3_COURS Électrophysiologie Flashcards
donner les 2 critères qui permettent aux neurones de fonctionner
- électrophysiologie (PA)
- communication entre cellules nerveuses (synapse)
pourquoi le milieu interne du neurone est-il différent de son milieu externe (différence de composition ionique) ?
membrane est un tissu actif sélectif (laisse passer des éléments ou non selon les conditions)
donner les concentrations extracellulaires de Na+, Cl-, K+ et Ca2+
Na+ : 150
Cl- : 150
K+ : 15
Ca2+ : 1/10 000ème
donner les concentrations intracellulaires de Na+, Cl-, K+ et Ca2+
Na+ : 15
Cl- : 10
K+ : 150
Ca2+ : 10^-5
les 2 milieux sont neutres (les charges + neutralisent les -) mais leur composition est différente, qu’est-ce que ça crée ?
gradient : force
que permet le gradient ? qu’est-ce que ça implique pour les PA ?
déplacement des ions sans ATP
==> PA ne consomment pas d’énergie
comment est maintenu le gradient du neurone ?
pompe métabolique qui utilise de l’ATP pour expulser Na+ et importer K+
qui des espèces vivantes ont des PA ?
uniquement les espèces animales
définir le potentiel d’équilibre d’un ion
l’ion ne sort ni ne rentre : flux net nul de l’ion
est-ce que ce qui importe pour la valeur d’équilibre d’un ion est sa concentration dans le milieu ?
non c’est le rapport d’un milieu par rapport à l’autre (rapport crée le gradient)
donner le rapport d’un milieu par rapport à l’autre de K+, Na+, Ca2+ et Cl-
K+ : 1/20 (neutralise la négativité des protéines)
Na+ : 10/1
Ca2+ : 10 000/1
Cl- (neutralise Na+ pour que le milieu externe soit neutre)
on met 2 électrodes dans un neurone puis 1 en dehors et l’autre à l’intérieur, qu’observe-t-on ?
2 à l’intérieur : pas de différence de potentiel (=0mV)
1 à l’extérieur, 1 à l’intérieur : obtient le PR = -65mV
on injecte du courant (onde rectangulaire) dans le neurone, quelle est sa réponse ?
réponse asymptotique
on stimule le neurone jusqu’à un seuil (on maintient), qu’observe-t-on ?
succession de PA tous de la même amplitude peut importe si on augmente la stimulation
comment expliquer la réponse asymptotique de la membrane à l’impulsion ?
attribué aux propriétés de la membrane : résistance et capacitance (condensateur) en parallèle
donner la formule du courant qui passe par la résistance et celle de la conductance
courant dans la résistance : V = Ri <=> i = V/R
conductance : G = 1/R
définir la conductance
capacité d’un corps, soumis à une différence de potentiel, à laisser passer une certaine quantité de courant électrique
définir la conduction
passage d’électricité (/chaleur) d’un point à un autre d’un corps sous l’action d’une différence de potentiel (/température)
donner la formule du courant qui passe par le condensateur et la simplifier
dq/dt = Cm.dV/dt <=> i = Cm.dV/dt
donner la formule du courant total qui passe dans la membrane
it = V/R + Cm.dV/dt
définir la constante de temps des neurones / du réseau nerveux
temps qu’il faut pour arriver aux 2/3 (~63%) de la valeur d’équilibre
donner la formule de la constante de temps
Tm = Rm.Cm
que permet Tm ?
permet de réaliser à quelle vitesse la réponse d’un neurone / réseau nerveux se stabilise (car connaît le temps qu’il faut pour arriver aux 2/3 de l’équilibre)
qu’observe-t-on quand on stimule un axone non myélinisé et qu’on enregistre la réponse de plus en plus loin du site de stimulation ? un axone myélinisé ?
non myélinisé : réponse cellulaire max proche de la stimulation puis il y a atténuation du signal
myélinisé : PA a la même amplitude peut importe la distance du stimulus
définir la constante de distance / d’espace
distance requise pour atteindre les 2/3 de la valeur d’équilibre
donner la formule de la constante de distance
λ = √Rm/(R0 + Rc)
Rm : résistance membranaire (constante le long de l’axone)
R0 : résistance extérieure
Rc : résistance intracellulaire
–> R0 et Rc ne changent pas si on ne change pas la constitution des milieux
pourquoi un axone myélinisé peut-il propager la PA sans atténuation ?
