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Physiologie animale > 3_COURS Potentiel membranaire > Flashcards

3_COURS Potentiel membranaire Flashcards

1
Q

qu’est-ce que le potentiel membranaire (Vm) ?

A

quand il y a une séparation de charges de part et d’autre d’une membrane

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Q

qu’est-ce que le potentiel de repos (PR) ?

A

potentiel membranaire de la cellule au repos

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3
Q

qu’est-ce que le potentiel d’action (PA) ?

A

potentiel membranaire quand la cellule est soumise à une stimulation

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4
Q

quels sont les différents positionnement des électrodes sur l’axone géant lors des travaux pionniers et quels sont les différences de potentiel observées ?

A
  • 2 électrodes à l’intérieur : différence de potentiel nul (VA = VB)
  • 2 électrodes à l’extérieur : différence de potentiel nul (VA’ = VB’)
  • 1 à l’extérieur 1 à l’intérieur : différence de potentiel (-70mV)
    ==> dans un même milieu tous les points ont le même potentiel (isopotentiel) mais il y a une différence entre l’intérieur (-) et l’extérieur (+)
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5
Q

où trouve-t-on un PR ? et un PA ?

A

PR : toutes les cellules

PA : cellules musculaires et nerveuses, répondent à un changement de potentiel

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6
Q

2 compartiments séparés par un membrane non sélective (laisse passer charges + et -), y a-t-il un Vm ?

A

non car si une charge passe d’un côté, une charge opposé va passer aussi pour équilibrer

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7
Q

2 compartiments séparés par une membrane sélective (laisse passer que + ou que -), y a-t-il un Vm ?

A

oui car une charge passe d’un côté mais la membrane empêche le passage de la charge opposée : un côté devient chargé négativement à force de perdre des charges + ou gagner des charges -
==> crée un potentiel entre compartiments

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8
Q

quelles sont les conditions pour avoir un potentiel membranaire (2) ?

A
  • différence de concentration d’ions de part et d’autre de la membrane : génère une force qui fait passer les ions
  • perméabilité sélective de la membrane grâce à des protéines canal
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9
Q

comment le PR est crée en conditions physiologiques (avec Na+ et K+) ?

A
  • gradient de Na+ et K+ de part et d’autre de la membrane
  • membrane plus perméable aux K+ que Na+
  • milieu intracellulaire devient négatif car il perd une charge quand un K+ passe vers l’extracellulaire
  • plus de K+ sortent que de Na+ rentrent donc les charges ne sont pas équilibrées
  • PR négatif à cause de la différence de perméabilité et gradients de concentration
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10
Q

avec quoi peut-on déterminer si il y a entrée ou sortie de l’ion ?

A

on doit connaître Vm et le potentiel d’équilibre de l’ion (Ex)

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11
Q

comment déterminer Ex ?

A
  • 2 compartiments séparés par une membrane sélective (ex : passage K+ mais pas Cl-) avec les mêmes concentrations (Vm = 0)
  • augmente la concentration d’un compartiment : crée une force qui pousse les K+ vers l’autre compartiment
  • force chimique (gradient de concentration) attire K+ vers le 2ème compartiment
  • à long terme, gradient chimique crée une différence de charge entre les compartiments
  • force électrique : (négativité) attire les K+ vers le compartiment initial
  • échange continu jusqu’à ce que les forces s’égalisent
    ==> équilibre électrochimique de l’ion
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12
Q

en simple, comment est atteint Ex et comment sait-on qu’il est atteint ?

A

force chimique = force électrique, donc flux net = 0 (/!\ : équilibre pas atteint quand les concentrations sont les mêmes)

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13
Q

que permet de calculer l’équation de Nernst ?

A

il détermine l’équilibre de l’ion et le potentiel auquel l’ion est en équilibre

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14
Q

donner est l’équation de Nernst

A

Ex = (58/Z) log ([X extra]/[X intra])
avec Z le nombre de charges de l’ion X
si l’ion est chargé négativement : inverser les concentrations du log

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15
Q

quelles sont les valeur de EK et ENa et que signifient-ils ?

A

EK = -90 mV
ENa = 60 mV
à ces valeurs de potentiel, l’ion est à l’équilibre

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16
Q

à quoi sert l’équation de Goldman ?

