chapitre 2 Flashcards
1
Q
Qu’est-ce qui est nécessaire pour un organisme reçoit un signal?
A
- Il faut que les cellules soient coordonnées et que les actions le soit aussi. Il faut un système de contrôle, de coordination et d’intégration de l’activité de la cellule d’un organisme. ÇA permet à l’organisme de s’ajuster aux variations de son environnement. Le signal va être perçu, envoyé dna s un système d’intégration permettant une coordination actionnée via des effecteurs qui dont commandées par celui-ci. On va par la suite mettre en action des fonctions grâce aux effecteurs.
2
Q
Définir le système nerveux
A
- C’est une constellation organisée de cellules spécialisées dans la conduction répétées de signaux électriques à l’intérieur et entres les cellules d’un individu. C’est un système de régulation qui va agir rapidement pour déclencher une réponse de l’organisme (contraction muscculaire ou des sécrétion glandulaire).
3
Q
Comment s’actionne le système nerveux ?
A
- Il commence par une variation de l’environnement (un ou des stimulis) qui vont aller à travers les neurones afférents vers le centre d’intégration qui est soit le cerveau ou des ganglions. Par la suitem le message va repartir via des neurones efférents vers des organes effecteurs (muscles, glandes, etc.) qui vont mener à des effets qui vont faire en sorte de produire une séponse face aux changements de l’environnement. Dans chacunes de ces étapes, les celluels importantes sont les neurones
4
Q
Quelles sont les propriétés des neurones ?
A
- Ce sont des cellules excitables spécialisées dans le transport de signal électrique.
- Cellules qui se diviesent 4 sections ayant un rôle particulier dans la signalisation neuronale
- Divisées en 4 sections spécialisés
- Polarité spécifique des neurones
- Signal est transmis d,une extremité d’un neurone à l’autre (mais pas de la direction opposée).
5
Q
Quelles sont les 4 sections spécialisées de la cellule neuronale ?
A
- Zone de réception du signal
- Zone d’intégration du signal (analyse du signal)
- Zone de conduction du signal
- Zone de transmission du signal à une autre cellule (glandulaire, musculaire, autre neurone)
6
Q
Définir le neurone moteur
A
- Type de neurone qui envoie le signal du système nerveux central aux muscles squelettiques.
7
Q
Quels sont les propriétés des neurones moteurs
A
- C’est un type caractéristique des propriétés fondamentale des neurones. C’Est un bon exemple des caractéristiques des mécanismes de conduction du signal des neurones.
8
Q
Pourquoi on prend le neurone moteur ?
A
- C’ets le plus utilisé par les neurologistes et il peut être d,assez grande taille cpmparé aux autres. Il est représentatif de la manière que fonctionne les autres neurones. Il a au bout de la zone de transmission un muscle.
9
Q
Décrire les dendrites
A
- C’est un prolongement court, effilé et ramifié qui prend naissance dans le corps cellulaire.
- LA principale structure réceptrice du signal entrant car il y a présence de multiples récepteurs membranaires.
- Il va convertir le signal reçu en signal électrique qui est le potentiel gradué
- Il transmet le signal au soma
10
Q
Décrire le soma
A
- Il contient le cytoplasme, le noyau, les mitochondries, le réticulum. L’ensemble des organites, cellulites de la cellule.
- Assure les fonctions de base dans le corps cellulaire (synthèse et dégradation des protéines, production d’énergie…). Il assure toutes les activités cellulaires qui se passe dans les neurones. Les organistes sont ici et elles permettent de faire les réactions.
- Structures réceptrices accessoires du signal entrant (récepteurs membranaires.
- Il transmet le signal au cône d’implantation
11
Q
Comment se transmet l’information si elle est reçue au soma ou dendrites?
A
- L’information sera traitée de la même manière et vont aller dans la zone d’implantation qui est la zone d’intégration du signal
12
Q
Qu’est-ce que les regroupements de plusieurs somas?
A
- Noyau dans le SNC et ganglions dans le SNP.
