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Questions and Answers
La resistenza di membrana (Rm) aumenta all'aumentare della superficie della membrana.
La resistenza di membrana (Rm) aumenta all'aumentare della superficie della membrana.
False (B)
La variazione di potenziale in un punto x segue un andamento lineare secondo la formula ΔV(x) = ΔV₀ * e^(-x/λ).
La variazione di potenziale in un punto x segue un andamento lineare secondo la formula ΔV(x) = ΔV₀ * e^(-x/λ).
False (B)
L'andamento della risposta elettrica è esponenziale e l'intensità diminuisce gradualmente allontanandosi dal sito di iniezione.
L'andamento della risposta elettrica è esponenziale e l'intensità diminuisce gradualmente allontanandosi dal sito di iniezione.
True (A)
La costante di spazio (λ) è calcolata come λ = Rm / Ri.
La costante di spazio (λ) è calcolata come λ = Rm / Ri.
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Ogni segmento successivo lungo l'assone riceve una corrente attenuata rispetto al segmento precedente.
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Il potenziale di membrana a riposo è di circa -60 mV.
Il potenziale di membrana a riposo è di circa -60 mV.
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Il potenziale di equilibrio per il sodio (Na+) è di -50 mV.
Il potenziale di equilibrio per il sodio (Na+) è di -50 mV.
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L'assone del calamaro gigante ha un diametro compreso tra 0.5 e 1 mm.
L'assone del calamaro gigante ha un diametro compreso tra 0.5 e 1 mm.
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La corrente negativa inietta una risposta di depolarizzazione nella membrana.
La corrente negativa inietta una risposta di depolarizzazione nella membrana.
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Il potenziale 'trigger' si trova tra -45 mV e -75 mV nell'assone di calamaro.
Il potenziale 'trigger' si trova tra -45 mV e -75 mV nell'assone di calamaro.
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Gli elettrodi di registrazione sono utilizzati per iniettare corrente nell'assone.
Gli elettrodi di registrazione sono utilizzati per iniettare corrente nell'assone.
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Il potenziale di equilibrio per il cloro (Cl-) è di +66 mV.
Il potenziale di equilibrio per il cloro (Cl-) è di +66 mV.
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Una cellula muscolare con un potenziale di riposo di -90 mV deve essere depolarizzata a -50 mV.
Una cellula muscolare con un potenziale di riposo di -90 mV deve essere depolarizzata a -50 mV.
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Le fibre muscolari con costanti di tempo più elevate raggiungono la soglia più rapidamente.
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I potenziali graduati si propagano liberamente senza sommare.
I potenziali graduati si propagano liberamente senza sommare.
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La chiusura dei canali al sodio provoca depolarizzazione.
La chiusura dei canali al sodio provoca depolarizzazione.
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La sommazione temporale dei potenziali presinaptici può portare i potenziali a superare la soglia.
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La costante di tempo è calcolata come τ = R + C.
La costante di tempo è calcolata come τ = R + C.
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I meccanocettori sono coinvolti nell'apertura dei canali dipendenti dalla deformazione.
I meccanocettori sono coinvolti nell'apertura dei canali dipendenti dalla deformazione.
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Le sinapsi chimiche sono responsabili della comunicazione elettrica tra citoplasmi di due cellule.
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L'iperpolarizzazione avviene quando il potenziale di membrana diventa meno negativo.
L'iperpolarizzazione avviene quando il potenziale di membrana diventa meno negativo.
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L'apertura dei canali al potassio conduce alla depolarizzazione della membrana.
L'apertura dei canali al potassio conduce alla depolarizzazione della membrana.
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I potenziali post-sinaptici possono essere generati solo da un singolo potenziale d'azione presinaptico.
I potenziali post-sinaptici possono essere generati solo da un singolo potenziale d'azione presinaptico.
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La corrente negativa ha una risposta speculare a quella della corrente positiva.
La corrente negativa ha una risposta speculare a quella della corrente positiva.
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Le risposte passive si propagano lungo l'assone come i potenziali d'azione.