A

permet de savoir dans quel sens l’ion passe

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17
Q

donner l’équation de Goldman et dire ce qu’elle implique

A

Vm = (RT/F) ln ((PNa[Na]e + PK[K]e) / (PNa[Na]i + PK[K]i))
avec :
P : perméabilité
e : extérieur
i : intérieur
–> Vm dépend de tous les ions dans la cellule

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18
Q

quelle est la valeur de PR ? que peut-on en dire ?

A

PR = -70 mV, c’est une valeur proche du potentiel d’équilibre de K+ donc PR dépend plus de K+ car la membrane y est plus perméable mais la faible perméabilité à Na+ empêche le potentiel d’atteindre l’équilibre de K+

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19
Q

déterminer le mouvement de K+ et Na+

A

on sait que : Vm = -70 mV ; EK = -90 mV ; ENa = 60 mV
donc :
EK < Vm : sortie d’ions (pour arriver à EK mais jamais atteint à cause de Na+)
ENa > Vm : entrée d’ions (pour arriver à ENa mais jamais atteint à cause de K+)
–> inverse pour les charges négatives

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20
Q

à quoi est dû le potentiel membranaire ?

A

à la présence de canaux de fuite K+ très nombreux : le milieu intracellulaire perd beaucoup de charges + donc Vm négatif côté intracellulaire

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21
Q

que se passe-t-il si on change la concentration extracellulaire de K+ ? de même avec Na+ ?

A

pour K+ : valeur du potentiel membranaire change à cause de la haute perméabilité
pour Na+ : potentiel membranaire pas affecté dû à la faible perméabilité

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22
Q

pourquoi les K+ continuent de sortir et les Na+ de rentrer sans arriver à l’équilibre du gradient chimique ?

A

transport actif d’une pompe contre les gradients de K+ et Na+ : expulse 3 Na+ pour faire rentrer 2 K+ et maintenir le gradient

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23
Q

que se passe-t-il si la pompe Na+-K+ ne fonctionne pas ?

A

abolition du gradient donc équilibre des ions atteint donc pas de PR donc pas de possibilité d’avoir un PA
==> cellule morte

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24
Q

comment sont réparties les charge à l’échelle de la cellule ?

A

globalement la cellule est neutre, les Cl- neutralisent les Na+ à l’extérieur et des protéines chargées - neutralisent les K+ à l’intérieur : différence de charge proche de la membrane uniquement

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25
Q

quelles sont les 3 phases du PA ?

A
  • dépolarisation
  • repolarisation
  • hyperpolarisation
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26
Q

qu’est-ce qu’une stimulation efficace ?

A

stimulation suffisante pour dépasser la valeur seuil (-50mV) d’où le PA commence

27
Q

qu’est-ce que la dépolarisation ?

A

après excitation de la fibre, l’extérieur devient chargé - et l’intérieur chargé +, l’onde dépolarisante se propage dans la zone d’à côté puis passe en repolarisation et hyperpolarisation

28
Q

que ce passe-t-il quand on fait travailler un muscle avec des poids de plus en plus lourds ?

A

les PA gardent la même amplitude (~100mV) mais ils sont plus nombreux

29
Q

qu’est-ce que la période réfractaire absolue (PRE) ?

A

période où aucun potentiel peut prendre naissance après un PA (~1-2 ms)

30
Q

qu’est-ce que la période réfractaire relative (PRR) ?

A

période où il peut y avoir un 2ème PA à condition que le nouveau soit plus intense que le précédent (supraliminaire)

31
Q

qu’est-ce que l’intensité liminaire ?

A

intensité sous laquelle il ne peut pas y avoir de PA :

  • infraliminaire : pas de PA
  • supraliminaire : PA
32
Q

quelles sont les 3 méthodes pour définir la responsabilité des ions dans les PA ?

A
  • voltage imposé
  • impact des concentrations extracellulaires de Na+ sur l’ampleur du PA
  • utilisation de composés chimiques qui bloquent l’entrée de Na+ ou la sortie de K+ et observation de l’impact sur les courants précoce et retardé
33
Q

à quel endroit peut-on imposer un voltage pour déterminer la responsabilité des ions dans les PA ?

