Canaux ioniques et potentiel d'action

Question 1

Que se passe-t-il quand on injecte plus ou moins de courant dans un neurone?

Answer 1

Plus on injecte de courant +, plus la cellule se dépolarise et plus on injecte de courant -, plus la cellule s’hyperpolarise. Une fois passé le seuil de potentiel d’action, ajouter plus de courant ne change pas le niveau de dépolarisation, mais bien la fréquence de décharge.

Question 2

Quel est le seuil de potentiel d’action?

Answer 2

-50 mV

Question 3

Qu’est-ce que le gradient électro-chimique?

Answer 3

Parfait équilibre entre le gradient de concentration et le gradient électrique.

Question 4

Comment est l’environnement ionique de la cellule au repos?

Answer 4

La membrane est perméable au K+ qui entre activement par les pompes et sort passivement par les canaux potassiques.
Le K+ est 20x plus concentré dans la cellule que dehors.
Le potentiel de repos est entre -40 et -90 mV. Les canaux Na+ sont fermés.

Question 5

Qu’est-ce que l’équation de Nemst?

Answer 5

C’est le calcul du potentiel d’équilibre d’un seul ion. on fait log (extra/intra)

Question 6

Qu’est-ce que l’équation de Goldman?

Answer 6

Calcul du potentiel d’équilibre de la membrane en présence de plusieurs ions. (On ajoute le facteur de perméabilité)

Question 7

Décrivez les phases du potentiel d’action.

Answer 7

1) Ouverture des canaux Na+ voltage-dépendants donc entrée du Na+ et dépolarisation de la cellule.
(phase ascendante, grande conduction au Na+)

2) Les canaux Na+ s’inactivent tous seuls après 0,5ms. Au même moment, les canaux voltage-dépendants K+ s’ouvrent pour faire sortir le K+, donc repolarisation.
(phase descendante)

3) La conductance au K+ est tellement grande que la cellule devient encore plus négative qu’au repos, en rejoignant presque le potentiel d’équilibre du K+ (-80mV), donc hyperpolarisation.
4) Les canaux voltage-dépendants Na+ et K+ se ferment donc retour au potentiel de repos par les pompes ioniques.

Question 8

Pourquoi les canaux Na+ s’inactivent avant de se fermer et non les canaux K+?

Answer 8

Les canaux K+ n’ont pas besoin de s’inactiver pour se fermer, car leur action enlève le voltage nécessaire à leur ouverture.

Question 9

Vrai ou faux : Le potentiel d’action est généré tout au long de la membrane de l’axone pour assurer la conduction active du potentiel d’action.

Answer 9

Vrai

Question 10

Que permet la période réfractaire?

Answer 10

Limiter la fréquence de décharge et empêcher l’influx nerveux d’aller dans le sens inverse.

Question 11

Comment le diamètre de l’axone affecte la vitesse de conduction de l’influx nerveux?

Answer 11

Plus le diamètre est gros, moins il y a de résistance interne au passage passif du courant, donc plus la vitesse de conduction est grande.

Question 12

Quelle est la vitesse de propagation d’un influx nerveux?

Answer 12

0,5 à 10 m/s dans les axones non myélinisés et jusqu’à 150 m/s dans les axones myélinisés

Question 13

De quoi peut dépendre l’ouverture d’un canal ionique? (4)

Answer 13

• la liaison d’un ligand
• un signal intracellulaire
• le voltage
• une déformation mécanique (ou la température)

Question 14

Vrai ou faux : Tous les canaux ioniques ont besoin de plusieurs gènes pour être fonctionnels.

Answer 14

Faux, Certains sont fonctionnels à partir d’un seul gène. Leurs protéines peuvent subir des modifications post-traductionnelles.

Question 15

Quels sont les 4 ions principaux en physiologie, pour lesquels il existe des canaux ioniques?

Answer 15

K+, Na+, Ca++ et Cl-

Question 16

Quelle est la fonction des canaux ioniques qui sont activés par un ligand?

