C3 - Canaux dépendants du voltage et potentiel d'action Flashcards
Énumérez les intérêts de l’usage de l’axone du calma géant.
- Utilisé autrefois pour son accessibilité, sa taille, sa visibilité
- Permet l’étude des synapses
Énumérez les avantages des Ovocytes de Xéna (amphibien).
- Œufs énormes et électriquement neutres
- Pas de canaux voltages-dépendants
- Permettait l’introduction de canaux qu’on voulait étudier à on savait alors que les lectures électriques mesurées n’étaient pas influencées par d’autres canaux (œufs neutres)
- Facilité d’étude
Résumez le montage (éléments essentiels) du voltage-imposé (quelles électrodes, quel endroit).
Quelle est la loi régissant l’expérience?
(voir image)
- Intérieur d’un axone est plus négatif que l’extérieur
- Lecture intra neurone en comparaison avec la lecture de l’électrode de référence
- -60 mV au repos (par exemple)
- Lecture de base
- Lecture intra neurone en comparaison avec la lecture de l’électrode de référence
- Lecture intra neurone comparée à la lecture du voltage imposé au décodeur
- Si pareil, pas d’action
- Si différent : injection d’un courant ÉGAL et INVERSE pour maintenir le voltage imposé
- Évite le changement du potentiel membranaire
- Phénomène instantané
- Loi d’Ohm
- V=RI
- Voltage dépend de la résistance et du courant
Le voltage imposé permet quel type d’étude? Qu’est-ce qui est mesuré?
- Hudgkin et Huxley : utilisent ce système pour établir leurs conclusions
- Permet l’étude des canaux ioniques
- Imposer la membrane à un potentiel membranaire fait en sorte que la machine va nous lire le courant nécessaire pour changer un changement de voltage (on mesure donc le changement)
- Machine très rapide, donc on détecte aucun changement au niveau de la cellules, mais le système le mesure
Pour des ions positifs, un courant intrant provoque quel changement? et un courant sortant?
- Pour des ions positifs, un courant entrant est dépolarisant, un courant sortant est hyperpolarisant
- Différents pour des ions négatifs
Quels sont les 4 types de techniques Patch-Clamp? Quels sont leurs buts et avantages? Caractéristiques?
- clamp
- Technique donnant accès à des cellules plus petites, et directement aux canaux ioniques
- Utilisation d’électrodes plus grosses (1 micron)
- Accolée sur la membrane, avec une pression négative (succion)
- Membrane collée dessus l’électrode
- Enregistrement en cellule attachée
- cellules pas brisées, membrane collée par succion légère
- Lecture par l’électrode du canal attaché seulement
- Enregistrement cellule entière
- Succion forte et brève
- Bris de la membrane dans l’électrode : accès au cytoplasme complet
- Enregistrement Inside out
- Arrachement de la membrane avec le canal
- Membrane collée à l’électrode
- Exposition de la face intérieure de la membrane à l’extérieur
- Enregistrement outside out
- Comme la cellule entière, sauf qu’on tire et on arrache les deux bouts de membranes
- Ils se rattachent, la membrane extérieure reste exposée à l’extérieur
Quelle est la formule de la constande d’espace? Pourquoi l’amplitude du signal diminue-t-elle avec la distance?
- Constante d’espace est proportionnelle au ratio de la résistance membranaire / résistance axiale
- Pourquoi? Membrane a des trous, donc les charges générant le chx de voltage s’échappent
- Plus il y a de trous, plus la résistance membranaire Rm est faible
- Moins il y a de trous, plus la résistance membranaire Rm est élevée (constante d’espace est longue, car plus d’espace avant d’atténuer le signal)
Quelles sont les variables de la constante de temps?
Comment varient les 2 variables?
- Constante de temps = Résistance membranaire * Capacitance membranaire
- Temps nécessaire pour atteindre 63% de l’amplitude maximale
- Capacitance
- Deux surfaces chargées espacée par un matériau non conducteur, très proche
- Capacité d’accumulation de charge
- Grande plaque = grande capacitance à accumuler des charges (petite plaque = petite capacitance)
- Membrane plasmique : membranes séparées par une épaisseur lipidique, non conductrice
- Gros neurone, grosse surface, grosse capacitance
- Petit neurone, petite surface, petite capacitance
- Grosse capacitance, capacité d’accumuler plus de charge, plus long avant d’atteindre la maximum de charge, constante de temps plus grande.
- Rm : grande résistance, petite perméabilité
- Gros Rm, peu de charges qui passent, plus de temps à atteindre le maximum, constante de temps plus élevée
- Petit Rm, beaucoup de charges passent, moins long avant d’atteindre le maximum, constante de temps plus basse
Les canaux ioniques sont-ils plus rapides ou plus lents comparés aux pompes?
- Canaux ioniques : passage de charges par unité de temps très supérieur aux pompes
Quelles sont les principales caractéristiques des canaux voltages dépendants?