13
Q
Décrire le cône d’implantation de l’axone
A
- C’est la région conique du soma dans laquelle origine l’axone unique du corps cellulaire neuronal (très long prolongement cytoplasmique)
- Région appelée aussi la zone gâchette puisque c’est à cet endroit où se déclenche le message électrique.
14
Q
Comment le signal au cône d’implantation de l’axone et qu’est-ce qu’il se passe par la suite?
A
- Les signaux provenant des dendrites ou soma sont conduits jusqu’au cône qui est le centre d’intégration du neurone. Une fois au cône, si ces signaux sont suffisamment forts au cône il y aura initiation d’un influx nerveux qui sera appelé le potentiel d’action ou le message électrique. Cette partiue a donc comme rôle d’initier et transmettre le message électrique à l’axone.
15
Q
Définir l’axone
A
- C’est un long prolongement unique du neurone qui est soutenu par un cytosquelette de microtubules et de neurofilaments.
16
Q
Quels sont les caractéristiques de l’axone?
A
- Il est de longueur variable selon le neurone, la neurofibre est un axone qui est long –// le plus long neurone moteur est celui qui actionne celui du doigt de pied et le soma est dans le bas du dos.
- L’extrémité va se diviser en de très nombreuses ramifications terminales nommés les télodendrons.
17
Q
Quelles sont les fonctions de l’axone?
A
- Structure conductrice de l’influx nerveux (= potentiel d’action) qui produit dans le cône neuronal
- Il conduit et transmet le signal aux effecteurs ou à d’autres neurones
- Il va produire le potentiel d’action
- Il est parfois composé de gaine de myéline
18
Q
Qu’est-ce que le potentiel d’action?
A
- Le courant électrique, définit comme une inversion transitoire importante de la polarité cellulaire, qui va voyager le long de l’axone.
19
Q
Qu’est-ce que la gaine de myéline?
A
- Structure entourant parfois les neurones les neurones moteurs des vertébrés qui contribue à une conduction plus rapide des potentiels d’action. Pas présent sur tous les neurones.
20
Q
Qu’est-ce que le corpuscule nerveux terminal
A
- C’est l’extrémité bulbeuse des télodendrons qui est la structure sécrétrice de la synapse neuronale. On va avoir plusieurs télodendrons qui vont tous avoir des boules (CNT) qui vont être proches de la cellule cible
21
Q
Quel est le rôle du corpuscule nerveux terminal?
A
- Il a pour rôle de convertir le signal électrique en signal chimique et de transmettre le signal à la cellule hôte. On va avoir des composés chimiques nommés des neuro transmetteurs.
22
Q
Décrire la synapse
A
- C’est la jonction entre le neurone et la cellule cible.
- Pour le neurone moteur, la ramification de l’axone en plusieurs corpuscules va créer la synapse qui est l’espace extracellulaire entre le neurone et la cellule musculaire.
23
Q
Comment le message est envoyé dans la synapse et comment va-t-il se comporter dans la synapse?
A
- Le potentiel d’action qui est l’influx nerveux va entraîner la libération de neurotransmetteurs dans l’espace synaptique. Une fois dans cet espace, les neurotransmetteurs vont se lier aux récepteurs de la cellule musculaire ce qui va mener à sa contraction.
24
Q
Quel sont les caractéristiques histologiques du système nerveux ? décrire
A
- LE tissu nerveux est un concentré cellulaire : le pourcentage de l’espace extra-cellulaire va être inférieur à celui des autres organes. Il y a pleins de types de neurones différents
- Amitotique : ces cellules ont perdues la capacité de se divider et dond elles ne seront pas remplacées en cas de destruction.
- Longevité extrême : Elles peuvent durer toute la vie d’un individu si entretenus et bien nourries. En théorie, ce sont des cellules qui sont bien entretenues et qui peuvent durer toute une vie d’un individu
- L’activité métabolique est intense : Il y a des besoins élevés en oxygène et glucose. C’ets pour cette raison que le soma ne fait pas que recevoir des signaux, il y aura aussi la formation d’ATP pour ça qu’il faut combler les besoins élevés en énergie et oxygène.
25
Quels sont les différents types de neurones fonctionnels ?
