Question 1

Cosa innesca la fase di depolarizzazione di un potenziale d'azione?

Accepted Answer

Un potenziale graduato o stimolo causa la depolarizzazione della membrana dell'assone sopra la soglia, attivando l'apertura rapida dei canali del sodio dipendenti dalla tensione. Gli ioni sodio affluiscono nella cellula, aumentando il potenziale di membrana fino a un picco di +30 mV. Questo ciclo di feedback positivo guida l'apertura ulteriore dei canali del sodio fino all'inattivazione dei canali.

Question 2

Perché il potenziale di membrana diventa più negativo durante la repolarizzazione?

Accepted Answer

Durante la ripolarizzazione, i canali del potassio dipendenti dalla tensione si aprono completamente, permettendo agli ioni di potassio di uscire la cella. Questo deflusso di ioni caricati positivamente diminuisce il potenziale di membrana, riportandolo verso il livello di riposo di circa -70 mV. I canali del sodio si sono già inattivati, prevenendo un ulteriore afflusso di sodio.

Question 3

Quali sono le cause dell'iperpolarizzazione e perché si verifica?

Accepted Answer

L'iperpolarizzazione si verifica perché i canali del potassio si chiudono leggermente in ritardo dopo che il potenziale di membrana ritorna al livello di riposo. Gli ioni di potassio continuano a uscire dalla cellula brevemente, facendo sì che il potenziale di membrana scenda sotto i -70 mV fino a circa -80 mV. La pompa sodio-potassio ATPasi ripristina poi il potenziale di membrana a riposo.

Question 4

Qual è il periodo refrattario e qual è la sua importanza funzionale?

Accepted Answer

Il periodo refrattario è un breve periodo di tempo dopo un potenziale d'azione durante il quale l'assone non può avviare un altro potenziale d'azione. Assicura un flusso unidirezionale degli impulsi nervosi lungo l'assone e impedisce ai neuroni di attivarsi continuamente. Il periodo refrattario assoluto impedisce qualsiasi nuovo potenziale d'azione, mentre il periodo refrattario relativo richiede uno stimolo più forte del normale.

Question 5

Come differiscono i canali del sodio e del potassio dipendenti dalla tensione nel loro tempismo durante un potenziale d'azione?

Accepted Answer

I canali del sodio voltaggio-dipendenti si aprono rapidamente alla soglia, consentendo un rapido afflusso di sodio durante la depolarizzazione. Poi si inattivano poco dopo, arrestando l'ingresso di sodio. I canali del potassio voltaggio-dipendenti si aprono più lentamente in risposta alla depolarizzazione della membrana e si chiudono con un leggero ritardo, prolungando l'efflusso di potassio nella fase di iperpolarizzazione.

Question 6

Che ruolo svolge la pompa sodio-potassio ATPase nel ciclo del potenziale d'azione?

Accepted Answer

La pompa sodio-potassio ATPase ripristina il potenziale di membrana a riposo dopo l'iperpolarizzazione trasportando attivamente gli ioni sodio fuori dalla cellula e gli ioni potassio nella cellula. Questo mantiene i gradienti di concentrazione ionica necessari per ripetuti potenziali d'azione e assicura che il neurone possa rispondere a stimoli successivi.

Question 7

Come fa la sequenza di apertura e chiusura dei canali ionici a consentire la propagazione unidirezionale del segnale?

Accepted Answer

Il periodo refrattario impedisce la propagazione all'indietro del potenziale d'azione lungo l'assone. Mentre la depolarizzazione si muove in avanti, la regione dietro entra nel periodo refrattario e non può attivarsi di nuovo. Questa limitazione direzionale, combinata con l'apertura e la chiusura coordinate dei canali del sodio e del potassio, garantisce che i potenziali d'azione si propaghino in una direzione lungo il neurone.

Potenziale d'azione: fasi di stimolazione

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