A

à un voltage où passent la dépolarisation et repolarisation

34
Q

comment fonctionne la méthode de voltage imposé ?

A

on impose un voltage : quand la membrane change de potentiel, la différence de potentiel est détectée et un courant est injecté pour atteindre le voltage injecté

35
Q

quels sont les 2 courants injectés dans la méthode de voltage imposé et qu’est-ce que ça signifie ?

A
  • courant précoce
  • courant retardé
  • -> 2 courants différés donc la dépolarisation est du à l’entrée d’ions et la repolarisation est due à une sortie d’ions différents
36
Q

comment sait-on que le courant précoce est un courant entrant d’ions et le courant retardé est un courant sortant ?

A

sur le graphique obtenu, le courant précoce est dans les négatifs, donc c’est une entrée d’ion alors que le courant retardé est dans les positifs donc c’est une sortie d’ions

37
Q

comment sait-on que ce sont des ions différents qui font le courant précoce et retardé ?

A

les courants ne sont pas produit en même temps

38
Q

qu’observe-t-on à la valeur imposée de 0 mV et pourquoi ?

A

le courant précoce est plus fort (= entrée plus massive d’ions) car les canaux qui permettent leur passage sont voltage dépendants (CVD) donc plus le voltage est positif, plus les canaux sont ouverts, plus le passage est grand
le courant retardé est plus fort aussi pour les mêmes raisons (mais c’est une sortie d’ions)

39
Q

qu’observe-t-on à la valeur imposée de 26 mV ? pourquoi est-ce surprenant ?

A

faible entrée d’ions alors qu’on s’attendait à une entrée plus importante puisque le courant est positif, par contre le courant retardé augmente encore

40
Q

qu’observe-t-on à 52 mV ? que peut-on en tirer ?

A

aucune entrée d’ions donc flux net = 0
or quand flux net = 0 c’est que le potentiel d’équilibre de l’ion est atteint
–> 52mV correspond à ENa donc Na+ est responsable du courant précoce donc entrée de Na+ lors de la dépolarisation

41
Q

pourquoi à la valeur imposée de 26mV l’entrée de Na+ était-elle plus faible ?

A

plus le courant imposé est positif plus il y a de CVD ouverts donc plus il y a une entrée de Na+, à 26mV tellement de Na+ sont rentrés que le gradient chimique à diminué donc moins de Na+ rentrent

42
Q

que se passe-t-il à la valeur imposée de 65mV ?

A

valeur supérieure à ENa donc sortie de Na+

43
Q

en quoi consiste la 2ème méthode pour définir la responsabilité des ions dans le PA ? qu’observe-t-on ? qu’en déduit-on ?

A

met des concentrations différentes de Na+ dans le milieu extracellulaire : plus les concentrations sont petites plus l’amplitude du PA est petite et inversement donc c’est Na+ qui est responsable de la dépolarisation puisque c’est l’étape qui définit l’amplitude du PA

44
Q

qu’advient-il de la perméabilité de la membrane lors d’un PA ?

A

la membrane devient plus perméable aux ions Na+ que K+ car beaucoup de CVD Na+ s’ouvrent

45
Q

en quoi consiste la 3ème méthode pour définir la responsabilité des ions dans le PA ?

A

impose le potentiel à 0 et on utilise une drogue qui bloque la sortie de K+ : le courant précoce n’est pas impacté mais le courant retardé si
==> repolarisation due à la sortie de K+
même expérience mais avec une autre drogue qui bloque l’entrée de Na+ : courant précoce n’apparaît pas mais le courant retardé si

46
Q

à quel potentiel et à quelle vitesse s’ouvrent et se ferment les CVD K+ et Na+ ?

A

CVD Na+ : ouverture rapide à -50mV puis inactivation à -30mV suivit de la fermeture
CVD K+ : ouverture lente à -30mV et fermeture lente

47
Q

par quoi est causée l’hyperpolarisation ?

A

par la fermeture lente des CVD K+ donc même quand Vm est atteint les K+ continuent de sortir

48
Q

quels sont les 3 états des CVD Na+ ?

A
  • fermé
  • ouvert
  • inactif
49
Q

quels sont les 2 états des CVD K+ ?