- Neurone afférent, interneurone, neurona efférent
26
Décrire le neurone afférent
- C’est le neurone sensoriel qui est situé entre l’organe sensoriel et le SNC. Il va transmettre l’information sensorielle du corps vers le SNC (encéphale et moelle épinière). Il récupère (par des récepteurs) l’information du milieu interne ou externe et l’envoie vers le SNC
27
Décrire l’interneurone
- Il est localisé à l’intérieur du SNC et va permettre de transmettre le signal d’un neurone à l’autre. Elles permettent d’analyser l’ensmeble des signaux et de les intégrer.
28
Décrire le neurone efférent
- Il est situé entre le SNC et l’organe effecteur et av permettre de transmettre le signal du SNC aux organes effecteurs. Il va décider l’action à entreprendre le SNC et va envoyer la décision par ces neurones vers des organes effecteir comme les ganglions, les muscles, ou autres
29
Quelles sont les unicités structurales des neurones ?
- La dendrite, le corps cellulaire, l’Axone.
- C’est la ressemblance entre chaque unité structurale entre les neurones (tous sauf cnidaire qui ne possède pas d’Axones)
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Quelle est la complexité structurale du neurone
- Elle se rapporte à la fonction plutôt que celle de l’organisme lui-même. LA complexité du neurone ne représente pas la complexité de l’organisme, on peut avoir des organsimes apparus il y a longtemos, mais qui ont quand même des neurones complexes. LA complexité du neurone reflète la complexité de la fonction.
31
Quelles sont les classifications structurales ?
- Neurone multipolaire : ce sont des prolongements cellulaires multiples qui émergent du corps cellulaire neuronal. Le type de neurone qui a cette structure est le neurone moteur des vertébrés.
- Neurone bipolaire : cette cellule a deux prolongements cellulaires émergents du corps cellulaire neuronal car les dendrites ne sont pas directement sur le soma. Les neurones rétiniens et olfactifs sont de ce type.
- Neurone (pseudi-)unipolaire : Il y a un seul prolongement cellulaire qui émerge du corps cellulaire neuronal qui part du soma formant une sorte de T. Les neurones sensitifs du SNP sont de cette structure.
32
Définir les névroglies
- C’est l’ensemble des cellules non excitables (gliocytes, pas de transmission électrique) du tissu nerveux qui soutiennent, protègent et isolent les neurones formant une sorte de colle nerveuse.
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Caractéristique de la névroglie ou des gliocytes
- Elles vont être étroitement liées aux neurones et seront de taille bien inférieure à ceux-ci.
- Plus on augmente dans l’arbres phylogénétique des vertébrés on verra que le pourcentage augmente de plus en plus.
34
Quels sont les 6 types de glyocytes des vertébrés ? Dans le SNC et SNP
- Dans le SNC on a les 4 suivants : astrocytes, microglies, épendymocytes (cellule épendymaires), oligodendrocytes
- Dans le SNP : neurolemnocytes (cellules de Schwann) et gliocytes ganglionnaires (cellule satellites)
35
Quel est le pourcentage de gliocytes dans notre cerveau ?
- 90% ce qui est presque 10 fois plus que les neurones eux-mêmes
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Qu’est-ce que le SNP?
- Tout le système nerveux sauf le cerveau et la moelle épinière.
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Décrire les astrocytes
- Ce sont des cellules en forme d’étoile qui sont les plus abondantes dans le système nerveux central.
38
Quels sont les rôles des astrocytes ?
- Elles permettent le soutient et l’affermissement des neurones
- Elles permettent l’ancrage du neurone aux capillaires sanguins nourriciers
- Elles permettent l’orientation des jeunes neurones en développement
- Elles contribuent à la formation des synapses
- Elles régulent l’espace extracellulaire neuronal et recyclent les ions K+ qui s’échappent et les neurotransmetteurs libérés par les neurones.
