Diapositiva 1

1
Studio della cinetica delle correnti di Na e di
K voltaggio-dipendenti
2
Tempo-dipendenza del gating
3
Risolvendo lequazione differenziale del 1o
ordine e applicando la condizione al contorno
, si ottiene
che si può anche scrivere così
oppure così
1/(ab)t rappresenta la costante di tempo
dellattivazione ed è un indice della velocità di
attivazione della particella di gating.
4
Cinetica delle correnti di K del canale Kv
Ig(V-E) g?Po ?I(t)?n(t)(V-E)
Ig(V-E) g?Pon4 ? I(t)?n4(t)(V-E)
1 gate
4 gates
5
Ig(V-EK)
6
Cinetica delle correnti di Na voltaggio-dipendent
i
Vedi esempio di analisi
m(t)
h(t)
m3(t)
m3h
7
Confronto della voltaggio-dipendenza di gK e gNa
allo stato stazionario e della loro
tempo-dipendenza
8
Quesito del giorno  Depolarizzando un neurone dal
potenziale di riposo Vo ad un certo potenziale
Vf10 mV, la probabilita di apertura di una
singola gate di attivazione n del canale del K
varia nel tempo seguendo la seguente relazione
temporale n(t) 0.81- EXP(-t / 1.1) , dove
il tempo t e espresso in ms.  Sapendo che quel
tipo di canale del K ha 4 gates n identiche e
che la conduttanza massima GK e 25 nS 1.
calcolare e mettere in grafico i valori della
conduttanza gK(t) ad intervalli di 1 ms per una
durata totale di 12 ms 2. calcolare il valore di
IK allo stato stazionario (EK -80 mV).
9
n(t) 0.81- EXP(-t / 1.1)
EK-80 mV GK25 mS
gGn4 IK g(V-EK) Gn4(V-EK)
4
n
t(ms)
n
g (nS)
I
(pA)
K
0
0.000
0.000
0.00
0.0
1
0.478
0.052
1.30
117.2
2
0.670
0.202
5.04
453.8
3
0.748
0.313
7.81
703.2
4
0.779
0.368
9.20
828.2
5
0.792
0.392
9.81
883.1
6
0.797
0.403
10.07
905.9
7
0.799
0.407
10.17
915.3
8
0.799
0.408
10.21
919.0
9
0.800
0.409
10.23
920.6
10
0.800
0.409
10.24
921.2
11
0.800
0.410
10.24
921.4
12
0.800
0.410
10.24
921.5
10
Caratterizzazione dei canali

• Voltage clamp
• É necessario clampare lintera cellula
  altrimenti
• Blocco dei canali
• La Tetrodotossina funziona bene per I canali del
  Na
• Il tetraetilammonio funziona bene per I canali Kv
• Applicazione di serie di potenziali
• Si ottiene t, m? se il canale è non-inattivante
• Prepulsi per ottenere la cinetica di inattivazione

11
Canali ionici voltaggio-dipententiformulazione
di HH

• g gmax . mx . hy
• gmax è la conduttanza quando tutti i canali sono
  aperti
• m,h sono le probabilità delle singole gates di
  trovarsi nello stato aperto
• x, y sono il numero di gates
• gNa gNamax.m3h
• gK gKmax.n4

12
Formulazione di HHCanale del Na

• Due processi m e h
• Chiuso Aperto Inattivo
• Se il canale rimane aperto troppo a lungo diventa
  inattivo

bh
am
ah
bm
13
Formulazioni di am, bm vs tm, m?
a

• Chiuso Aperto
• 1-m m
• a, b sono funzioni di V
• a, b ? m? , tm
• Allo stato-stazionario,
• Aperto/Chiuso a/b (costante di equilibrio)
• Ad ogni istante Fraz. aperta aperti/totale
  m(t)
• Allo stato-stazionario
• Aperti/totale m? a / (a b)
• tm 1/(a b)
• am8/tm b(1-m8)/tm

b
Vedi esempio di calcolo di tm
14
Formulazioni di am, bm vs tm, m?
15
Formulazioni di ah, bh vs th, h?
Vedi esempio di calcolo di th
16
Il potenziale dazione
17
Genesi ionica del potenziale dazione
18
La Depolarizzazione è sentita da una piccola
percentuale di canali Na che si aprono e
permettono al Na (cariche ) che entra di
causare unulteriore depolarizzazione della
membrana
19
(No Transcript)
20
ENa 47 mV
Grazie ai canali Na aperti il potenziale di
membrana sta raggiungendo ENa
21
I canali Na rimangono aperti solo per un breve
periodo e a questo punto tendono a
chiudersi (inattivazione)
A questo punto una certa frazione di canali K ha
incominciato ad aprirsi permettendo alle cariche
() di fuoriuscire
22
Tutti i canali Na sono inattivati
I canali K riportano il potenziale di membtana
verso EK, dopo di che alcuni canali K si
chiudono e Vm si stabilizza
23
Caratteristiche generali del potenziale dazione
La soglia
Lo stimolo soglia è lo stimolo depolarizzante di
intensità minima in grado di generare un
potenziale dazione in un neurone
La legge del tutto o nulla
In un neurone un potenziale dazione o è generaro
e si sviluppa in tutta la sua ampiezza, se lo
stimolo raggiunge o supera la soglia, oppure non
è generato affatto, se lampezza dello stimolo è
inferiore alla soglia.
La refrattarietà
Un neurone, una volta generato un potenziale
dazione viene a trovarsi in uno stato di
refrattarietà - periodo di refrattarietà
assoluta nessuno stimolo per quanto intenso è in
grado di genrare un secondo potenziale dazione -
periodo di refrattarietà relativa un secondo
stimolo, a condizione che sia sufficientemente
più intenso di quello soglia, è in grado di
genrare un secondo potenziale dazione
24
Soglia Legge del tutto o nulla Refrattarietà con H
Hsim http//www.cs.cmu.edu/dst/HHsim/