A
  • fermé

- ouvert

50
Q

quelles sont les différentes configurations des CVD Na+ à leurs 3 états ?

A

fermé : hélice d’aa chargé + dans la surface intracellulaire (-)
ouvert : dépolarisation de la membrane, intracellulaire devient + donc la chaîne change de côté donc changement de conformation
inactif : à 30mV la canal est ouvert mais une boule empêche aux Na+ d’atteindre ENa en entrant, c’est la PRE (1-2ms puis canal se ferme)

51
Q

que ce passe-t-il quand on injecte un courant - ? un courant + ?

A
  • : hyperpolarisation de la membrane

+ : dépolarisation de la membrane

52
Q

qu’est-ce qu’un potentiel local ?

A

potentiel qui ne fait pas dépasser le seuil donc il n’y a pas de PA

53
Q

quelles sont les propriétés passives des membranes (2) ?

A
  • capacitance (Cm)

- résistance (Rm)

54
Q

qu’est-ce que la capacitance ?

A

capacité d’une membrane à emmagasiner du courant (variable d’une cellule à l’autre), capacité à stocker des charges quand un courant est injecté
–> une cellule peut avoir une bonne ou une mauvaise capacitance

55
Q

qu’est-ce que la résistance ?

A

capacité de la membrane de préserver un maximum de courant en son intérieur (variable selon les cellules) : plus il y a de pores, moins la membrane est résistante
==> plus on s’éloigne du point d’injection, plus l’amplitude diminue

56
Q

quelles sont les constantes permettant le calcul de la perte des charges (2) ?

A
  • temps

- distance

57
Q

comment calcule-t-on et interprète-t-on le temps dans le contexte de perte des charges ?

A

Cm x Rm
temps pour lequel il y a atténuation de 63% du potentiel initial : plus la constante est élevée plus la cellule a de chances d’atteindre le seuil par une autre stimulation et avoir un PA (et inversement)

58
Q

qu’est-ce que la distance et comment l’interprète-t-on dans le contexte de perte des charges ?

A

distance pour laquelle on a une atténuation de 37% du potentiel initial
à T0 la dépolarisation est maximale mais l’amplitude diminue avec la distance : plus la distance est grande (garde les charges longtemps) plus la membrane a de chances d’atteindre le seuil et faire un PA

59
Q

citer différents PA et les cellules qui les produisent (4)

A
  • cellule purkinje
  • cellule olive inférieur : PA dure plus de 1-2ms
  • cellule nodale (cardiaque) : permettent le battement automatique, potentiels nodaux successifs
  • cellules ventriculaires (cardiaques) : dépendent du potentiel généré par les cellules nodales, potentiel ventriculaire avec une repolarisation lente
60
Q

quelles sont les particularités du potentiel nodal (2) ?

A
  • potentiel de repos instable : dès que la membrane se retrouve à -60mV il y a dépolarisation de la membrane
  • dépolarisation avec 2 ions : Na+ (lente) et Ca2+
61
Q

expliquer les étapes du potentiel nodal

A
  • à -60mV : ouverture lente des CVD Na+ jusqu’à -40mV
  • à -40mV : ouverture des CVD Ca2+ jusqu’à 2-10mV
  • repolarisation : diminution de la perméabilité à Ca2+ et augmentation de la perméabilité à K+
  • atteint -60mV : tout de suite se dépolarise….
62
Q

quelles sont les particularités du potentiel ventriculaire (2) ?

A
  • dépolarisation grâce à des jonctions connectantes

- repolarisation en forme de plateau descendant

63
Q

expliquer les étapes du potentiel ventriculaire

A
  • dépolarisation par des jonctions connectantes
  • entrée de Na+ par des CVD : potentiel va de -90 à -70mV rapidement
  • repolarisation : plateau descendant à cause de l’entrée de Ca2+ et le début de sortie de K+
  • fermeture des canaux Ca2+ donc sortie de K+ uniquement donc fin de repolarisation de la membrane rapide
64
Q

à quoi sert le potentiel ventriculaire ?

A

le coeur se contracte toute sa vie (= tout le temps stimulé) sans repos : potentiel ventriculaire permet d’avoir une longue période réfractaire pour reposer les cellules

Physiologie animale (9 decks)

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