Fisiologia della membrana, potenziali bioelettrici e trasmissione del segnale

Flashcard di vocabolario sui principali concetti di trasporto di membrana, potenziali bioelettrici, sinapsi e segnalazione cellulare, utili per ripasso ed esame di fisiologia.

Ambiente intracellulare

Compartimento cellulare con alta concentrazione di K⁺, proteine e bassa di Na⁺, Cl⁻, Ca²⁺.

Ambiente extracellulare

Compartimento fuori dalla cellula ricco di Na⁺, Cl⁻, Ca²⁺ e povero di K⁺.

Equilibrio chimico intra-extracellulare

Distribuzione stabile ma dinamica di ioni e molecole fra interno ed esterno della cellula.

Flusso (f)

Quantità di sostanza che attraversa una superficie nell’unità di tempo (f = n/N·A·Δt).

Driving force

Forza che genera un flusso (pressione, gradiente di concentrazione o potenziale elettrico).

Equazione di Teorell

F = k·X, relazione lineare fra intensità di flusso e forza motrice quando le particelle non interagiscono.

Flusso di massa

Movimento di solvente e soluto dovuto a differenza di pressione (Fm = km·ΔP).

Legge di Poiseuille (km)

km = 4πr⁴/8ηl; costante di proporzionalità del flusso di massa in un condotto cilindrico.

Diffusione (Prima legge di Fick)

Flusso proporzionale al gradiente di concentrazione (Fd = kd·ΔC).

Costante di diffusione (kd)

Parametro inversamente proporzionale alla radice cubica del PM del soluto (relazione di Einstein).

Migrazione in campo elettrico

Flusso di ioni causato da differenza di potenziale (Fe = z·ke·ΔV).

Equazione di Nernst-Planck

Combina diffusione e migrazione elettrica: Fed = zke·ΔV + kd·ΔC.

Coefficiente di permeabilità (P)

Misura della facilità con cui una sostanza attraversa la membrana.

Diffusione semplice

Passaggio diretto attraverso il doppio strato lipidico seguendo il gradiente.

Diffusione non ionica

Attraversamento in forma neutra con ionizzazione all’interno; impedisce il ritorno (es. ammoniaca).

Canale membranale

Proteina integrale che forma un poro per il passaggio selettivo di ioni o acqua.

Diffusione libera nei canali

Particelle piccole rispetto al canale, segue la legge di Fick.

Diffusione ristretta nei canali

Particelle vicine al diametro del canale, interagiscono con pareti; Fick non applicabile.

Filtro di selettività

Regione del canale che discrimina gli ioni in base a carica e raggio (idrato o anidro).

Canali leakage

Canali sempre aperti che dissipano i gradienti elettrochimici.

Canali voltaggio-dipendenti

Si aprono per variazione del potenziale di membrana (es. Na⁺, K⁺, Ca²⁺).

Canali chemio-dipendenti

Si aprono per legame di un ligando (neurotrasmettitore o messaggero intracellulare).

Acquaporine

Canali per l’acqua e piccole molecole, strutturate da motivo NPA.

Saturazione (trasporto mediato)

Flusso raggiunge Fmax quando tutti i siti del carrier sono occupati.

Competizione (carrier)

Molecole simili si contendono lo stesso sito rallentando il trasporto.

Dipendenza termica

Velocità di trasporto aumenta con la temperatura sino a denaturazione.

Uniporto

Trasporto di una sola specie in una direzione.

Simporto

Co-trasporto di due o più specie nella stessa direzione.

Antiporto

Trasporto di due o più specie in direzioni opposte.

Trasporto attivo primario

Movimento contro gradiente che utilizza direttamente ATP (ATPasi).

Pompa Na⁺/K⁺-ATPasi

Espelle 3 Na⁺ e introduce 2 K⁺ per ATP; è elettrogenica.

Pompa H⁺/K⁺-ATPasi

Scambia 4 H⁺ fuori e 4 K⁺ dentro, essenziale in stomaco e reni.

Pompa Ca²⁺-ATPasi (PMCA)

Estrude Ca²⁺ dal citosol al LEC; richiede Mg²⁺ cofattore.

SERCA

Pompa Ca²⁺ del reticolo endoplasmatico che accumula Ca²⁺ nelle cisterne.

ATP-sintasi

Enzima mitocondriale che sintetizza ATP sfruttando il gradiente protonico.

Trasporto attivo secondario

Utilizza l’energia del gradiente di un altro ione (spesso Na⁺).

Co-trasporto Na⁺/glucosio

Simporto che entra 1 glucosio contro gradiente e 2 Na⁺ secondo gradiente.

