2. Neurones, synapses et neurotransmetteurs Flashcards
Soma/corps cellulaire
- Contient (2)
- noyau
- machinerie métabolique pour maintenir les parties lointaines du neurone
transport axoplasmique antérograde VS rétrograde
Transport axoplasmique antérograde : transport des produits du soma à ailleurs
Transport axoplasmique rétrograde : pour ramener les déchets au plasma
où est-ce que les boutons terminaux des autres neurones s’attachent pour transmettre un signal?
bouton terminal s’attache à un dendrite du prochain neurone
–> signal afférent se rend au dendrite –> soma
que se passe-t-il au sommet axonal
Lieu de sommation de l’ensemble des signaux qui mèneront à la génération du PA de l’axone
Lieu de sommation de l’ensemble des signaux qui mèneront à la génération du PA de l’axone
sommet axonal
- Portion longue et mince du neurone par laquelle le PA est propagé
axone
structure au bout de l’axone
terminaison présynaptique (bouton terminal)
la gaine de myéline est interrompue par quoi
des noeuds de ranvier
Noeuds de ranvier
- Espace entre les couches de myéline où la membrane est exposée directement au milieu extracellulaire
Région finale de la propagation électrique du PA axonal avant de passer au prochain neurone
Terminaison pré-synaptique (bouton terminal)
Terminaison pré-synaptique (bouton terminal) - fonction
Région d’entreposage et de libération des vésicules synaptiques contenant le transmetteur chimique destiné à la synapse
les neurotransmetteurs sont libérés par quoi, dans quoi et où
neurotransmetteurs sont libérés par la terminaison synaptique dans des vésicules synaptiques, dans l’espace synaptique
Canaux sodiques sur l’axone - à quels endroits sont ils présents et pas présents?
- Canaux sodiques sont présents les noeuds de ranvier (c’est là que le PA est regénéré), mais pas présents dans les dans régions myélinisées (pcq myéline fait que PA se propage, pas besoin de canaux pour le redéclencher)
- Espace entre la terminaison présynaptique d’un neurone et la membrane post- synaptique de sa cellule cible
synapse
Une fois libéré dans la synapse, le neurotransmetteur aura généralement une influence sur ____
Le neurotransmetteur aura généralement une influence sur le potentiel électrique de la membrane de la cellule cible
de quoi est composée la membrane neuronale
Composée d’une bicouche de phospholipides
Déséquilibre ionique de la cellule
* C’est quoi
* Maintenu grâce à quoi (3)
La concentration ionique/électrolytique est différente à l’extérieur et à l’extérieur de la cellule
Maintenu avec l’aide des astrocytes, du LCR et de la barrière hématoencéphalique
4 ions
potassium (K+), sodium (Na+), Chlore (Cl-), calcium (Ca2+)
Le potentiel de la membrane (déséquilibre ionique) est maintenu par… (2)
Le potentiel membranaire est maintenu par…
* Les gradients de concentration ionique (ou le déséquilibre ionique)
* Le champ électrique entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule
Les potentiels d’action nécessitent une fluctuation du potentiel transmembranaire (dépolarisation)
Quels 2 phénomènes permettent la fluctuation du potentiel membranaire, et quelles structures permettent ces phénomènes?
Les fluctuations du potentiel membranaire son dues…
1. Aux gradients de concentration ionique - grâce aux transporteurs d’ions
2. À la modification de la perméabilité sélective de la membrane - grâce aux canaux ioniques qui modifient leur perméabilité en fonction du potentiel
Pour qu’il y ait un PA, les canaux doivent ____, ce qui va permettre aux ions de circuler selon leur ____
Pour qu’il y ait un PA, les canaux doivent modifier leur perméabilité ionique (canaux sodiques s’ouvrent), ce qui va permettre aux ions de circuler selon leur gradient de concentration
4 types de canaux ioniques
Canaux ioniques voltage-dépendants
Canaux ioniques activés par des ligands
Canaux ioniques activés par étirement
Canaux ioniques activés par la température
Canaux ioniques voltage-dépendants
* S’ouvrent et se ferment en fct de quoi
* Répondent à quelles molécules
* Impliqués dans quoi
- S’ouvrent et se ferment en fonction du potentiel membranaire
- Spécifiques aux 4 ions : Na+, K+, Ca2+ et Cl-
- Impliqués dans l’émission du PA, sa durée, le potentiel de repos, divers processus biochimiques, la relâche de neurotransmetteurs, etc.