- Canaux voltage dépendant : Na, Ca, K, Cl
- Protéines à domaines transmembranaires avec pores
- Détecteur de voltage
- Pore sélectif
- Mécanismes de régulations
- Spécificité pour l’ion visé
- Protéines à domaines transmembranaires avec pores
Quelle spécialité a le canal Na+ voltage dépendant? Quel est l’impact au niveau de la dépolarisation?
- Canal ouvre avec la dépolarisation
- Na+ entre selon le gradient
-
Mécanisme d’inactivation : fermeture du clapet, mais pore ouvert (ouvert mais inactivé)
- Activé par la dépolarisation, effet à retardement
- Na+ ne passent plus
- Courant arrêté
Quelle substance marine particulière bloque les canaux sodiques voltages dépendants?
La tétrodotoxine (TTX) : pufferfish
Quel est le fonctionnement des canaux K+ voltages dépendants pendant la dépolarisation?
- Canaux K+ voltage-dépendant
- Imposition d’un saut de voltage (dépolarisation brusque)
- Canal ouvre
- K+ sort tant et aussi longtemps que la membrane est dépol
- Réponse lente (délais d’ouverture), mais jamais inactivé
- Imposition d’un saut de voltage (dépolarisation brusque)
Quelle relation s’établit entre le voltage et la dépolarisation? La dépendance au voltage est-elle différente entre les canaux Na+ et K+ ?
- Dépendance au voltage : plus le voltage est élevé, plus la dépolarisation est haute
- Canaux Na+ et K+ ont des dépendances au voltage sensiblement identiques
Dans la création du potentiel d’action, quels sont les rôles respectifs des ions Na+ et K+?
- Importance du Na+
- Réduction du Na+ extracellulaire, le pic de dépolarisation est plus bas (courbe écrasée)
- Sodium responsable de la dépolarisation (courant entrant)!
- Importance du K+
- Responsable du courant sortant/ hyperpolarisation
- Sans canal K+, inactivation des canaux sodiques est responsable de la repolarisation
Que veut-on dire par « phénomène tout ou rien » ?
- Atteindre le potentiel membranaire (seuil de dépolarisation) autour de -45 mV pour activer l’explosion
- Une fois le seuil atteint, il est impossible d’empêcher la dépolarisation.
Quelle serait la conséquence d’une ouverture rapide des canaux potassiques?
- Pas de dépolarisation
- Sortie des K+ est hyperpolarisant, compenserait pour l’entrée des Na+
Qu’est qu’une période réfractaire? Par quoi est-elle déterminée?
- Période de temps où il est difficile ou impossible de générer un autre potentiel
- Déterminée par
- Activation des canaux K+ : absolue
- Débalancement ionique : relative
- Mécanisme de rétablissement du débalancement a un temps d’action lent
- Pour le prochain potentiel, tout doit être revenu à la normal
- Dépend des différents mécanismes : détermine la fréquence de génération de potentiels
- Réfractaire courte = +++ fréquence
- Dépend des différents mécanismes : détermine la fréquence de génération de potentiels
Chez les axones non myélinisés, quel facteur va-t-on modifier pour moduler la conduction du potentiel d’action? (Pensez à la constance d’espace).
-
Résistance axiale : gros axone, petite résistance à facilitée de propagation, augmente la vitesse
- Jouer sur le diamètre change la vitesse de propagation : plus gros, moins de résistance, plus grande vitesse
- Chez les axones non myélinisées : mécanisme de modulation de la vitesse
Quel est le concept de conduction regénératrice du potentiel d’action au niveau de l’axone?
- Dépolarisation initiale cause l’activation des pompes voltages dépendantes voisines : propagation tout ou rien linéaire
- Résulte en un potentiel à même amplitude sur toute l’axone (malgré les fuites qui sont minimes comparativement aux charges qui entrent par canaux sodiques voltages dépendants)
- Vitesse : 0.5-10 m/s
Quel est l’avantage des axones myélinisés? Quel est le facteur modulé (constance d’espace)?
- Stratégie : myéline isole la membrane de façon absolue
- Rien de sort
- Échanges au niveau du nœud de Ranvier seulement
- Résistance membranaire absolue : permet la vitesse très rapide sans augmenter le diamètre
Où se situent les canaux voltages dépendants dans les axones myélinisés?
- Entre segments de couches de myélines : nœuds de Ranvier
- Canaux sodiques de voltage dépendant : seulement dans les nœuds, pas sous la myéline
Rappel au verso. :)
On lâche pas.
Interrelation Na+ et K+
- Interrelation des canaux Na + et K +
- Au repos, membrane perméable au K+ (canaux passifs)
- Changement de voltage à canaux ouvrent
- Au début, augmentation de la perméabilité au sodium
- Pic : nette supériorité de la perméabilité sodique que potassique
- Fermeture des canaux sodiques
- Repolarisation par les canaux potassiques (jusqu’à leur fermeture)
- Retour à l’équilibre