Co-trasporto Na⁺/amminoacidi

Introduzione di un amminoacido contro gradiente insieme a Na⁺ secondo gradiente.

Co-trasporto Na⁺/H⁺

Scambia Na⁺ in entrata e H⁺ in uscita, regolando il pH cellulare.

Co-trasporto Cl⁻/K⁺

Espulsione di Cl⁻ controgradiente accoppiata a uscita di K⁺ secondo gradiente.

Scambiatore Cl⁻/HCO₃⁻

Antiporto anionico importante in eritrociti e cellule ossintiche.

Reversibilità dei trasporti

I carrier possono invertire direzione se cambiano i gradienti.

Endocitosi

Ingresso di materiale tramite invaginazione di membrana (pinocitosi, fagocitosi).

Esocitosi

Fusione di vescicole con la membrana per rilasciare contenuti; Ca²⁺-dipendente.

Tonicità

Osmolarità relativa di una soluzione rispetto al plasma (iso-, ipo-, ipertonica).

Potenziale di membrana a riposo

Differenza di potenziale (-60/-90 mV) dovuta a distribuzione ionica e permeabilità selettiva.

Equazione di Nernst

Calcola il potenziale di equilibrio di un singolo ione (ΔEₓ).

Equazione di Goldman

Calcola il potenziale di membrana considerando permeabilità di più ioni.

Potenziale graduato

Variazione locale, proporzionale allo stimolo, che si attenua con la distanza.

Potenziale d’azione

Depolarizzazione rapida, tutto-o-nulla, propagata lungo la membrana.

Soglia

Livello di depolarizzazione minimo per innescare un potenziale d’azione.

Refrattarietà assoluta

Periodo in cui un secondo potenziale d’azione è impossibile (canali Na⁺ inattivi).

Refrattarietà relativa

Periodo in cui serve uno stimolo più forte per generare un nuovo PA.

Nodi di Ranvier

Interruzioni della mielina ricche di canali Na⁺; sede della conduzione saltatoria.

Conduzione saltatoria

Propagazione del PA saltando da un nodo all’altro aumentandone la velocità.

Sinapsi chimica

Giunzione che usa neurotrasmettitori; unidirezionale e lenta.

Sinapsi elettrica

Giunzione con gap junctions (connessoni); veloce e bidirezionale.

Neurotrasmettitore

Molecola rilasciata nella fessura sinaptica che modula i recettori postsinaptici.

Potenziale post-sinaptico

Potenziale graduato generato in risposta al legame NT-recettore (EPSP o IPSP).

Acetilcolinesterasi

Enzima che idrolizza l’acetilcolina terminandone l’azione sinaptica.

Connessoni

Proteine esagoniche che formano canali intercellulari nelle sinapsi elettriche.

Placca motrice

Zona specializzata della fibra muscolare dove arriva l’assone motore.

Canali funny (f)

Canali misti Na⁺/K⁺/Ca²⁺ che depolarizzano lentamente le cellule pacemaker.

Potenziale pacemaker

Depolarizzazione spontanea ciclica che innesca il battito cardiaco.

Protein-chinasi A (PKA)

Enzima attivato da cAMP che fosforila proteine bersaglio.

DAG (diacilglicerolo)

Secondo messaggero lipidico che attiva protein-chinasi C.

IP₃ (inositolo-trisfosfato)

Secondo messaggero che libera Ca²⁺ dal reticolo endoplasmatico.

Recettori accoppiati a proteina G

Recettori di membrana che attivano proteine G trimeriche e vie di segnale.

Adenilato ciclasi

Enzima amplificatore che converte ATP in cAMP.

Fosfolipasi C

Enzima che scinde PIP₂ in DAG e IP₃.

Recettori enzimatici (tirosina-chinasi)

Recettori con attività catalitica intracellulare che fosforilano substrati.

Integrine

Recettori che collegano matrice extracellulare e citoscheletro, modulando enzimi.

Sistema nervoso centrale

Insieme di encefalo e midollo spinale.

Sistema nervoso periferico

Nervi e recettori che collegano il SNC al resto del corpo.

Vie afferenti

Fibre sensoriali che portano informazioni dalla periferia al SNC.

Vie efferenti

Fibre che portano comandi dal SNC agli effettori (muscoli, ghiandole).

Motoneurone somatico

Neurone efferente che controlla la muscolatura scheletrica.

Sistema nervoso autonomo

Parte efferente involontaria che regola funzioni viscerali (simpatico e parasimpatico).