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biohope990
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 Inserito il - 16 luglio 2015 : 15:15:16
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Salve a tutti!Qualcuno saprebbe spiegarmi perchè la componente capacitativa della corrente transmembranaria si carica per prima rispetto a quella resistiva,registrando una corrente con il metodo del voltage clamp? Possibile che la componente capacitativa si carichi prima perchè è quella più esterna?C'è qualcuno che potrebbe spiegarmelo in maniera semplice seppur andando nel dettaglio?Grazie!
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Proteus
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 Inserito il - 17 luglio 2015 : 10:50:50
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Ciao, provo a rispondere alla tua domanda.
In pratica come tu saprai da un punto di vista circuitale la membrana plasmatica è equivalente a un condensatore (caratterizzato dalla capacita di membrana Cm) e una resistenza (Rm rappresentata dai canali di membrana) posti tra loro in parallelo.
Ora immaginiamo di applicare ai capi di questo circuito un polso di corrente a gradino di ampiezza I. Dalla prima legge di Kirchoff abbiamo che la corrente entrante in un nodo è pari alla somma delle correnti uscenti; in questo caso abbiamo allora che I=Ic+Ir (c è la componente del condensatore e r è la componente dei canali ionici)
Nel momento in cui si chiude il circuito (e quindi applichiamo la ddp (differenza di potenziale)) abbiamo che tutta la corrente I fluisce verso il condensatore (quindi I=Ic) in quanto, inizialmente Ir=0 (cioè proprio come dicevi tu), ma questo perchè? semplicemente perchè il potenziale ai capi della resistenza è pari a zero (ciò perchè le armature del condensatore devono iniziare a caricarsi).
Man mano che il condensatore si carica, cioè cariche + e - si accumulano sui due versanti, il potenziale che si istaura tra le armature del condensatore risulterà progressivamente maggiore e la componente Ir comincia a comparire (c'è questa dipendenza perchè condensatore e resistenza sono in parallelo).
Quando il condensatore sarà completamente carico, allora tutta la corrente fluirà attraverso la resistenza e avremo I=Ir. |
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biohope990
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Inserito il - 17 luglio 2015 : 14:05:54
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Gentilissimo utente Proteus,ti ringrazio tanto per la tua spiegazione chiara,semplice ed esaustiva.Avevo bisogno proprio di qualcuno che mi spiegasse quello che avevo supposto con terminologia più consona alla materia.In pratica la cm si carica per prima perchè,in un certo senso,è come se fosse la parte più esterna(quella che viene prima considerato che cm ed rm sono disposte sono in parallelo) del circuito/membrana, che necessita quindi di caricarsi( e quindi instaurare una ddp) in modo tale poter caricare anche la parte più interna(alias quella che viene dopo all'interno del circuito) ovvero la componente resistiva.Così è più o meno giusto?Spero di essermi fatta capire.:) Grazie ancora!
P.s. : Perdona i tra parentesi fin troppo lunghi. |
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Proteus
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34 Messaggi |
Inserito il - 17 luglio 2015 : 15:29:02
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Più o meno si ma c'è qualche imprecisione :)
Dunque la membrana cellulare è la prima a caricarsi non perchè è la parte più esterna (infatti i canali ionici sono inseriti nella membrana e quindi sono a contatto sia con il lato esterno della membrana sia con quello interno) ma per la sua stessa natura paragonabile in termini fisici ad un condensatore (infatti il bilayer fosfolipidico ha una natura polare nelle parti esposte all'ambiente extracellulare e al citoplasma e una apolare, cioè le code lipidiche, nella parte centrale); le parti polari sono le due armature del condensatore, fisicamente parlando, mentre la parte centrale è il dielettrico isolante.
Ma cosa significa che si carica prima per la sua natura? Significa che in una prima fase, all'arrivo della corrente, le cariche si dispongono prima sulla superficie delle armature, che sono di natura polare, caricando il condensatore, in modo da iniziare a creare una ddp sulla membrana (è l'unica cosa che possono fare perchè senza ddp non possono passare attraverso i canali ionici).
