Biomedical Engineering - Biologia e Fisiologia

Esercitazione 5 con soluzioni

Divided by topic

Corso di Biologia e Fisiologia Docente: Prof. Antonio Malgaroli Docente: A.Malgaroli PROBLEM SET set n. 5 (da portare in classe stampato per la prossima lezione insieme all’homework n. 4) Studente ________________________________________ 1. I miniature end plate potential o mini (V/F) a. Sono eventi indipendenti SI b. Sono eventi dipendenti NO c. Hanno una forma ed una ampiezza simile a quelle dei potenziali evocati NO d. Ogni tanto il meccanismo di generazione dei mini fallisce e quindi si hanno le “failures” NO e. La quantita di trasmettitore che li produce o quanto e’ costante NO f. La loro frequenza aumenta se si depolarizza il terminale presinaptico SI g. Hanno una forma ed una ampiezza simile a quelle dei potenziali d’azione NO 2. A seguito di una stimolazione, un terminale presinaptico fonde una sua vescicola sinaptica contenente glutammato. Questo neurotrasmettitore liberato riesce a saturare tutti i 20 recettori postsinaptici per il glutammato di tipo AMPA presenti. Questi hanno una conduttanza unitaria di 10pS (conduttanza del singolo canale). Se si assume un potenziale di inversione di 0 mV per i canali AMPA, una resistenza totale della membrana cellulare di 500MOhms e una capacità della membrana cellulare di 25 pF, qual’è : a. la dimensione massima dell'EPSP che si puo’ raggiungere se il neurone postsinaptico ha un potenziale di membrana a riposo di -70mV? b. la dimensione massima dell'EPSP che si puo’ raggiungere se la membrana postsinaptica è già parzialmente depolarizzata a -50mV? c. la dimensione massima dell'EPSP che si puo’ raggiungere se la membrana postsinaptica è depolarizzata a 0mV? RISPOSTA 2a. Trascurando le cinetiche di apertura dei canali, la carica del RC di membrana seguirà la seguente dinamica (poniamo che il condensatore sia inizialmente scarico): Corso di Biologia e Fisiologia Docente: Prof. Antonio Malgaroli Docente: A.Malgaroli VEPSP(t) = IAMPA · R (1 – e-t/RC) Il massimo valore di EPSP si otterrà quando tutta la corrente di canale scorrerà attraverso la resistenza di membrana e zero corrente passerà attraverso la capacità di membrana (dVm/dt = 0): IAMPA = IR + IC = IR In altre parole, quando il condensatore sarà totalmente carico (t → ∞ ): VEPSP = IAMPA· R La corrente iniziale attraverso i canali AMPA aperti sarà data da: IAMPA = N · GAMPA · (Vm – EAMPA) = 200 pS · (Vm – 0) Con Vm = -70 mV avremo: IAMPA = 200 pS · (- 0.07 V) = -14 pA (corrente entrante) VEPSP = 14 pA · 500 MΩ = 14 · 1012 · 500 · 106 [V] = 7 mV 2b. Con Vm = -50 mV avremo: IAMPA = 200 pS · (- 0.05 V) = -10 pA (corrente entrante) VEPSP = 10 pA · 500 MΩ = 5 mV 2c. Con Vm = 0 mV, avremo IAMPA = 0 e VEPSP = 0.