COS'È L'ECCITABILITÀ CELLULARE? - BIOLOGIA - 2025

L' eccitabilità è una proprietà delle cellule che consente loro di rispondere alla stimolazione mediante rapidi cambiamenti nel potenziale di membrana. Questi sono prodotti dal flusso di ioni attraverso la membrana plasmatica.

Il termine "eccitabilità cellulare" è comunemente associato alle cellule che compongono il sistema nervoso, chiamate neuroni. Tuttavia, ci sono prove recenti che mostrano l'eccitabilità negli astrociti, grazie ai cambiamenti nel citosol in termini di concentrazioni di ioni calcio.

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Grazie al trasporto attivo e alla permeabilità delle membrane biologiche, hanno un potenziale bioelettrico. Questa caratteristica è ciò che definisce l'eccitabilità elettrica delle cellule.

Prospettiva storica

I primi modelli che affermavano di integrare il ruolo degli ioni e la generazione di segnali elettrici nel corpo sostenevano che i neuroni erano simili a un tubo attraverso il quale le sostanze facevano scorrere quel tessuto muscolare gonfiato o sgonfio.

Nel 1662 Descartes utilizzò i principi dell'idraulica per descrivere un potenziale modello del funzionamento del sistema nervoso. Successivamente, con il contributo di Galvani, si è concluso che l'elettricità era in grado di eccitare i muscoli, producendo contrazioni.

Alessandro Volta si oppose a queste idee, sostenendo che la presenza di elettricità non era dovuta ai tessuti, ma ai metalli che Galvani utilizzava nel suo esperimento. Per Volta, l'elettricità doveva essere applicata ai muscoli e la sua testimonianza riuscì a convincere gli accademici dell'epoca.

Ci sono voluti molti anni per dimostrare la teoria di Galvini, dove i muscoli erano la fonte di elettricità. Nel 1849 fu realizzata la creazione di un dispositivo con una sensibilità necessaria per quantificare la generazione di correnti elettriche nei muscoli e nei nervi.

Cellule eccitabili

Tradizionalmente, una cellula eccitabile è definita come un'entità in grado di propagare un potenziale d'azione, seguito da un meccanismo - chimico o elettrico - di stimolazione. Diversi tipi di cellule sono eccitabili, principalmente neuroni e cellule muscolari.

L'eccitabilità è più un termine generico, interpretato come la capacità o capacità di regolare il movimento degli ioni attraverso la membrana cellulare senza la necessità di propagare un potenziale d'azione.

Cosa rende eccitabile una cellula?

La capacità di una cellula di ottenere la conduzione di segnali elettrici si ottiene combinando le proprietà caratteristiche della membrana cellulare e la presenza di fluidi con elevate concentrazioni di sale e di vari ioni nell'ambiente cellulare.

Le membrane cellulari sono costituite da due strati di lipidi, che agiscono da barriera selettiva all'ingresso di diverse molecole nella cellula. Tra queste molecole ci sono gli ioni.

All'interno delle membrane sono incorporate molecole che funzionano come regolatori del passaggio delle molecole. Gli ioni hanno pompe e canali proteici che mediano l'ingresso e l'uscita nell'ambiente cellulare.

Le pompe sono responsabili del movimento selettivo degli ioni, stabilendo e mantenendo un gradiente di concentrazione adeguato allo stato fisiologico della cellula.

Il risultato della presenza di cariche sbilanciate su entrambi i lati della membrana è chiamato gradiente ionico e si traduce in un potenziale di membrana, che viene quantificato in volt.

I principali ioni coinvolti nel gradiente elettrochimico delle membrane dei neuroni sono sodio (Na ⁺ ), potassio (K ⁺ ), calcio (Ca ²⁺ ) e cloro (Cl ^- ).

Eccitabilità nei neuroni

Cosa sono i neuroni?

I neuroni sono cellule nervose responsabili dell'elaborazione e della trasmissione di segnali chimici ed elettrici.

Fanno collegamenti tra loro, chiamati sinapsi. Strutturalmente hanno un corpo cellulare, un lungo processo chiamato assone e processi brevi che iniziano dal soma chiamati dendriti.

Eccitabilità neurale

Le proprietà elettriche dei neuroni, comprese le pompe, formano il "cuore" dell'eccitabilità neuronale. Ciò si traduce nella capacità di sviluppare la conduzione nervosa e la comunicazione tra le cellule.

In altre parole, un neurone è "eccitabile" grazie alla sua proprietà di modificare il suo potenziale elettrico e di trasmetterlo.

I neuroni sono cellule con diverse caratteristiche particolari. Il primo è che sono polarizzati. In altre parole, c'è uno squilibrio tra la ripetizione delle cariche, se confrontiamo l'esterno e l'interno della cella.

La variazione di questo potenziale nel tempo è chiamata potenziale d'azione. Non solo uno stimolo è in grado di provocare attività neurale, ma deve avere una "quantità minima" che superi un limite chiamato soglia di eccitazione - seguendo la regola tutto o niente.

Se viene raggiunta la soglia, ha luogo la potenziale risposta. Successivamente, il neurone sperimenta un periodo in cui non è eccitabile, come un periodo refrattario.

Questo ha una certa durata e passa all'iperpolarizzazione, dove è parzialmente eccitabile. In questo caso, hai bisogno di uno stimolo più potente del precedente.

Eccitabilità negli astrociti

Cosa sono gli astrociti?

Gli astrociti sono numerose cellule derivate dal lignaggio neuroectodermico. Chiamate anche astroglia, in quanto sono le cellule gliali più numerose. Partecipano a un gran numero di funzioni legate al sistema nervoso.

Il nome di questo tipo di cella deriva dal suo aspetto stellato. Sono direttamente associati ai neuroni e al resto del corpo, stabilendo un confine tra il sistema nervoso e il resto del corpo, attraverso le giunzioni di gap.

Eccitabilità astrocitica

Storicamente, si pensava che gli astrociti funzionassero semplicemente come uno stadio di supporto per i neuroni, essendo questi ultimi quelli che hanno l'unico ruolo principale nell'orchestrare le reazioni nervose. Grazie a nuove prove, questa prospettiva è stata riformulata.

Queste cellule gliali hanno una relazione intima con molte delle funzioni del cervello e con il modo in cui il cervello risponde all'attività. Oltre a partecipare alla modulazione di questi eventi.

Quindi, c'è eccitabilità negli astrociti, che si basa sulle variazioni dello ione calcio nel citosol della cellula in questione.

In questo modo, gli astrociti possono attivare i loro recettori glutamatergici e rispondere ai segnali emessi dai neuroni che si trovano in una regione vicina.

Riferimenti

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