Canaux ioniques Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que la technique de voltage imposé?

A

A permis de découvrir quel était le flux ionique, fait sur xones géants du calmar, insère 2 électrodes, 1 injecte q et l’autre mesure ddp entre int et ext qui est électrode de référence, mesure en tout temps la ddp d’une cell et ya comparateur de voltage ou injecte q pour mesurer diff entre pot mesuré et pot maintenu par syst donc si détecte déviation, injecte q pour maintenir à ddp qu’on veut mesurer q de charges pour déterminer I de la memb donc peut mesurer I d’une memb pour savoir si canaux sont ouverts ou pas
Ampli mesure voltage réel vs imposé pour déterminer ddp et injecte I pour maintenir stable
En fction du voltage qu’ils mettent, ils mesurent le I qu’ils doivent mettre pour rétablir le voltage et avec le I ils savent c’était quoi la conductance qu’avait été créé

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2
Q

Quels sont les courants membranaires ouverts par la dépolasisation?

A

+part des canaux sont activés par la dépola au lieu de hyperpola donc dépola induit I entrant complexe, ya courant entrant (Na+) suivit de sortie de courant (K+)
si hyperpola, le phénomène mesuré est bcp + limité pcq ya pas d’ouverture de canaux
dépola induit I qu’a +ieurs phases

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3
Q

Qu’est-ce que la conductance membranaire?

A

Quand mesure I, I mesuré dépend de la conductance et la F électromotrice
Dépend de nbre de canaux ouverts et le I qu’ils laissent passer, dépend du potentiel, est stochastique
g dépend du pot, + dépola, + g aug pcq + de canaux ouverts
À +50, on est à l’eq du Na+ donc le flux net est nul même si ya bcp de canaux ouverts
Phase retardée = K+, + dépola memb, + éloigne de eq du K+, courbe montre I + en + grand + dépola pcq + canaux ouverts et F électromotrice est élevée
à +50 mV on arrive à un courant de 0 pcq on est au pot eq du Na+ (précoce)
est en fction de l’ion, de la ddp memb et le pot eq de l’ion
plus la diff est grande, plus le courant est grand

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4
Q

Qu’est-ce que le patch clamp?

A

mesure ouverture de canaux individuelles
a mener à bcp de découvertes
Électrode déposée à la surface d’un neurone, y colle, peut avoir +ieurs canaux sous l’électrode et mesurer électriquement un canal et mesurer les I qui y passent au travers, permet apprendre bcp de hoses sur mode de fctionnement des canaux
Permet de mesurer des I

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5
Q

Qu’est-ce qu’un courant sodique unitaire?

A

patch clmp permet de mieux comprendre V imposé
Quand mesure avec canal unique, quand dépola de façon successive, ya ouverture de canal avec entrée de courant et ouverture survient dans 1res fractions de millisecondes après le début de la dépola, si dépola pour longtemps, canaux ouvrent rapidement et après ya pu de I, ouverture est transitoire mais l’essentiel est rapide, processus est stochastique, des fois reste ouvert longtemps et des fois ouvre même pas, dépend de la dépola, + dépola memb, + a de chaces que canal ouvre mais arrive jamais à 100%
Patch clamp montre conductance d’un canal unique
+ dépola, + a chances que canaux ouvrent, faut dépola à plus de 0mV pour avoir proba max que canal ouvre
canaux sont pas ouverts tout le t, c’est pas pendant tout le t que ya dépola que canal est ouvert, il ouvre et se ferme, les canaux ont juste plus de proba d’ouvrir quand on dépola, un canal peut s’ouvrir même si est pas au seuil, c’est juste que proba est vrm plus petite

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6
Q

Comment se fait l’ouverture et la fermeture des canaux ioniques Na+ et K+?

A

quand dépola, change confo qui ouvre canal, Na+ qui en a + à l’ext va rentrer mais après délai de t, et après certain t quand est très dépola, canal change de confo et est inactivé (ions passent pu mais canal est techniquement ouvert), quand hyperpola et redevient neg, canal revient à normale (mécanisme inactivation arrête et pore peut se fermer)
Canal K+: quand dépola, canal ouvre et reste ouvert tant que est dépola pcq a pas de mécanisme d’inactivation et ont cinétique d’activation + lente donc ouvrent + tardivement à cause d’une diff dans leur structure, ya sortie de K+ quand canaux sont ouverts pcq ya + K+ à l’int que ext,

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7
Q

Quelle est la structure des canaux ioniques sensibles au voltage?

