Esercitazione 4 con soluzioni

Page 1

Corso di Biologia e Fisiologia Docente: Prof. Antonio Malgaroli Docente: A.Malgaroli PROBLEM SET set n. 4 (da svolgere per la prossima lezione) 1. L'entità del potenziale d'azione (valore di picco meno il valore del potenziale di riposo) è di circa 100 mV. Calcola la quantità di carica necessaria per ottenere questa modifica di potenziale in 1 cm2 di membrana. Confronta questo valore con il valore sperimentale di 5 pmoli di ioni Na+ che entrano in una cellula per impulso per 1 cm2 e spiega la differenza. SOLUZIONE Immaginando che la membrana abbia solo proprietà capacitive, la quantità di carica necessaria ad ottenere una depolarizzazione di 100mV equivarrebbe a: Q = CV Dove C = C sp · A = 1 µF · cm - 2 · 1 cm 2 = 10 - 6 F. Risolvendo: Q = 10 - 6 F · 10 - 1 V = 10 - 7 C La carica portata da 5 pmol di ioni Na + equivale a: Q tot = N q · q e = ( 5 · 10 - 12 mol · 6.022 × 10 23 mol - 1 ) · 1.6 · 10 - 19 C = 4.8176 · 10 - 7 C Possiamo osservare come questo valore sia circa 5 volte più alto rispetto a quello calcolato precedentemente. Questa differenza è dovuta alla carica dispersa attraverso le conduttanze del K + aperte a riposo (canali leak ). La corrente attraverso questi canali è sempre positiva (uscente) per ogni valore di V m > E K ≈ V rest . Corso di Biologia e Fisiologia Docente: Prof. Antonio Malgaroli Docente: A.Malgaroli 2. Perchè un potenziale d’azione non supera mai il valore di ENa o il valo re di EK? Perchè questi sono i punti di equilibrio nelle relazioni correnti voltaggio complessiv e. 3. Immagina che il gradiente di Na+ si inverta. Ti aspetti di avere dei potenziali d’azione in q uesta condizione ionica? Dipende , ma in generale a patto che Ena+ sia > Vriposo allora il potenziale d ’ azione potrebbe generarsi , il suo picco tenderebbe ad arrivare a Ena+…