Canaux ioniques activés par des ligands
* ils s’ouvrent en réaction à quoi
* Fonction
* Sélectivité
- S’activent (s’ouvrent) par la liaison d’ions, de neurotransmetteurs ou de nucléotides
- Fonction: Convertir les signaux chimiques (ex. neurotransmetteur) en signaux électriques
- Moins sélectifs que les canaux voltage-dépendants - ex. peuvent laisser passer à la fois Na+ et K+
Sélectivité des canaux ioniques voltage-dépendants VS des canaus ioniques activés par des ligands
Les canaux ioniques activés par des ligands sont moins sélectifs, c-à-d qu’ils ne se restreignent pas à un seul type d’ion. Ex. peuvent laisser passer à la fois du Na+ et du K+
Canaux ioniques activés par étirement
* S’activent suite à quoi?
* Exemple d’endroit
- S’activent suite à la déformation de la membrane
- Ex. dans le fuseau neuromusculaire
Canaux ioniques activés par la température
* 2 types de thermorécepteurs
* Type de neurone
* où sont les terminaisons des neurones qui ont ces canaux
- 2 types de thermorécepteurs : sensibles au chaud (30-45°C) et sensibles au froid (10-30°C)
- Ce sont des neurones sensoriels
- les terminaisons ‘libres’ de ces neurones sont dans les couches de la peau
structure moléculaire des canaux ioniques
- Chaîne d’acides aminés qui forme une hélice
- Regroupement de plusieurs hélices qui traversent la membrane = une sous-unité
- Plusieurs sous-unités assemblées en tonneau = le canal, avec un pore au milieu
Transporteurs d’ions/transporteurs actifs/pompes ioniques
* Actif VS passif
* Énergie?
* Rapidité
* Font quoi
* Causent quoi (2)
* Maintiennent quoi
* Exemple de pompe ionique
- Actifs
- Nécessitent énergie
- Prend plusieurs ms, plus lent que canaux ioniques
- Pompent activement des ions à l’encontre de leur gradient de concentration (région basse concentration –> haute concentration)
- Cause un déséquilibre ionique intra-extra-cellulaire
- Instaurent des gradients de concentration ionique
- Maintiennent le potentiel membranaire (pcq maintiennent déséquilibre ionique)
- Ex. Pompes Na+K+-ATPase
Pompes Na+K+-ATPase
* Type
* Pompe quels ions dans quelles directions
- Canal ionique actif
- Pompe continuellement le Na+ vers l’extérieur de la cellule et le K+ vers l’intérieur (contre leurs gradients respectifs)
Pompes Na+K+-ATPase
* étapes d’échanges ioniques
- Liaison du Na+ à l’intérieur de la pompe
- ATP provoque la phosphorylation de la pompe
- Sortie de 3 Na+ à l’extérieur et entrée de 2 K+
- Flux asymétrique qui hyperpolarise la membrane par 1 mV. Pcq on fait sortir + de charge positive qu’on en fait rentrer
Les pompes Na+K+-ATPase assurent ____
Assurent le maintien du potentiel membranaire/de la polarisation des membranes
Sans leur travail continu, la membrane deviendrait dépolarisée suite à des PA et les neurones ne pourraient plus transmettre de message
Le travail continu des pompes Na+K+-ATPase nécessite ____
nécessite une dépense énergétique importante.
20% de l’énergie du cerveau est dépensée par ces canaux, dans le but du processus de déséquilibre ionique
Canaux ioniques
* Actif VS passif
* Énergie?
* rapidité
* Permettent quoi?
* Font quoi quand ils s’ouvrent
- Passifs
- Nécessitent pas d’énergie
- plus rapide que pompes (pcq dans le sens du gradient)
- Créent une perméabilité sélective de la membrane
- S’ouvrent pour permettre aux ions de diffuser dans le sens de leur gradient de concentration
quels sont les seuls canaux ouverts au repos?
canaux potassiques passifs
canaux sodiques passifs
* 3 états possibles
3 états possibles:
* Fermé (imperméable au Na+), état de la membrane au repos
* Ouvert (perméable au Na+) (Na peut passer)
* Désactivé (imperméable et incapable de s’ouvrir)
Qu’est-ce qui active les canaux sodiques
Les canaux sodiques ont la propriété de s’ouvrir quand il y a un changement de potentiel membranaire (qui dépasse seuil)
Si le potentiel de la membrane atteint -55mV (seuil) –> canal sodique s’active (état fermé –> ouvert) –> membrane perméable au Na+ –> le potentiel de la membrane change en direction du potentiel d’équilibre du Na+ (+80 mV)
Il y a des différences de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Quel côté est plus négatif?