A

Plusieurs domaines transmembranaires
Éléments structuraux spécifiques requis pour:
Détecteur de voltage
Pore sélectif

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8
Q

Quels sont les Rôle des conductances sodiques et potassiques dans le potentiel d’action?

A

phase I entrant transitoire suivit de phase de courant sortant
Conductance = valeur qui représente canal ouvert
Conductance au Na+ est + rapide que celle au K+, dès que ya dépola ya entrée de Na+ et est phase de dépola, 2e phase est due à inactivation des canaux Na+ et ouverture des canaux K+ qui hyperpolarise, bcp de canaux K+ s’activent et ferment lentement donc on va à plus neg que le début

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9
Q

Comment L’excitabilité des neurones dépend du complément de canaux exprimés?

A

En fction des conductances qu’on retrouve, on peut avoir diff patron de décharges et les conductances peuvent être + ou - activées selon le pot memb

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10
Q

Comment Les composantes potassiques et sodiques ont des propriétés différentes?

A

Quand dépola memb à diff niveaux, de façon subsequante à diff pot, peut isoler courants, + dépola memb, + conductance Na+ aug jusqu’à un plateau (pot ou canaux allaient ouvrir sont ouverts), + dépola est grande, + ouverture du canal se fait vite (atteint pic de conductance du Na+ plus rapidement), même si dépola est soutenue, conductance memb au Na+ s’active seulement pour qq ms même si dépola continue, trs diff du K+ pcq ça prend du t pour activer conductance et tant qu’on est dépola, les canaux restent ouverts, sensibilité au voltage de ces canaux est semblable mais ont propriétés d’inactivation diff donc durée d’activation est diff
pour une même dépola, la conductance Na+ devient max rapidement et K+ devient max vers la fin
Plus dépola est grande, plus conductance est grande

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11
Q

Quel est le Rôle de l’hydratation dans la perméabilité sélective?

A

prot transmemb avec trou au milieu ou ions passent, taille du trou est diff d’un canal à un autre, taille ion Na+ est + petite que K+ mais faut aussi considérer la sphère d’hydratation, ions ont chapms éect forts donc attirent bcp d’eau, sphère K+ est + petite que Na+, pore Na+ est + grande que K+ pcq sphère + grande, quand ions passent, ions doivent décharger d’un peu d’eau pour passer, ya des aa qui gèrent la sélectivité des canaux et des aa qui interagissent directement avec les ions et pour interagir avec les aa, les ions doivent être essentiellement déhydratées, ion retrouve rapidement sa sphère d’hydratation
+ grande sphère hydrat = + grand pore et inverse pour petit, dépend pas de la taille de l’ion
Physiquement, Na+ est + petit que K+ mais attire plus d’eau donc son pore est + gros
Dans pores ya aa qui font liens forts avec diff ions, ions passent un après l’autre, aa peuvent répulser les ions qui sont pas pour ce canal

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12
Q

Qu’est-ce que l’Ouverture de type “tout ou rien” des canaux ioniques?

A

technique voltage imposé mais pas cell entière, utilise lipides qui s’insèrent et bouchent trou et c’est comme si crée memb mais juste au trou, peut ensuite mettre canal ionique et mesurer le courant qui y passe, fait avec canal artificien qui est un antibiotique, flux des ions se fait juste quand tout est aligné et ions passent instantanément, c’est similaire à changement de confo de canaux, c’est très rapide, peut mesurer +ieurs paramètres des canaux ioniques (conductance et flux si impose voltage), peut déterminer quel ion passent en testant les eq électrochim
Tout bouge ensemble dans la bicouche lipidique, vue que memb bouge, canal est pas tjrs ouvert, passe juste ions quand canaux sont alignés ensembles
+ voltage est grand, + courant est grand

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13
Q

Comment on a fait l’Utilisation du patch clamp pour détecter l’ouverture des canaux ioniques individuels?

