Re: Legge di Nernst, perfavore mi aiutate a capire questi dubbi?

From: Angelo <angelo.martini_at_katamail.com>
Date: Thu, 24 Apr 2008 14:38:47 +0200

"Kucciola" <SEVEN.D_at_jumpy.it> ha scritto nel messaggio
news:xknPj.19616$o06.14572_at_tornado.fastwebnet.it...

> 1)Con l'equazione di Nernst posso calcolarmi la differenza di potenziale
> all'equilibrio di uno ione giusto o sbaglio?
Ti calcoli il potenziale di equilibrio per quello ione, ossia lo specifico
valore del potenziale di membrana (nell'ipotesi che questa sia permeabile
alla sola specie ionica in questione) che controbilancia esattamente il
flusso promosso dalla differenza di concentrazione. In alternativa, puoi
considerarlo (preso con segno opposto) come il potenziale di membrana che
gatantirebbe lo stesso flusso, nella stessa direzione, promosso dalla
differenza di concentrazione, qualora la differenza di concentrazione fosse
nulla. Ossia, puoi esprimere la "forza" motrice chimica in termini
elettrici, e viceversa.

> 2)Se per esempio la DDP all'eq. di K+ � -80mV, come interpreto il
> risultato?
In uno dei due modi detti.
1) Se la membrana � permeabile al solo potassio e non ha, inizialmente,
alcuna ddp ai suoi capi, questo uscir� dalla cellula per via del solo
gradiente di concentrazione. Il flusso netto di cariche positive uscenti,
negativizza l'interno della cellula, creando una ddp (interno-esterno)
negativa, che cresce sempre pi�, ostacolando l'ulteriore fuoriuscita di
potassio. Quando la ddp raggiunge il valore Vinterno-Vesterno=-80mV, il
flusso uscente sar� perfettamente controbilanciato dalla ddp, e al netto
avrai un flusso nullo.
In altre parole il gradiente elettrochimico � zero, perch� il gradiente
chimico (dovuto alla concentrazione e alla pressione, che in genere �
trascurabile per i soluti) e quello elettrico, sono uguali e contrari.
2) se il risultato dell'equazione di Nernst lo consideri come
Vesterno-Vinterno, allora stai esprimento in termini di gradiente elettrico,
il gradiente chimico dovuto alla differente concentrazione.

> Significa che il K+ raggiunge l'equilibrio quando la differenza di
> potenziale data dalla sua distribuzione tra l'interno e l'esterno della
> cellula arriva a -80mV?
Con du eprecisazione:
1) raggiungere l'equilibrio significa che il flusso netto � nullo
2) -80mV devi prenderli come Vinterno-Vesterno e non viceversa. Per
convenzione si pone uguale a zero Vesterno, cos� che Vinterno =-80mV

> Il risultato -80mV sta ad indicare che, se fosse solo K+ a diffondere,
> quando questo raggiunge l'equilibrio, l'interno della cellula diventa pi�
> negativo?
Esatto. Di quanto pi� negativo (in termini di potenziale elettrico)? Con
Nernst puoi quantificarlo. nel caso in oggetto, proprio di 80mV (pi�
negativo dell'esterno di 80 mV significa -80mV visto che poni Vesterno=0).

> 3)Per sapere se K+ entra o esce devo considerare il potenziale di membrana
> a riposo, mettiamo che sia -90mV.
No. Per sapere se K enta o esce, devi considerare quella che in
elettrofisiologia si chiama legge di Ohm modificata:
i=g(Vm-E)
dove g � la conduttanza allo ione specifico, sempre positiva (e non � detto
che debba essere l'unica non nulla), Vm � la differenza di potenziale
elettrico tra interno ed esterno, Vi-Ve; E � il risultato dell'equazione di
Nernst.
Vista la convenzione di prendere la ddp come Vi-Ve, avrai che la corrente di
cationi uscente � positiva, mentre quella entrante � negativa. Il contrario
per gli anioni. Per il potassio, ad esempio:
-quando Vm � a riposto, -65mV: i=g*[-65-(-80)]=g*15, corrente uscente
-quando Vm diventa pi� negativo i si riduce e diventa zero quando Vm=E:
i=g*[-80-(-80)]=g*0 = 0
-se ora vogliamo far entrare il potassio, proprio come fa il sodio in
condizioni di riposo, dobbiamo rendere negativo il termine in parentesi,
rendendo Vm pi� negativa di -80mV: i=g*[-95-(-80)]=g*-15, corrente entrante.
Per il sodio, ad esempio. E = +55. A risposo, quindi:
i=g*[-65-(+55)]=g*-120, corrente entrante.


> Perch� se il potenziale di membrana � minore del potenziale di equilibrio
> del singolo ione, allora lo ione tende ad entrare?
Non � vero, vedi sopra. Ricorda che quando parli di minore o maggiore devi
tener conto del segno: -80 � maggiore di -100!
Il senso della corrente, entrante o uscente, dipende da due forze "motrici"
in gioco: quella chimica e quella elettrica (queste "forze" puoi riferirle
all'unit� di carica elettrica o ad una mole di cariche elettriche, non
importa). Riferita all'unit� di carica elettrica, questa "forza" netta �
proprio Vm-E: Vm � la forza motrice elettrica ed E esprime quella chimica in
termini elettrici: se Vm-E � negativo, la corrente � entrante.
Nota che la corrente � nulla (flusso netto nullo) in due casi: quando Vm ed
E sono entrambi nulli, o quando sono uguali ed opposti. Rifletti
sull'equivalente fisico delle due situazioni.


> Spero possiate aiutarmi
Ti consiglio di comprare questo piccolissimo e chiarissimo testo:
Monticelli-Esposito - Fenomeni di trasporto ed elettrici in membrane
biologiche - Ed. Edi-Ermes
Se vuoi approfondirte, in ordine:
Kandell - Principi di Neuroscienze, prima parte pi� appendice su teoria dei
circuiti
Hille - Ionic Channels

Angelo
Received on Thu Apr 24 2008 - 14:38:47 CEST