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Expliquer le rôle des astrocytes dans les échanges capillaires
- Quand il y a des neurones qui se mettent en place, il faut avoir des vaisseaux sanguins pour recevoir les nutriments et autres éléments importants. Ainsi, les astrocyes vont eprmettre de faire le lien entre les neurones et les vaisseaux tout en petrmettant de filtrer ce qu’il en sort pour pas se retrouver avec des molécules non voulues dans le système nerveux.
40
Décrire les microglies
- Ce sont des petutes cellules qui sont dotées de prolongement épineux assez longs
41
Quels sont les rôles des microglies ?
- Le maintien de l’intégrité des neurones avoisinants
- Élimination des débris cellulaires du SNC
- Transformation en macrophages lorsqu’un neurone est endommagé ou mort, un neurone a une anomalie, ou qu’il y a présence de microorganismes étrangers.
- (rôle de système immunitaire). Présente car pas de macrophagocytes sinon car la barrière empêche le passage.
42
Décrire les épendymocytes
- Ce sont des cellules re rev^tement de type épithélial qui vont tapisser les cavités centrales du SNC (encéphales et moelle épinière) permettant de créer une barrière perméable entre le liquide cérébrospinal et le liquide ibtersticiel. Elles vont avoir des cils qui vont permettre de faire circuler le liquide cérébrospinal dans lequel se baignent le SNC des vertébrés.
43
Décrire les oligodendrocytes
- Ce sont des cellules peu ramifiées qui sont très, les plus, abondantes de la substance blanche du SNC. Elles vont être alignées le long des axones du SNC et seront munies de prolongements cytoplasmique permettant de former les gaines de myéline des neurofibres du SNC.
44
Décrire les gliocytes ganglionnaires
- Ce sont des cellules qui vont entourer le corps cellulaire des neurones du SNP et vont permettre le sotient et l’affermissement des neurones.
- Elles vont aussi permettre l’ancrage du nerone aux capillaires sanguins nourriciers
- L’orientation des jeunes neurones en développement
- Elle vont contribuer à la formation de synapse et la régulation de l’espace extracellulaire.
- C’est al même chose que les astrocytes mais dans le SNP.
45
Décrire les neurolemnoctes
- Ces cellules sont comme les oligodendrocytes dans le SNC. Elles vont être peu ramifiées et alignées le long des axone du SNP.
- Elle vont avoir pour rôle la régénération ds neurofibres périphériques endommagées
- Ce sont des cellules munies de prolongement cytoplasmiques formant la gaine de myéline des neurofibres du SNP.
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Décrire l’énergie potentiell
- C’est l’énergie liée à une interaction qui a le potentiel de se transformer en énergie cinétique, donc en mouvement.
47
Donner un exemple de l’énergie potentielle
- Quand on prend une charge positive et une charge négative, on va avoir que les deux ont tendances à s’attirer, alors que quand on a deux charges du même signes elles ont tendances à se répulser. Lorsqu’on a deux charges posituves et négatives qui ont tendances à se rapprocher, si on les garde séparée on va avoir de l’énergie potentielle qui sera stockable et qui sera donc potentielle.
48
Voltage et résistance et potentiel
- Plus le voltage est élevé, plus la différence de potentielle sera élevée et plus le courant sera élevé : courant = voltage /résistance
49
Dans l’organisme qu’est-ce que le courant?
- C’est le flux ionique, le mouvement des ions.
50
Qu’ets-ce qui permet le mouvement des ions ?
- C’est l’action simultanée du gradient de concentration et du gradient électrique pour chaque soluté de part et d’autre de la membrane plasmique qui va permettre le mouvement des ions.
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QU’est-ce que le gradient électrqieu
- Le fait que les charges positives vont avoir tendances d’aller vers le milieu avec des charge négative et la même chose pour le contraire. Quand on considère la répartition des ions de part et d’autre d’une membrane plasmique, si on a plus d’ions positif d,un côté que de l’autre, le côté sera chargé positivement et l’Autre négativement.
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Décrire les exemples des béchers
- Becher séparé par une membrane qui laisse passer les ions sodium (protons) : on voit que dans l’exercice, ces ions sont plus nombreux à gauche qu’à droite. L’effet de cette différence de concentration et de charge (plus de + à gauche qu’à droite) fait qu’on aura une diffusion rapide et importante de la gauche vers la droite afin d’Aller vers l’équilibre. Les deux gradients poussnat vers le même côté, cette réaction se produira rapidement.