L’intérieur de la cellule est plus négatif
Au repos, quel est le potentiel membranaire? Pourquoi?
Potentiel au repos = -70 à -90 mV
Parce qu’au repos, seuls les canaux ioniques potassiques sont ouverts, donc le potentiel s’approche du potentiel d’équilibre du K+
État des canaux au repos
Au sommet axonal, canaux sodiques fermés donc membrane imperméable au Na+
Canaux potassiques ouverts donc potentiel s’approche du potentiel d’équilibre du K+ (-70 à -90 mV)
Les dendrites du soma reçoivent sans cesse des signaux d’autres neurones ou de cellules réceptrices
* impact de ces signaux sur la membrane
* 2 types de signaux
- Ces signaux modifient le potentiel membranaire du neurone en question
- Certains signaux reçus sur les dendrites sont excitateurs ou inhibiteurs
Les dendrites du soma reçoivent sans cesse des signaux qui modifient le potentiel membranaire
* 2 types de signaux
* leur impact respectif sur la membrane
* causés par quel type d’ions
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
* pousse la membrane vers une dépolarisation (rend le potentiel membranaire négatif plus positif)
* Causé par l’entrée d’ions positifs
Potentiel postsynaptique inhibiteur (PPSI)
* pousse la membrane vers une hyperpolarisation (rend le potentiel membranaire négatif encore plus négatif)
* causé par l’entrée d’ions négatifs
Comment survient un PA? Qu’est-ce qui le déclenche?
Les dendrites du soma reçoivent sans cesse des signaux d’autres cellules. Ces signaux sont des PPSE ou des PPSI et ils ont une influence sur le potentiel membranaire.
Lorsque la somme des PPSE moins la somme des PPSI fait que le potentiel membranaire atteint le seuil de -55 mV —> ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants —> PA
La sommation des PPSE/PPSI peut être ____ ou ____
La sommation peut être spatiale ou temporelle :
- Sommation temporelle: les stimulations reçues successivement par un neurone dans un court intervalle de temps ont un impact plus important
- Sommation spatiale: différents neurones stimulent simultanément un même neurone
Étapes du potentiel d’action, à partir du repos
1. État de repos :
Canaux K+ sont ouverts
Canaux Na+ sont fermée
Potentiel membranaire se rapproche de celui du K+ (-70/-90mV)
2. Atteinte du seuil :
La sommation des PPSI et PPSI mène à l’atteinte du seuil de -55mV
3. Ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants au sommet axonal
4. POTENTIEL D’ACTION
4a. Dépolarisation :
L’ouverture des canaux sodiques et le gradient de concentration provoquent un influx massif de Na+ dans la cellule
Le potentiel membranaire change en direction du potentiel d’équilibre du Na+, jusqu’à atteintre 20-30 mV
Les canaux sodiques se ferment et s’inactivent
4b. Repolarisation :
Les canaux potassiques s’ouvrent en plus grand nombre –> la membrane se repolarise
4c. Post-hyperpolarisation :
Le potentiel membranaire devient même plus négatif qu’au repos puisque plus de canaux potassiques ouverts
5. Période réfractaire (absolue ou relative)
* absolue : Pendant la REPOLARISATION, les canaux sodiques sont inactivés et ne peuvent pas être dépolarisés. Aucun stimulus, peu importe son intensité, ne peut provoquer un autre PA.
* Période réfractaire relative : pendant la POST-HYPERPOLARISATION, un PA peut être redéclenché mais la stimulation nécessaire est plus élevée qu’au repos, puisque le potentiel membranaire est encore plus négatif qu’au repos
Qu’est-ce qui arrive quand les PPSE/PPSI font que membrane atteint le seuil de -55 mV?