Appena si crea una minima ddp, la corrente inizia a passare attraverso i canali ionici; in questa seconda fase (rappresentata nel grafico 1 dalla curva che sale) la corrente sta continuando a caricare la membrana e contemporaneamente passa sempre di più attraverso i canali ionici (resistenze)
Nell'ultima fase, la membrana è completamente carica e quindi la corrente passa tutta attraverso i canali ionici.
Questo è importante perchè se non ci fosse questo fenomeno della capacità di membrana, dovrei avere che quando applico una corrente I (grafico 2) il potenziale di membrana Vm dovrebbe seguire la linea tratteggiata (cioè dovrebbe corrispondere simmetricamente all'applicazione della corrente). Invece nella realtà, la capacità di membrana mi determina un ritardo del raggiungimento del Vm sia quando immetto la corrente, sia quando la tolgo (perchè quando la tolgo il condensatore non si scarica nell'immediato).
Chiedi pure se hai qualche dubbio, ciao! :)
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biohope990
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Inserito il - 17 luglio 2015 : 20:09:45
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Gentile Proteus,ora la spiegazione è stata ancora più chiara.Mi resta un ultimo dubbio in merito ad un altro argomento : l'inattivazione dei canali del sodio.Purtroppo non riesco proprio a capire lo studio che fu fatto applicando i due gradini di corrente ( quello condizionante e poi quello test).Ad un certo punto il libro comincia a parlare di Ipeak ed Imax, e francamente non riesco a comprendere molto bene l'argomento.Premesso che un canale per il sodio è provvisto di almeno due porte o gate,delle quali una e quella veloce e l'altra è quella lenta.Dato che alla depolarizzazione la porta veloce si apre e quella lenta si chiude,è ipotizzabile che all'iperpolarizzazione quella lenta si apra e quella veloce si chiuda.Fin qui ho detto giusto? In ogni caso ho provato a fare delle foto al paragrafo diviso tra le prime 3 foto più il grafico che è l'ultima foto.Spero tu possa essermi d'aiuto ancora una volta.
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Proteus
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34 Messaggi |
Inserito il - 18 luglio 2015 : 07:18:32
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Dunque, quello che dici sul funzionamento del canale del Na+ è giusto e cioè: al potenziale di riposo i gates di attivazione del canale sono chiusi mentre quello di inattivazione è aperto. Quando la membrana è depolarizzata fino al valore soglia, i gates di attivazione si aprono e il canale diventa permeabile allo ione. Con l'incremento della depolarizzazione il gate di inattivazione si chiude e il canale non è più permeabile. Durante la ripolarizzazione il gate di inattivazione si apre e i gates di attivazione si chiudono portando il canale alla configurazione iniziale.
Per quanto riguarda la seconda domanda, purtroppo non ho una conoscenza così specifica della tecnica patch clamp ma comunque ti posso dire che è servita anche per studiare il funzionamento dei canali a vari stati di polarizzazione della membrana.
Forse con questo grafico si può capire il senso del discorso di quel paragrafo.
In pratica la linea blu definita con la lettera m indica la probabilità che un gate di attivazione sia nella configurazione aperta . Detto ciò abbiamo che per voltaggio di membrana vicino allo 0 o superiore (i voltaggi sono sulle ascisse), m tende a 1, cioè alla probabilità massima che il gate di attivazione sia aperto , e viceversa quando invece il voltaggio è vicino a quello della membrana a riposo (infatti in questo caso m è vicino allo 0, asse delle ordinate)
Ora si può fare lo stesso ragionamento con i gate di inattivazione; h è infatti la probabilità che questo sia in configurazione aperta. In questo caso, per un voltaggio simile a quello della membrana a riposo h tende a 1 e la probabilità di trovarlo aperto è elevata e viceversa quando invece V è uguale a 0.
Con la tecnica del patch clamp posso disegnare con precisione queste curve perchè porto il potenziale di membrana ai valori che desidero.
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biohope990
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12 Messaggi |
Inserito il - 18 luglio 2015 : 18:43:43
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| Proteus,grazie ancora di tutto!Non potevo trovare spiegazione migliore. |
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Componente capacitativa nel voltage clamp