- Bécher séparé par une membrane qui laisse passer les ions sodium (proton) : dans cet exemple on voit que les charges sont inversées et qu’en plus du sodium il y a plus de molécules négatives. Ainsi , sur le côté gauche il y a une forte charge négative et il y a aussi encore une forte concentration de Na+ vers la ghauche. Ceci aura pour effet de diminuer la vitesse de l’échange parce que les deux gradients agriont dans des sens contraire. À cause de l’électronébgativité, il y aura une tendance d’emp^cher le sodium d’aller vers la gauche ce qui va emp^cher l’atteinte de l,équilibre parfait (de concentration et électrique).
53
Qu’est-ce que le gradient électrochimique ?
- C’est quand on s’intéresse à la répartition des ions en fonction du gradient des ions et électrique. On va chercher à savoir la tendance d’un ion d’aller d’un côté ou de l’autre (il peut basculer rapidement) et ce en fonction de la concentration et le gradient électrique.
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Décrire exemple de bécher comme membrane plasmique
- Dans un bécher on va mettre du potassiym avec du sodium avec une barrière au milieu qui permet le passage de certaines molécules masi pas toutes permettant ainsi d’avoir une membrane à perméabilité sélectrive comme la membrane plasmique de la cellule. Dans ce cas, ce sera juste le potassium qui pourra passer. Au départ, on aura beaucoup de potassium vers la gauche et beaucoup de sodium vers la droite. On aura aussi des anions qui seront de part et d’autre de la barrière. Dans la première partie, si on additionne les charges, on attendra une charge qui ets de 0 de part et d’autre de la barri;re permettant donc une charge nulle. Le potassium voulant aller du côté de son gradient de concentration commencera à pousser pour aller vers la droite ce qui va faire que graduellement on aura de plus en plus de K+ vers la droite. Ceci aura pour effet de changer la charge des deux côtés en ayant une charge négative vers la gauche causée par la baisse de K+ et une charge positive vers la droite causée par une augmentation des potassium. Ceci étant dit, après un certain temps le potassium arrêtera de passer vers la droiute de la barrière malgré le faitt que l’équilibre du potassium ne soit pas encore parfaitement atteint. En fait, l’équilibre électro chimique serait à ce moment atteint. Le K+ serait plus nombreux à gauche en termes d’équilibre, mais à cause du gradient électrochimique il n’irait pas continuer d’aller vers la gauche puisqu’il serait répulsé par la charge positive.
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Équilibre électrochimique dan al cellule
- L’équilibre électro chimique dans la cellule est très similaire à ce qui est retrouvé dans le bécher avec la barrière à perméabilité sélective. Le sodium est loin de son équilibre électro chimique parce que la concentration et le gradient électrique ne sont pas respectés et l’emmènent à vouloir rentrer dans la cellule. D’un autre côté, le chlore est proche de sont équilibre électro chimique puisque sa concentration et son gradient électrique s’opposent et se balancent. Cet équilibre explique pourquoi on se retrouve avec plus de potassium dans la cellule et plus de sodium à l’extérieur.
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Comment il y a création et maintien du potentiel membranaire
- La perméabilité sélective de la membrane va permettre le mouvement de certains ions mais pas d’autres à travers la membrane ce qui va permettre d’entraîner la séparation des charges de part et d’autre de la membrane. Ceci va permettre de créer le potentiel membranaire.
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Comment passer d’un côté ou de l’autre de la membrane et comment ça participe au potentiel membranaire?
- On va avoir des ccanaux membranaire qui vont permettre le déplacement des ions de manière passive. Leur quantité pour chaque type d’ion va permettre de faire une différence du nombre d,ion d’un type d’un côté ou de l’autre de la cellule. Par exemple, vu qu’il y a pas beaucoup de canaux de chlore, ils ne vont aps beaucoup voyager entre l’intérieur et l’extérieur. Pour les potassium, puisqu’ils ont plsu de canaux que le sodium, il va avoir d,avantage de voyage pour le potassium que pour le sodium.