L’atteinte du seuil de -55mV provoque l’ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants
phases du PA
Dépolarisation
Repolarisation
Post-hyperpolarisation
Le potentiel d’action doit avoir les caractéristiques suivantes… (3)
- Tout-ou-rien (même amplitude peut importe la stimulation initiale. Déclenche ou ne déclenche pas)
- Déclenché par l’atteinte d’un seuil
- Ne se dégrade pas (sinon le signal ne pourra pas être transmis d’un neurone à l’autre)
le potentiel membranaire au repos VS durant PA tend vers le potentiel d’équilibre de quels ions?
Au repos, potentiel = -70/-90 mV. Tend vers potentiel d’équilibre du K+ pcq canaux potassiques ouverts
Durant le PA, potentiel se rend à 20-30 mV. Tend vers le potentiel ‘équilibre du Na+ (80 mV) pcq ouverture de canaux sodiques
le PA peut être provoqué jusqu’à ____ fois/seconde
jusqu’à 1000 fois par seconde
Comment est-ce que le PA se propage le long de l’axone
À mesure que la membrane est dépolarisée, les canaux sodiques plus distaux sont activés, assurant la propagation du PA.
Le PA est déclenché au sommet axonal, puis se propage le long de l’axone, jusqu’à la terminaison présynaptique.
La façon dont ça survient dépend du type de neurone - myélinisé (conduction passive) VS non-myélinisé (propagation saltatoire)
“conditions” pour que le PA puisse se propager le long de l’axone
- La vitesse de propagation doit être suffisante pour permettre une réaction dans un délai approprié
- Pas trop de dégradation du signal le long de l’axone
La vitesse de conduction du signal dépend de … (2)
Qu’est-ce qui détermine ces 2 caractéristiques?
La vitesse de conduction dépend largement du diamètre des fibres et de leur myélinisation
* Diamètre – Plus le diamètre est large, plus la propagation est rapide
* Myélinisation – Les fibres myélinisées sont plus rapides que les fibres amyéliniques
Ces 2 caractéristiques (diamètre et myélinisation) des fibres dépendent de leur fonction et de à quel point ils ont besoin de propager des messages rapides et précis
Le diamètre et la myélinisation des fibres
* Ont une influence sur…
* Dépendent de…
Le diamètre et la myélinisation des fibres
* Ont une influence sur la vitesse de conduction du signal
* Dépendent de la fonction du neurone - à quel point il a besoin de transmettre des messages rapides et précis. Ex. les nerfs moteurs sont bien myélinisés et ont un large diamètre pcq besoin que les signaux moteurs circulent rapidement. VS certains types de neurones sensoriels ont pas tant besoin que le signal soit si rapide
les nerfs moteurs sont bien myélinisés et ont un large diamètre. Pourquoi?
Parce que les signaux moteurs ont besoin d’être transmis rapidement. Le diamètre et la myélinisation des fibres influence la vitesse de conduction du signal
Gaine de myéline
* composée de ____
* Se situe ____
* Ses rôles (2)
* Formée de quels types de cellules
- Composée de lipides et de protéines
- Autour des axones des neurones
- Rôles : isoler l’axone et accélérer la vitesse de transmission
- Formée de cellules gliales - oligodendocytes (SNC) et cellules de Schwann (SNP)
Conduction passive
* Quel type de neurones
* Ça se fait comment
* Comment ça survient
* Avantages et désavantages
- Pour les neurones avec axone non-myélinisé (!!!!!!)
- Vague de dépolarisation. Ouverture séquentielle de canaux sodiques le long de l’axone
- Avantage: aucune dégradation du signal (le signal passe à la mm intensité partout pcq est régénéré à chaque point de la membrane)
- Désavantage: lent et coût métabolique élevé
Propagation saltatoire
* Quel type de neurone
* Comment le signal se propage
- Pour les neurones myélinisés (régions myélinisées interrompues par noeuds de ranvier)
- PA est générée seulement aux nœuds de ranvier, ensuite propagé d’un noeud à l’autre grâce à la myéline.
- Mais se détériore progressivement entre 2 nœuds de ranvier mais est still suffisant pour déclencher nouveau PA et ainsi est regénéré de nœud en nœud
- plus rapide
La transmission synaptique est-elle chimique ou électrique?
En général, la transmission synaptique est chimique, mais certaines cellules nerveuses propagent par signal électrique
Transmission synaptique électrique
* Fréquent?