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Il condensatore della membrana è irrilevante fintanto che il potenziale non varia.
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Un circuito RC è composto solo da resistenza e capacità.
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La risposta del potenziale di membrana è sempre proporzionale alla corrente iniettata.
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Il potenziale di membrana ritorna a zero dopo che una corrente viene iniettata.
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Le risposte graduate sono caratteristiche dei potenziali d'azione.
Le risposte graduate sono caratteristiche dei potenziali d'azione.
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La forma a 'gradino' della corrente iniettata si traduce in una risposta a 'gradino' del potenziale di membrana.
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La superficie di base della vasca è meno importante del volume per determinare la capacità del sistema.
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Quando il rubinetto viene chiuso, il flusso in uscita dalla strozzatura aumenta progressivamente.
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La corrente in un circuito RC decresce secondo la funzione e^(-t/τ).
La corrente in un circuito RC decresce secondo la funzione e^(-t/τ).
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La costante di tempo τ è determinata esclusivamente dalla capacità C del circuito.
La costante di tempo τ è determinata esclusivamente dalla capacità C del circuito.
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Se l'altezza dell'acqua iniziale è 1, dopo un intervallo di tempo diventa 0.51.
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Il rapporto tra la quantità di carica accumulata e la tensione applicata definisce la resistenza R.
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L'equilibrio del flusso si raggiunge quando il flusso in entrata e quello in uscita sono uguali.
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In un circuito RC, se la corrente iniziale è 100 Coulomb, il conduttore rimarrà carico indefinitamente.
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La scarica di un condensatore in un circuito RC avviene secondo una legge lineare.
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La resistenza R in un circuito può essere paragonata alla strozzatura del tubo di scarico in un'analogia idraulica.
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Study Notes
Potenziale di Membrana
- L'obiettivo principale è studiare come le informazioni elettriche vengono integrate nelle membrane cellulari, concentrandosi sull'assone.
- Le "proprietà di cavo" si applicano anche a dendriti e soma, essenziali per la somma degli input neuronali.
Calamaro Gigante: Modello Ideale
- L'assone del calamaro gigante è un modello di studio per le sue dimensioni eccezionali (1-1,5 mm di diametro).
- La dimensione è necessaria a causa della sua strategia di fuga.
- Questa caratteristica consente l'inserimento di elettrodi per misurare le variazioni di potenziale di membrana utilizzando strumenti come oscilloscopi o computer.
Potenziali di Equilibrio e di Riposo
- I potenziali di equilibrio per i principali ioni sono:
- Sodio (Na+): +50 mV
- Potassio (K+): -75 mV
- Cloro (Cl-): -66 mV
- Il potenziale di membrana a riposo è approssimativamente -60 mV. In questa condizione, il cloro è in equilibrio, mentre il sodio tende ad entrare e il potassio ad uscire dalla cellula.
Esperimento Cardine: Proprietà Passive e Attive
- Un esperimento fondamentale per comprendere le proprietà passive e attive della membrana.
- Esistono un potenziale di riposo (-60 mV) e un potenziale "trigger" (-45mV a -75mV nell'assone del calamaro), che se superato, innesca risposte importanti.
Manipolazione del Potenziale di Membrana (Em)
- Per studiare la risposta, l'assone viene impiantato con tre elettrodi.
- Elettrodo di Stimolo: Inietta corrente.
- Elettrodi di Registrazione: Misurano la differenza di potenziale.
Risposta della Membrana a Correnti Iniettate
- Corrente negativa (iperpolarizzante): Il potenziale di membrana diminuisce lentamente, poi torna al valore di riposo. Risposta localizzata.
- Corrente positiva (depolarizzante): Risposta speculare a quella negativa, ma con maggiore intensità. La risposta diventa sproporzionale ad un dato stimolo e si innescano meccanismi attivi. Le risposte attive si propagano lungo l'assone, contrariamente a quelle passive.
Potenziali d'Azione e Risposte Passive
- Potenziali d'Azione: Risposte attive non graduate.