PA régénéré à chaque noeud de Ranvier précédent : sert de stimulus au noeud suivant ce qui donne un PA (loi de tout ou rien)
==> assure le transfert de l’information dans le SN
quel genre de conduction est permise avec les noeuds de Ranvier ?
conduction saltatoire
donner le mouvement de K+ en suivant le gradient chimique puis le gradient électrique
chimique : intracellulaire vers extracellulaire (sort)
électrique : extracellulaire vers intracellulaire (rentre)
==> 2 forces opposées
les ions sont continuellement sous influence pour aller vers l’extérieur ou l’intérieur, qu’est-ce que ça crée ?
potentiel électrochimique
donner le mouvement de Na+ en suivant le gradient chimique puis le gradient électrique
chimique : extracellulaire vers intracellulaire
électrique : extracellulaire vers intracellulaire
==> 2 forces dans le même sens
donner l’équation de Nernst pour un ion quelconque
E(ion) = RT/FZ.log.([ion]e/[ion]i)
RT/FZ : constante (~58-60mV)
donner EK+, que remarque-t-on ?
-58mV : valeur du potentiel de repos
==> courant net de K+ nul au PR
on comprend maintenant l’importance de l’astrocyte car :
il gère la concentration de K+ dans le milieu extracellulaire : permet de maintenir le gradient de K+ pour avoir un PR / EK+ stable
donner ENa+
60mV
on a dit que PR = EK+ = -60mV, quelle XP montre que ce n’est pas tout à fait vrai ?
courbe théorique de EK+ en fonction de [K+]e : devrait être la même que la courbe du Vm
courbe expérimentale ne concorde pas donc PR n’est pas entièrement égal à EK+
pourquoi y a-t-il cette différence entre la courbe théorique et expérimentale ?
la membrane n’est pas entièrement étanche au Na+ : pour 20 K+ qui passent 1 Na+ rentre
==> entrée de charges positives crée l’écart
comment calculer le vrai potentiel membranaire ?
résultante de la perméabilité potassique et sodique :
Vm = RT/FZ.log((PK+[K+]e + PNa+[Na+]e) / (PK+ + PNa+))
définir un PA
changement fugace du Vm
à combien de mV monte un PA classique ?
+30mV
comment se produit la dépolarisation du neurone ?
RA positive : ouverture des canaux ioniques Na+ donc entrée de Na+ ce qui dépolarise encore plus
comment est-ce que le PA s’arrête à 30mV ?
inactivation des CVD Na+
que se passe-t-il après inactivation des CVD Na+ ?
repolarisation : neurone chargé positivement donc veut revenir à son homéostasie en faisant sortir des K+
pourquoi y a-t-il une hyperpolarisation ?
canaux K+ sont lents donc plus de K+ qu’il n’en faut rentre
quels sont les 2 types de canaux trouvés sur un même neurone ? quand s’ouvrent-ils ? où sont-ils ?
CVD : canaux voltage dépendants, s’ouvrent après dépolarisation, dans l’axone
CCD : canaux chimio dépendants, s’ouvrent quand liés à un ligand (NT), dans les dendrites
où sont généralement initiés les PA ? pourquoi ?
segment initial de l’axone car le seuil de déclenchement est plus bas
comment s’appelle la phase du PA au dessus de 0 ?
overshoot
qu’est-ce que la période réfractaire absolue (PRA) ? quand se produit-elle ?
impossibilité de générer un PA peut importe la stimulation : se fait après inactivation des CVD Na+
qu’est-ce que la période réfractaire relative (PRR) ? quand se produit-elle ?
possibilité de générer un PA mais plus petit en amplitude : une fraction des CVD Na+ se réouvrent mais pas tous en même temps
que se passe-t-il quand on réduit la concentration sodique extracellulaire ? (2)
- réduit l’amplitude des PA
- dépolarisation plus lente
le Na+ passe par la membrane même au repos (à cause du rapport de conductance : GK/GNa = 20/1) et entre en masse lors des PA, comment fait la cellule pour éliminer Na+ du milieu intérieur ?
pompe Na+/K+
que fait la pompe Na+/K+ ?