A

Identifie avec cette technique que c’est tout ou rien, fait cell attachée, met de l’ACh dans électrode et mesure directement ouverture des canaux nicotiniques, canaux passe de fermé à ouvert presque instantanné, ferme après un eu et peut s’ouvrir pleins de fois mais à chaque fois que ouvre, le courant est le même, donc conductance d’un canal est unitaire et tjrs le même, caractéristique déterminée par la structure du canal
Si fait exp +ieurs fois, canal va pas tjrs s’ouvrir e la même façon, ouvre et ferme de t variables
Canal va pas s’ouvrir 1/2, la conductance est tjrs la même, si canal est pas totalement ouvert, il laisse passer rien

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14
Q

Qu’est-ce que la Nature linéaire ou non du flux ionique?

A

flux ions est proportionnel d’un bord p/r à un autre
ohmique (suit la loi d’Ohm de façon linéaire)
rectification = courant d’un brord est plus grand qu’un autre

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15
Q

Qu’est-ce que la Courbe courant-voltage du récepteur NMDA: rectification sortante?

A

en fction du pot memb, le I qui passe est linéaire uniquement si ya pas de Mg
si ya Mg (pas dépola), est pas linéaire, + est à neg, + est bouché
dans conditions physiologiques, ya tjrs Mg docn tjrs rectification

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16
Q

Que sont les Canaux potassiques à rectification entrante?

A

canal K+, 2 domaines transmemb, à pot neg laisse passer bcp I et à + laisse passer peu
pour mieux visualiser courbe, ont frcer pour que pot eq de K+ soit à 0mV
Canal interagit avec polyamine (spermine) charge + et interagit avec des aa chargés neg, réaction de spermine et canal est favorisé à pot + (attiré vers canal) et bloque le canal
Canal contribue à maintenir pot neg des neurones, ouvert à repos et ferme à dépola
quand est dépola, on ouvre chages neg du canal et spermine chargée + va bloquer pore mais quand on est neg, spermine bloque pu et on peut faire sortir des ions

17
Q

Quels sont les différents Changements de conformation menant à l’ouverture des canaux ioniques (3)? Et 4 causes douverture?

A

une petite partie de la structure ouvre et ferme
changement plus global de la structure (ouverture nécessite grand changement)
une particule, théo extracell bloque le canal à un moment et sort à un autre
ya pas un seul mécanisme qui permet ouverture d’un type de canal, canaux font tout
ouverture déclenchée par changement de pot,
peut être sensible à des ligands (NT) extracell, liaison induit changement de confo (récept ionotropes (récept canaux des NT))
Ligand extracell ex phospho et déphospho cause fermeture ou l’inverse, ctrlé par kinases et phosphatases qui sont influencés par les signaux reçus par les neurones
Changement de champ élect de memb induit changement de structure
Contact phys: ext récepteurs senso de la peau, étirement change confo et canal peut ouvrir

18
Q

Comment se fait la Régulation pharmacologique de l’activation des canaux ioniques?

A

ex récept de NT, site de liaison = site orthostérique (site liaison principal), souvent extracell pour les ionotropes, antagonistes des récept lient le même site que NT lie donc changement de confo se fait pas et canal ouvre pas
peut aussi s’attacher à un site allostérique (ailleurs), facilitent ou inhibent action du NT
pas juste des ligands qui permettent ouverture, peuvent aussi faciliter ouverture

19
Q

Quel est le mécanisme d’inactivation des CNa+?

A

repos: porte d’activation est fermée, dépola induit changement de confo, porte s’ouvre et ions passent ensuite mécanisme d’inactivation boule et chaine est attiré par embouchure du pore par électrostatique dès que pore est ouvert et après certain t canal est inactivé, en exp peut maintenir dépola longt mais physiologique ya dépola pour qq ms
quand polarité revient à neg, particule est moins actvée à embouchure pcq on est neg donc particule se détache et canal recient à initial et calnal est ferm et désinactivé
canal unique: dépola et dans 1res ms ya ouverture de canal et on en voit pas après à cause de l’inactivation a moins qu’on repola à neg
diff canal Na+ de K+, regarder activations dans le t, Na+ s’active et ne se reouvre pas pour un bout dans le t, s’active pas d’autres fois et autres canaux peuvent s’ouvrir +ieurs fois dans un court lapse de t pcq ont pas de particules d’inactivation

