Neurofisiologia e fisiologia del muscolo

Le proteine intrinseche di membrana si dispongono a formare dei pori chiamati canali ionici. Questi possono essere aperti:
da voltaggio, ovvero da variazioni del potenziale di membrana (depolarizzazione), e si inattivano spontaneamente
da ligandi, ovvero regolati da un segnale chimico (es. neurotrasmettitore)
Il versante interno della membrana citoplasmatica è elettronegativo rispetto all’esterno e pertanto esiste, tra i due versanti, una differenza di potenziale. Ogni situazione che porta alla diminuzione della differenza di potenziale ai lati della membrana prende il nome di depolarizzazione, mentre si chiama iperpolarizzazione la situazione inversa. A differenza del potenziale di riposo, che presenta un valore fisso (potenziale di membrana=Vm= Vi –Ve), il potenziale d’azione è costituito da una variazione rapida del potenziale di membrana, con ritorno veloce al valore precedente. Attraverso i potenziali d’azione le cellule nervose inviano segnali ad altre cellule nervose o muscolari, in cui innescano la contrazione. Il potenziale d’azione si genera quando la depolarizzazione raggiunge il valore soglia (-55 millivolt) e viene attivato un adeguato numero di canali del sodio voltaggio-dipendenti. La propagazione del potenziale d’azione si ha lungo tutta la fibra, con la stessa ampiezza e forma, grazie alla generazione di nuovi potenziali d’azione che si innescano autonomamente nelle zone contigue a quelle in cui è stato raggiunto il valore soglia. Alcune fibre sono mielinizzate, cioè rivestite da una guaina mielinica costituita     da strati concentrici delle membrane plasmatiche delle cellule di Schwann per i neuroni del SNP e degli oligodendrociti per i neuroni del SNC. La guaina mielinica presenta interruzioni, dette nodi di Ranvier, che permettono al potenziale d’azione di essere propagato da un nodo all’altro molto velocemente (conduzione saltatoria) determinando un aumento della velocità di conduzione nelle fibre mieliniche. La propagazione del potenziale d’azione lungo un assone avviene a velocità costante ma, se nelle fibre amieliniche questa è proporzionale solamente al diametro dell’assone, nei neuroni mielinici è determinata anche dalla distanza fra i nodi di Ranvier: quanto maggiore è la distanza fra i nodi tanto più veloce sarà la conduzione.
I neuroni possono essere afferenti, che trasportano le informazioni provenienti dalle diverse parti del corpo verso i centri integratori superiori, oppure efferenti, ovvero che trasmettono gli impulsi provenienti dall’encefalo e dal midollo spinale agli organi periferici. I neuroni sono in grado di comunicare tra loro e con i loro effettori attraverso il rilascio di particolari sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori che viaggiano in vescicole lungo gli assoni.