* Espace entre les cellules
* Connexons
* Comment le signal est transmis
* Direction du signal
* Avantage
* Rapidité
* Exemple
- En général, la transmission synaptique est chimique, mais certaines cellules nerveuses propagent par signal électrique
- Jonction étroite entre des cellules, au lieu d’un espace inter-synaptique large
- Connexons : canaux qui laissent passer les molécules directement entre 2 neurones.
- Passage direct du courant d’un neurone à l’autre.
- Signal peut être bidirectionnel
- Avantage : permet synchronisation rapide d’une population de neurones (toutes activées en mm temps)
- Est très rapide
- Ex. cellules bipolaires de la rétine qui sont activées par la lumière
neurotransmetteurs
* C’est quoi
* L’effet du signal dépend de quoi
Neurotransmetteurs : molécules (chimiques) endogènes qui transmettent un signal d’un neurone à une cellule cible (autre neurone, cellule musculaire, cellule glandulaire) via un récepteur post-synaptique
* L’effet du signal dépend des actions du récepteur de la cellule cible (récepteur post-synaptique). Le neurotransmetteur en tant que tel est pas ce qui agit, c’Est le récepteur auquel il se lie qui fait l’effet résultant
10 étapes de la neurotransmission
(1) Les neurotransmetteurs sont synthétisés et stockés dans des vésicules synaptiques dans la terminaison pré-synaptique
(2) La vague de dépolarisation (PA) arrive à la terminaison pré-synaptique
(3) Ouverture des canaux CALCIQUES (Ca2+) voltage-dépendants
(4) Entrée de Ca2+ dans la terminaison pré-synaptique
(5) Le Ca2+ fait fusionner les vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique
(6) Le NT est libéré par exocytose dans la fente synaptique
(7) Le NT se lie au récepteur dans la membrane post-synaptique
(8) Les récepteurs réagissent
a. Récepteurs ionotropes
b. Récepteurs métabotropes
(9) La stimulation du récepteur provoque une modification dans l’excitabilité de la cellule post synaptique (PPSE et PPSI, sommation, etc)
(10) Le NT est éliminé de la synapse
- Qu’est-ce qui arrive au NT après avoir stimulé le récepteur post-synaptique?
- Qu’est-ce qui arrive au vésicule relâché dans la synapse?
Le NT est éliminé par :
* Diffusion à partir des récepteurs synaptiques
* Recapture par les terminaisons synaptiques ou cellules gliales
* Dégradation par des enzymes
Le vésicule est recyclé par endocytose - la membrane du vésicule est réintégrée dans le cytoplasme
- Quel type de canaux est présent en grand nombre à la terminaison pré-synaptique?
- Dans quel processus sont-ils impliqués, pour quelle raison s’ouvrent-ils?
- Canaux calciques (Ca2+)
- Sont impliqués dans la relâche de NT. S’ouvrent quand le PA atteint la terminaison pré-synaptique et font fusionner les vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique
2 familles de récepteurs post-synaptiques :
a. Les récepteurs ionotropes :
Comportent 2 domaines :
* un site extracellulaire (ligand) où se lient les NT
* un domaine transmembranaire formant un canal ionique. Quand le NT se lie au site extracellulaire, le domaine transmembranaire s’ouvre et se ferme comme un canal
b. Les récepteurs métabotropes :
* Agissent en stimulant des molécules intermédiaires appelées ‘protéines G’ avec généralement des effets lents mais durables.
* Effet un peu plus à distance.
* Cascade intra-cellulaire en réponse à la liaison
3 types de NT
acides aminés
amines
peptides
NT à petites VS grosses molécules :
* NT synthétisé où
* Transport du soma au bouton terminal
* Vésicules
* Réponse post-synaptique
Petite molécule :
* NT synthétisé dans bouton terminal
* Transport axonal lent des enzymes
* Vésicules à centre clair
* Réponse post-synaptique rapide (modifie immédiatement le PPS)
Grosse molécule :
* NT synthétisé dans le soma
* Transport axonal rapide
* Vésicules à centre dense
* Réponse post-synaptique lente mais durable
Monoamines
Monoamines :
* Catécholamines : dopamine, adrénaline, noradrénaline
* Histamine
* Sérotonine
potentiel d’équilibre du Na+
Na+ = +80 mV