20
Q

Vrai ou faux? L’inactivation des canaux peut aussi être dépendante du calcium

A

Vrai. inactivation déend de champ élect mais aussi dépendante de Ca2+
ex CCaVd ya dépola et ouverture mais après un certain t ya pu de flux pcq canal active CAM qui force changement de confo et cause inactivation, si bloque ce mécanisme on bloque inactivation des canaux calciques, mécanisme dépendant d’un messager, est un mécanisme de protection pour la cell pour pas qu’il y ait trop de Ca2+ dans la cell ex excitotoxicité

21
Q

Quelle est la structure générale des canaux ioniques?

A

ya diff structures de canaux, peut être pleins de peptides dans une même prot avec +ieurs domaines transmemb, homo ou hétéro
s-u accessoir : est pas essentiel au fctionnement mais ont rôles régulateurs importants
alpha = pore

Grande conservation dans la structure, ya diff dans structures fines selon ions qui passent mais structure globale est la même, canaux ont tous évolué à partr d’un même canal ancestral qui était K+,
Canaux K+ ont 6 domaines transmemb, c’est un des modules des canaux Ca2+ et Na+
Est plus facile pour faire l’étude de nouveaux canaux

22
Q

Quelle est la structure des canaux activés par des ligands, le voltage et des gap junctions?

A

pour former un récept ç prend 5 prot avec 4 domaines transmemb donc = 20 domaines transmemb mais peut trouver variation des s-u qui forment le canal

24 domaines transmemb (4 fois un motif de 6) en une seule prot, domaines transmemb, intra cyto et extracell, diff packets d’aa hydrophobes forment des modules pour que le canal se forme et laisse un pore au milieu

domaines transmemb dans 2 cell diff qui interagissent ensemble pour former un pore qui passe au travers de 2 cell

23
Q

Quelle est la structure moléculaire des canaux ioniques?

A

cristallographie permet identifier structure fine des canaux; ont hélices alpha (2 qui traversent memb et boucle P (filtre de sélectivité)), canal formé de 4 prot organisés de façon symétrique avec boucle P au milieu et a bonne affinité pour le K+ par ses aa pour que K+ passe, dans canal ya antichambre ou K+ hydraté rentre et est déshydraté, K+ passent un à la suite de l’autre

structure très symétrique, senseurs de voltage sont vers l’ext pour déterminer quand le canal va s’ouvrir (domaine transmemb 4), tire
domaine 4 est senseur de voltage (orienté vers l’ext, détermine quand canal ouvre) et en changeant de confo il se rétrécit et est lié à l’hélice alpha 4-5 qui tire sur le 5 et permet l’ouverture du pore, c’est vrm mécanique
même org générale, boucle P entre domaines 5 et 6
sesors de voltage quand V change, changent de position (s’écartent), ouverture du pore se fait par étirement de la structure à cause du champ élect
Porte d’activation est pas ce qui est sensible au voltage, le domaine sensible au voltage tire et ouvre la porte

24
Q

Quelle est la Diversité de la structure moléculaire des canaux ioniques?

A

Mécanisme d’inactivation comme les CNa+Vd ont domaine intraterminal qui vient bloquer
ont autre mécanisme d’ouverture, structure qui est sensor de voltage mais ouverture aidé ar liaison du Ca2+ ailleurs, Ca2+ facilite ouverture mais ouverture dépend du voltage
Canaux activés par t cycliques, peuvent ne pas être Vd
pas Vd mais sensibles à d’autres signaux comme les polyamines

25
Q

Comment La structure et le mode de fonctionnement des canaux et des transporteurs d’ions sont différents?

A

Transporteurs Ont structure complètement diff, pas de pore, font transférer ions de part et d’autre de la memb pcq changent de confo, sont pas un pore

26
Q

Quels sont des exemples de canalopathies causant l’épilepsie?