utilise de l’ATP pour l’export de 3 Na+ couplé par l’import de 2 K+
décrire le fonctionnement de la pompe Na+/K+
ouverture vers l’intérieur, affinité pour Na+ élevée, phosphorylation par l’ATP donc changement de confirguration, affinité pour Na+ diminue et augmente pour K+, déphosphorylation donc changement de conformation, perd l’affinité avec K+ et augmente avec Na+ etc…
dans l’XP de voltage imposé, qu’observe-t-on quand on hyperpolarise l’axone ?
courant capacitif bref et aucun autre courant
définir un courant capacitif
courant bref ou il y a déplacement d’électrons mais pas de transfert de charge entre milieux
dans l’XP de voltage imposé, qu’observe-t-on quand on dépolarise l’axone ?
courant capacitif rapide puis courbe plus lente
on impose un voltage à -26mV, qu’observe-t-on ?
petit courant précoce (entrée) et petit courant retardé (sortie)
on impose un voltage à 0mV, qu’observe-t-on ?
plus grande entrée précoce et plus grande sortie retardée
on impose un voltage à 26mV, qu’observe-t-on ?
plus petite entrée précoce et plus grande sortie retardée
on impose un voltage à 52mV, qu’observe-t-on ?
pas d’entrée et plus grande sortie retardée
on impose un voltage à 65mV, qu’observe-t-on ?
inflexion précoce de courant entrant et plus grande sortie retardée
qui s’occupe du courant précoce (entrant) ? courant retardé (sortant) ?
précoce : Na+
retardé : K+
pourquoi l’entrée d’ion diminue-t-elle quand on dépolarise au dessus de 0mV ?
force électrique moins forte à cause des charges positives : attraction intracellulaire plus faible donc entrée moins rapide ou pas d’entrée du tout
pourquoi n’y a-t-il pas de courant entrant à 52mV ?
atteint ENa+ donc pas de courant entrant
pourquoi observe-t-on une inflexion précoce à 65mV ?
dépasse ENa+ donc sortie de Na+
comment bloquer les canaux K+ ? les canaux Na+ ?
K+ : tétraéthylammonium (tea), bloque le courant sortant mais pas entrant
Na+ : tétrotoxine (ttx), bloque le courant entrant mais pas sortant
quel est la différence entre les canaux des axones et ceux des dendrites en ce qui concerne K+ et Na+ ?
axone : 1 canal différent pour chaque ion
dendrite : 1 canal pour les 2 ions
comment peut-on être en continuité avec le cytoplasme d’un neurone ? qu’est-ce que ça permet ?
colle une pipette à la membrane et aspire pour la déchirer : peut voir les changements dans la cellule
comment peut-on savoir comment fonctionne un canal ?
aspire un canal avec une pipette puis joue avec les concentrations
quelle est la particularité de l’ouverture et fermeture des canaux ?
s’ouvrent ou se ferment complètement
comment s’ouvre un canal ?
élargit son centre (forme un pore)
à quoi sont associés le mauvais fonctionnement des canaux ?
pathologies du SN
la relation V =RI <=> I = V/R = VG est valable pour chaque ion, donner la formule qui s’appliquerait pour K+, Na+ et Cl-
I(ion) = G(ion) x (Vm - V(ion))
on sait qu’au repos, le potentiel net est nul donc I(t) = 0, donner la formule avec I(K), I(Na) et I(Cl)
I(t) = 0 <=> I(K) + I(Na) + I(Cl) = 0
développer I(K) + I(Na) + I(Cl) = 0 et la réduire
I(K) + I(Na) + I(Cl) = 0
<=> G(K)(Vm - V(K)) + G(Na)(Vm - V(Na)) + G(Cl)(Vm - V(Cl)) = 0
<=> G(K)Vm - G(K)V(K) + G(Na)Vm - G(Na)V(Na) + G(Cl)Vm - G(Cl)V(Cl) = 0
<=> G(K)Vm + G(Na)Vm + G(Cl)Vm = G(K)V(K) + G(Na)V(Na) + G(Cl)V(Cl)
<=> Vm(G(K) + G(Na) + G(Cl)) = G(K)V(K) + G(Na)V(Na) + G(Cl)V(Cl
que peut-on dire de l’équation Vm(G(K) + G(Na) + G(Cl)) = G(K)V(K) + G(Na)V(Na) + G(Cl)V(Cl ?
c’est l’équation de Goldman
que dit l’équation de Goldman ?
Vm d’un neurone est la résultante des perméabilités relatives de tous les ions présents