- Risposte Passive: Risposte graduate in intensità e segno alla corrente iniettata.
Circuito RC
- Questo modello illustra le dinamiche della membrana cellulare.
- Analogia idraulica, con una pompa, un palloncino e una strozzatura.
Principio di Sovrapposizione degli Effetti
- Il principio di sovrapposizione degli effetti viene utilizzato per studiare le variazioni di potenziale intorno al potenziale di riposo.
- Questo permette di considerare il potenziale iniziale come "zero" a fini di semplificazione.
Dinamiche di Carica e Scarica
- Iniziale Carica: La corrente entra principalmente nel condensatore.
- Fase Transitoria: L'acqua (corrente) inizia a fluire maggiormente attraverso la strozzatura (resistenza).
- Stato Stazionario: Flusso di ingresso e uscita si equivalgono.
- Scarica: Cessazione del flusso di ingresso causa la scarica del condensatore.
Applicazione del Modello RC alla Fisiologia
- Il principio di carica e scarica del condensatore replica fenomeni fisiologici, come il consumo di ossigeno durante l'esercizio.
Ulteriore Analogia Idraulica
- Analogia di una vasca con un'apertura in alto e una strozzatura in basso, per comprendere il comportamento di un condensatore.
Analisi Temporale dei Transitori
- La carica e scarica di un condensatore sono governate da una funzione esponenziale.
La Scarica del Condensatore
- Processo di decadimento esponenziale.
- Costante di tempo (τ): Determina la velocità di carica/scarica del condensatore.
- La costante di tempo τ = RxC dove R è la resistenza e C è la capacità.
Determinazione della Costante di Tempo (τ)
- La capacità (C) rappresenta il rapporto tra la quantità di carica accumulata e la tensione applicata.
- La resistenza (R), è l'ostacolo al flusso di corrente (R=V/I).
Conclusioni sull'Esempio
- Maggiore è la capacità e la resistenza, minore è la corrente, più lento il processo di scarica.
Analogo Idraulico
- Illustrato con componenti fisici (capacità, resistenza).
Potenziale Graduato e Canali di Membrana
- Meccanocettori, depolarizzazione/iperpolarizzazione, canali a cancello, sinapsi chimiche spiegati brevemente.
- Riassunto del concetto di sommazione dei potenziali graduati.
Distribuzione Spaziale di RP
- Esperimenti e osservazioni per studiare la distribuzione spaziale con l'attenuazione del segnale elettrico man mano che ci si allontana dal punto di iniezione.
- Modello a segmenti dell'assone, con elementi chiave come la resistenza di membrana (Rm), la capacità di membrana (Cm), e la resistenza interna (Ri).
Analisi a Tempo Infinito
- Distribuzione della corrente, attenuazione progressiva del segnale, e l'andamento esponenziale della variazione di potenziale.
- Costante di spazio (λ): Rappresenta la distanza di propagazione efficace. La sua equazione è lambda = radice quadrata di Rm/Ri.
Esempi Geometrici
- Conseguenze, a livello pratico, dell'aumento del calibro (raggio) dell'assone.
Sommazione Spaziale
- Come i segnali da diverse sinapsi vengono efficacemente sommati per raggiungere la soglia.
Distribuzione Temporale e Spaziale delle Risposte Passive
- Influenze della capacità di membrana sul processo di carica/scarica e sulla propagazione spaziale del segnale.
- Resistenza del condensatore, corrente all'inizio, carica progressiva, ritardo, effetto dell'aumento del diametro.
Risposte Passive
- Legge di Ohm (V=RI) applicata alle risposte passive.
- Introduzione di costante di spazio (λ) e costante di tempo (τ) nella propagazione dei segnali.
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Description
Questo quiz esplora i potenziali di membrana nelle cellule nervose, concentrandosi sull'assone del calamaro gigante. Studierai le proprietà elettriche delle membrane cellulari e i potenziali di equilibrio degli ioni principali come sodio e potassio. Approfondiremo anche come la struttura unica del calamaro gigante faciliterà molte delle misurazioni necessarie.