A

Gain de fonction”: mutation qui augmente le flux ionique
Exemples:
 gain de fonction de récepteurs nicotiniques; facilitation des terminaisons thalamo-corticales = surexcitation des neurones corticaux.
 gain de fonction de canaux Ca de type T (CaV 3.2); changements de décharge des interneurones thalamiques = perturbation du circuit thalamo-cortical

“Perte de fonction”: mutation qui diminue le flux ionique.
Exemples:
 pertede fonctionde canauxNa; baissed’activitédes interneurones GABA = desinhibitiondes neurones corticaux.
 pertede fonctionde canauxK dansneurones corticaux= augmentation excitabilité

27
Q

Qu’est-ce que la Myotonie congénitale: ?

A

maladie musculaire d’origine génétique associée à un défaut de relâchement musculaire. Touche tous les muscles. Associé à une hypertrophie musculaire. Souvent traîtée avec des anti-épileptiques

28
Q

Qu’est-ce que la Myasthénie?

A

maladie neuromusculaire associée à une dysfonction (baisse) des jonctions neuromusculaires. Cause une faiblesse musculaire et une fatigabilité à l’effort. Symptôme initial souvent un ptosis. Peut être de cause auto-immune ou génétique. Traîtement initial (non curatif): inhibiteurs de l’acétylcholinestérase

29
Q

Quelles sont des exemples de canalopathies causant des maladies neuromusculaires?

A

“Gain de fonction”: mutation qui augmente le flux ionique.
Exemples:
 Myotonie: diminution de l’inactivation de canaux Na dans les cellules musculaires = décharges répétitives.
 Myasténie: rallentissement de l’inactivation de récepteurs nicotiniques aux jonctions neuromusculaires = contractions musculaires prolongées et dégénérescence.
“Perte de fonction”: mutation qui diminue le flux ionique.
Exemples:
 Myasthénie: accélération de l’inactivation de récepteurs nicotiniques dans cellules musculaires = diminution de la force des contractions musculaires.
 Myotonie: perte de fonction de canaux Cl dans cellules musculaires = décharges répétitives

30
Q

Comment se fait la Perturbation de l’inactivation de canaux sodiques dans la myotonie?

A

décharges successives et qté PA dim avec le t
normal: CNa+ ouvrent et ferment rapidement
Mutation: CNa+ ouvre rapidement mais ferment pas rapidement, créé I persistant et aug décharges, il suffit d’un petit nbre de canaux mutés pour causer décharges prolongées répétitives

31
Q

Vrai ou faux? Certains canaux sodiques ont la possibilité de se “réouvrir” lors de la repolarisation

A

Vrai due au fait que la boule qui va pour bloquer (inactivation), ya autre chose qui se loge dans le pore qui fait en sorte que inactivation se fait pas et quand repola y’a pas eut rde inactivation donc on a un autre I
même dans neurones normaux (Purkinje) ya inactivation et on repola à -50 mV, ya un autre I , ressurgent Na+ current, courant secondaire suite à repola,
Mène à un état de myotonie

32
Q

Comment Une mutation “gain de function” d’une sous-unité accessoire d’un canal Na+ induit de la douleur neuropathique?

A

Mutations identifiées dans les unités principales de certains canaux qui cause dim de seuil de douleur mais là on a trouvé dans s-u accessoire qui change densité de I et sa position, aug excitabilité
Le diabète est souvent associé à de la douleur neuropathique périphérique chronique.
Des mutations dans la sous-unite principale des canaux sodiques peut induire ce genre de neuropathie.
Des mutations dans les sous-unites accessoires peuvent aussi être e ncause.
La sous-unite auxilliaire beta peut promouvoir une densité de courant accrue, influencer la cinétique d’inactivation et la localisation du canal.
neurones font + de PA par unité de temps
Normal: + on dépola, + on fait de PA jusqu’à un plateau pcq CNa+ inactivés
Mutation: + dépola, + PA sans arriver à un plateau donc neurones senso déchargent trop et causent trop de douleur
dépola séquentielle, normalement, graduellement l’inactivation se met en place mais muté, prend plus de t pour que inactivation se mette en place donc mécanisme d’inactivation est moins sensible donc se met en place moins facilement