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Quel est l’équation de Nernst
- C’est l’éuquation qui permet de mesurer le potentiel d’équilibre. Ce sera la relation erntre la différence de concentration d’un ion pouvant passer à travers une membrane et le potentiel de membrane à l’équilibre.
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Analyser la disposition des ions en fonction de leur potentiel d’équilibre ?
- Les ions sodium sont beaucoup plus présents à L,intérieur qu’à l’extérieur (10 fois plus à L,extérieur)
- Le potassium est beaucoup plus présent à L,intérieu
- Le chlore ets beaucoup plus présent à l’extérieur
- Les anions qui sont des protéines parfois chargées négativement et qui ne peuvent pas passer à travers la membrane vont donner une charge négative pour l’intérieur de la cellule. Elles permettent d’avoir beaucoup d’anions dans l’intérieur de la membrane et qui ne peuvent aps sortir
- La disposition de sions fait qu’on a une charge positive à L,extérieur et une chrage négative à l’intérieur
60
Quels sont les 3 ions importants ?
- Potassium, sodium et chlore.
61
QU,est-ce que la répartition des charges de part et d’autre de la membrane va permetter ?
- Qu’il y a des phénomènes continus de diffusion passive et active des ions.
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Comment se créé le maintien du potentiel membranaire?
- Il y a plusieurs choses qui se passent en même temps. On va avoir des canaux passifs qui vont être ouverts dans al membrane plasmique qui va faire qu’il y aura une tendance de sortie naturelle du potassium sans dépense d’énergie. Cet ion va sortir de la cellule jusqu’à ce qu’elle atteigne l’équilibre électro chimique qui l’amènera à éviter le déplacement vers l’extérieur causé par une charge positive trop importante. Lorsqu’elle ira vers l’extérieur, le processus se fera lentement à cause d’une perméabilité plus grande qui ets permise par un gradient électrochimique plus faible que celui du sodium(+ vers + alors que sodium + vers -). D’un autre côté, on va avoir d,une certaine mesure des ions sodium qui vont rentrer passivement dans al cellule en suivant leur gradient de concentration. Ce transport sera moins important que le potassium à cause d’une présence plus faible de canaux sodium et par la présence d’une faible perméabilité. Ces deux processus vont ser passer en tout temps pour maintenir l’équilibre. Par la suite, pour assurer le maintien de l’équilibre on va avoir la pompe Na+/K+ qui va permettre de remettre les ions dans leur compartiment d’origine malgré le gradient de concentration qui va pousser les ions d’aller dans le contraire de cette réaction. Ceci nécessitera donc de l’énergie, car dans le sens contraire des gradients. Elle va permettre de remettre deux molécules de sodium à L,extérieur de la cellule et de ramener à l’intérieur de la cellule 3 molécules de potassium. Ce dernier processus permet de maintenir le potentiel membranaire avec els concentration respectives.Elle permet de comprenser pour la diffusion passive qui va se passer entre la membrane plasmique des ions potassium et sodium.
63
Transport du chlore dans la cellule
- Il va être plus souvent passif dans les cellules ety il aura une concentration intracellulaire faible qui ets causé par la présence massive d’anions dans la cellule qui vienne diminuer le gradient électrique vers l’intérieur pour le chlore.
64
La différence de concentration de potassium et sodium résulte de quoi?
- Des phénomènes de diffusion poassibe et de transport actif.
65
Explique le maintien du potentiel membranaire de repos
- Le potentiel membranaire présent s’explique par le fait qu’il y a présence de charges négatives à l’intérieur de la cellule et de charge positives à L’extérieur de la cellule et ce à l,état normal de la cellule. On pemret le maintient de ce potentiel par la différence importante de potassium et sodium à l’intérieur et L,extérieur de la cellule. On va avoir 3 étapes qui vont permettre de manitenir l’équilibre.