Answer 16

Transformer un signal chimique en un signal électrique.

Question 17

Vrai ou faux : les canaux activés par un ligand sont + sélectifs que les canaux voltage-dépendants.

Answer 17

Faux, c’est le contraire.

Question 18

Vrai ou faux : les canaux ioniques situés dans les terminaisons nerveuses dans les fuseaux neuromusculaires dépendent de la déformation de la membrane.

Answer 18

Vrai, ils détectent l’étirement du muscle.

Question 19

Que sont les thermorécepteurs?

Answer 19

Neurones sensoriels dont les terminaisons nerveuses sont dans la peau et détectent soit le chaud, soit le froid.

Question 20

Comment se forme un canal ionique?

Answer 20

Des acides aminés se regroupent en une longue chaîne qui forme une hélice. Plusieurs hélices se regroupent ensuite pour former une sous-unité et plusieurs sous-unités s’assemblent en tonneau avec un pore au milieu (généralement 4-5 sous-unités).

Le pore central est nommé alpha et il peut y avoir des sous-unités auxiliaires dans le canal nommées beta ou gamma qui modulent l’ouverture du canal.

Les canaux ioniques contiennent des protéines transmembranaires (domaines) : entre 2 et 7 par sous-unité.

Question 21

Vrai ou faux : les ions doivent être déshydratés pour passer à travers le canal.

Answer 21

Vrai

Question 22

Comment fonctionne le canal K+?

Answer 22

Il est composé de 4 sous-unités formées de 2 domaines chacune. maximum 4 ions K+ à la fois peuvent passer dans le filtre de sélectivité.

Question 23

Qu’est-ce que le filtre de sélectivité?

Answer 23

Espace du canal serré, près de l’extrémité extérieure, qui lui confère sa sélectivité

Question 24

Comment étudie-t-on la structure moléculaire des canaux ioniques?

Answer 24

La cristallographie

Question 25

Comment fonctionne un canal voltage-dépendant?

Answer 25

composé de 4 sous-unités, il possède des détecteurs de voltage constitués de domaines qui ont des acides aminés chargés positivement. Lors de la dépolarisation, ces détecteurs tirent sur une structure en hélice reliée au pore qui s’ouvre, puis pousse sur cette même structure en hélice lors de l’hyperpolarisation, ce qui referme le pore.

Question 26

D’ou les transporteurs actifs d’ions prennent-ils leur énergie?

Answer 26

De l’hydrolyse de l’ATP ou du gradient agissant sur un autre ion (souvent le Na+)

Question 27

Vrai ou faux : les co-transporteurs d’ions n’utilisent pas d’ATP pour faire la translocation des ions?

Answer 27

C’est vrai qu’ils ne l’utilisent pas directement, mais ils utilisent le gradient de pression d’un ion qui est maintenu grâce à une pompe utilisant de l’ATP.

Question 28

Vrai ou faux : la translocation des ions par les transporteurs actifs prend beaucoup plus de temps que le transport passif par les canaux ioniques?

Answer 28

C’est vrai, ça peut prendre plusieurs ms. Par contre, ce transport se fait continuellement tandis que celui par les canaux ioniques est bref.

Question 29

Comment fonctionne la pompe Na-K?

Answer 29

1) Le Na+ se lie à la pompe
2) Phosphorylation de la pompe grâce à l’hydrolyse de l’ATP
3) Changement de conformation de la pompe, ce qui entraîne la libération de 3 Na+ et la liaison à 2 K+
4) La déphosphorylation de la pompe entraine un changement de sa conformation qui entraine la libération du K+.

Question 30

De quoi dépend la sortie de Na+ radioactif d’un calmar? (2)

Answer 30

du K+ externe et de l’utilisation d’ATP

Question 31

Comment fonctionne la pompe Ca++ du réticulum sarcoplasmique?

Answer 31

L’énergie vient de l’hydrolyse d’un ATP qui permet la phosphorylation de la pompe et les ions Ca++ sont séquestrés à l’intérieur lors de la translocation.