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 r a minore corrente (i) chepassa nel tratto di membranaadiacente. E’ necessario più tempoper depolarizzare la membrana.Maggiore C m 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 distanzaCmIl segnale subisce distorsioni.Corrente applicataCorrente capacitivaCorrente trasmessa

La velocità con cui la depolarizzazione si propaga durante laconduzione del potenziale d’azione, è inversamenteproporzionale a r a · C mv ~ 1/r a C mPer aumentare la velocità di propagazione si può:‣Aumentare il diametro assiale della fibra nervosa‣ Diminuire la capacità della membrana

Aumento del diametro assiale della fibra nervosaL’effetto globale di un aumento del diametro della fibranervosa è quello di diminuire r a · C m perché: r a diminuisce con il quadrato del diametro C m aumenta solo in proporzione diretta con l’aumento deldiametroMielinizzazione della fibra nervosaIl processo equivale ad aumentare di 100 volte lo spessoredella membrana assonale.La C di un condensatore come la membrana è inversamenteprporzionale allo spessore dell’isolante, la mielinizzazionefa diminuire C m e quindi anche r a · C mIl processo di mielinizzazione determina una diminuzione dir a · C m maggiorerispettoadunaumentougualedeldiametro.Fibre mieliniche conducono ad una velocità molto maggiorerispetto alle amieliniche di pari diametro.

CorpocellulareNodo diRanvierCellula diSchwannMielinaAssone

La velocità di propagazione dipende dalnumero di nodi che il p. a. deve saltareLe fibre con diametromaggiore presentano unnumero minore di nodi.Conducono perciò piùrapidamente.Per le fibre di tipo A, valelaseguenteapprossimazione :V (m/sec) = 6 d (m)

Nodi di RanvierNodo diRanvierGuainamielinicaDepolarizzazione

Perdita dicorrenteConduzionelentaPerdita dicorrenteConduzionelentaLa velocità di conduzionediminuisce nei casi didegenerazione dellaguaina mielinica

Il potenziale d’azioneviene generato in unazona specifica delneurone, detta zonatrigger.I potenziali, a monte diquesta zona, sipropagano secondo ilmodello dellaconduzione assonalepassiva (condecremento).

Le varie regioni del neurone sono provviste didifferenti tipi di canali voltaggio-dipendenti• Dendriti: canali per K + ,Ca 2+ e a volte Na +• Zona d’innesco: altadensità di canali per Na +• Assone: bassa densità dicanali per Na + e K +• Terminazioni: canali perCa 2+