1- Ce qui va diriger ce potentiel ser ales ions potassium puisqu’ils possèdent le plus grand différentiel de concentartion et par la présence plus garnde de canaux potassium par rapport au nombre de canaux sodium. Ceci va permettre la sortie d’iion potassium plus importante que les ions sodium. Ayant une perte graduelle de potassium expliquée par le gradient de concentration, on va avoir un changement de la charge de l’intérieur de la cellule qui va graduellement aller dans le négatif ce qui va attirer quelques potassiums vers l’intérieur de la cellule. Une fois à -90 mV l’équilibre électrochimique du potassium sera atteint.
2- On va par la suite avoir une petite quantité de sodium qui va rentrer dans la cellule puisqu’il suit son gradient électrique et chimique. Ainsi, lorsqu’on prend en compte le mouvement passif des ions potassium et sodium (890% de K et 10% de Na) on va arriver à un potentiel membranaire de -70 mV (vu que peu perméable au NA+, il y aura moins de Na_+ qui vont rentrer ce qui ne va pas grandement changer la charge dans la cellule). Une fois ces échanges passifs fait, leurs échanges constants vont permettre de maintenir le potentiel autour de -70 mV.
3- Pour finir, afin d’assurer le maintien de ce potentiel membranaire et éviter un déséquilibre, on aura l’utilisation de la pompe Na+ K+ qui va aller chercher 3 K+ à l’extérieur et 2 Na+ un l’intérieur pour maintenir le potentiel stable. Ceci permettra de maintenir le potentiel à -70 mV et contrer les sorties de K+ et entrée de Na+ qui se font passivement dans la cellule.
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Qu’est-ce que le gradient électrique cellulaire ?
- C’est le voltage qui est présent de part et d’autre de la membrane plasmique et qui est causé apr la distribution inégale des molécules chargées de part et d’autre de la membrane cellulaire et qui dépend de la distribution globale des molécules chargées.
67
Définir le potentiel de repos
- C’est le voltage de part et d’autre de la membrane plasmique d’une cellule excitable lorsqu’elle est à son état de repos. C’ets la valeur d’équilibre lorsque le gradient de concentration et le gradient électriquye s’oppose. On peut mesurer la force du gradient cellulaire et elle aura comme unité le volt.
68
Que sous entend le potentiel de repos ?
- Il sous entend qu’ik peut y avaoir un changement au niveau des cellules excitables (muscles et neurones particulièrment)
69
Ets-ce que toutes les celulles ont un potentiel de repos?
- Oui, mais ce ne sont pas toutes qui vont avoir la possibilité de le changer et qui vont avoir des effets s,il y a un changement à ce niveau. Pour la plupart, la valeur se situe à -70 mV. La plupart aura aussi une charge néagtiev à L,intérieur et positive à L’extérieur. Elle va dépendre des ions de part et d’autre de la membrane. Les cellules non excitables vont maintenir ce potentiel à partir des mouvements passifs et actifs et n,aurtont pas de grands changements à ce niveau.
70
Qu’ets-ce qu’il se passe quand la cellule atteint son .quilibre électro chimique ?
- Le gardient chimique va s’opposer au gradient électrique et on aura donc un statut quo. Quand il y aura un changement passif dans les ions, la pompe active va permettre de rétablir le potentiel membranire.
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Comment on mesure le potentiel de repos ?
- On va utiliser des microélectrodes qu’on va placer à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule et on obtiendra une valeur exprimée relativement au voltage à L’extérieur de la cellule (ce sera l’électrode de référence). Cette valeur sera située entre – 5mV et -100mV pour la plupart des cellules animales. Pour l’intérieur de la membrane cellulaire on aura toujours une valeur plus électronégative que l’extérieur peu importe la cellule animale.
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Les processus mènent à quels voltages (passifs/actifs) ?
- Les mouvements passifs du potassium vont mener à une valeur de -90 alors que ceux du sodium vont mener à une valeur de -70. Le transport actif va permettre de maintenir la valeur de -70.
73
Quel est la valeur du potentiel de repos membranaire de la grande majorité des neurones ?
- Elle est de -70mV.
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Quel est l’excitabilité cellulaire ?
