Re: Legge di Nernst (fisiologia), perfavore mi aiutate a capirla?

From: Angelo <angelo.martini_at_katamail.com>
Date: Tue, 22 Apr 2008 14:06:25 +0200

"Kucciola" <SEVEN.D_at_jumpy.it> ha scritto nel messaggio
news:tIiPj.19210$o06.8931_at_tornado.fastwebnet.it...


Caso esemplificativo, giusto per capire....
Ai due lati della membrana cellulare ci sono due compartimenti contenenti
soluzioni acquose di NaCl. Fuori la cellula la concentrazione di Na � 10
volte maggiore che dentro la cellula. Ai lati della memebrana non c'� alcuna
ddp. Qundo ci sono differenze di concentrazione e la membrana � permeabile
al soluto in questione, il Na, si insturer� un flusso di sodio proporzionale
(in condizioni stazionarie), a mezzo di K, alla grandezza RTln(Ce/Ci)/x (e=
esterno, i= interno, x=spessore di membrana).
Secondo caso ipotetico.
Le concentrazioni di sodio sono uguali ai due lati della membrana, quindi �
zero la quantit� sopra descritta. Imponiamo una ddp ai capi della membrana.
Si instaurer� un flusso di sodio proporzionale, mediante lo stesso
coefficiente di proporzionalit�, K, del caso precedente (visto che la
membrana � la stessa), a zF(Ve-Vi)/x.
Ora ci domandiamo: se esistono tutte e due le condizioni, differenza di
concentrazione e ddp, il flusso come sar�? La risposta � ovvia, sar�
proporzionale alla somma delle due "forze":


J = K* [RTln(Ce/Ci)/x] + K* [zF(Ve-Vi)/x]

E quando sar� zero? Quando si avr�:

[RTln(Ce/Ci)/x] = - [zF(Ve-Vi)/x]

da cui:

Ve-Vi = E = (RT/zF)*(lnCe/Ci)
che � la legge di Nernst, valida se permea una sola specie.

Essa, se lo vuoi a parole, ti dice due cose:

1) che se applichi una ddp pari ad E (ricorda che in fisiologia la tensione
di membrana � per convenzione uguale a E = Vi-Ve e non il contrario. Inoltre
Ve = 0 per convenzione) ad una membrana che separa due compartimenti a
concentrazione Ce>Ci, produrrai un flusso uguale e contrario a quello
entrante prodotto dalla differenza di concentrazione. Quindi E � la ddp che
annulla il flusso netto di sodio. Per questo si chiama potenziale di
equilibrio.
2) che se applichi -E (allo stesso modo: Vi-Ve), ai capi di una membrana ai
cui lati non vi � differenza di concentrazione, promuovi un flusso verso
l'interno pari a quello che generava la situazione precedente con Ce>Ci.

In genere la tensione non si impone da fuori, ma la genera il flusso stesso
di ioni. All'inizio ddp=0; inizia il flusso entrante di sodio che carica la
membrana, secondo la legge: dV/dt = I/C (la membrana � un condensatore),
Quando Vi-Ve=E, il flusso netto si annulla. Tuttavia le concentrazioni non
cambiano sensibilmente (perci� E rimane tal quale), in quanto la separazione
di cariche necessarie per raggiungere le diverse decine di mV necessarie per
contrastare il flusso dovuto alla differenza di concentrazione, � minima
rispetto al contenuto in ioni della cellula, ed ancor pi� del liquido che la
bagna.

Ma ricorda che questo avviene realmente nelle cellule solo quando la
conduttanza al sodio � >> di tutte le altre. In tutti gli altri casi si ha
un potenziale di diffusione e non di equilibrio, che tende ad annullare i
gradienti di concentrazione (che vengono cos� mantenuti per trasporto attivo
da parte di pompe ioniche).
In genere si modellizza la membrana con un equivalente elettrico, in cui hai
un condensatore in parallelo con una batteria (il pot. di equilibrio) in
serie con una conduttanza, g. La corrente nel singolo canale � allora:
i=g(V-E), con V=Vi-Ve, la tensione ai capi del condensatore: come vedi i=0
se V=E.



Angelo.
Received on Tue Apr 22 2008 - 14:06:25 CEST