- C’est la capacité d’une cellule à changer rapidement son potentiel membranaire si elle est excitée. C’est assez rare pour les cellules.
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Quels types de cellules ont une excitabilité ?
- Les neurones, les cellules musculaires, les œufs fertilisés, les cellules végétales, les organismes unicellulaires.
- Dans la quantité de cellules dans le monde vivant, il y a très peu de cellules qui sont capable de s’exciter et qui sont capable de changer leur potentiel membranaire.
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Quels sont les changements du potentiel membranaire de repos ?
- Il va y avopir au total 3 changements dans le potentiel membranaire de repos. On aura la dépolarisation, l’hyperpolarisation et la repolarisation
77
Décrire les 3 changements dans le potentiel membranaire de repos
- Dépolarisation : kle potentiel membranaire devient moins négatif, il va augmenter
- Hyperpolarisation : Le potentiel membranaire devient encore plus négatif. En général après ce changement, on va avoir le même phénomène de repolarisation pour revenir au potentiel de repos initial.
- Repolarisation : Le potentiel membranaire va retourner à sa propre valeur de repos (en général -70 mV).
78
Le courant électrique est causé par quoi?
- Le courant électrique est causé par la circulation des ions positifs et négatifs à travers la membrane plasmique neuronale.
79
Décrire les deux types de canaux actifs dans la cellule
- Ligands dépendants : une molécule chimique va devoir s’attacher à la protéine pour qu’elle change de forme et qu’elle puisse s’ouvrir et laisser entrer les molécules (du positif vers le négatif). On a besoin d’une molécule chimique spécifique pour ouvrir ces canaux.
- Voltages dépendants : Ces molécules vont s’ouvrir lorsqu’il y a un changement dans le potentiel de la membrane et elles vont permettre le mouvement des molécules en fonction de leur gradient électrique et de concentration (diffusion).
80
Les canaux à fonction active sont impliqués dans quoi?
- Dans la production et la transmission d’un signal électrique le long d’un neurone.
81
Quels sont les propriétés et les fonctions du neurone ?
- Ce sont des cellules excitables spécialisées dans le transport de signal électrique et qui se divise en 4 sections différentes qui n’ont pas de rôle particulier dans la signalisation neuronale.
82
Quels sont les 4 étapes dans le transport du signal électrique ?
1- Réception d’un stimulus
2- Production d’un signal électrique
3- Conduction du signal électrique
4- Transmission du signal à une autre cellule
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Comment se nomme le signal électrique produit et transporté par le neurone?
- Il se nomme le potentiel d’action
84
Comment l’intensité de ce potentiel évolue ?
- Le potentiel d’action n’évolue pas, il est constant peu importe le stimulus.
85
Décrire la zone de réception du signal
- C’est la structure réceptrice du signal entrant qui possède des récepteurs membranaires pour recevoir les signaux. Il va avoir 2 catégories de signaux qui peuvent entrer.
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Quels sont les 2 catégories de signaux entrants ?
1- Stimulus sensoriel : lumière, pression, température, etc.
2- Stimulus chimique : neurotransmetteurs
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Décrire le cas d’un signal entrant sous forme de stimulus chimique
- On a des canaux à fonction active sur les dendrites et sur le soma vont réagir à des molécules chimique. Ces molécules chimiques vont s’attacher sur un site spécifique qui est un canal actif ce qui va permettre l’ouverture des canaux permettant de faire rentrer massivement des ions selon leurs gradients. On va avoir du sodium qui va rentrer massivement dans la cellule et du potassium qui va sortir massivement ce qui va entraîner le changement de potentiel membranaire de repos. En les changeant, il va y avoir un déplacement du potentiel le long de la cellule jusqu’à la zone gâchette. Tous les signaux provennat des dendriyes et des soma vont aller vers le cône.
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Décrire les récepteurs dendritiques et somatiques
- Ce sont des canaux de type ligand-dépendant qui vont convertir le signal chimique reçu en un signal électrique nommé le potentiel gradué. Ils vont permettre de transmettre le potentiel gradué au soma.
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Définir le potentiel gradué
- Modification locale et de courte durée au potentiel membranaire, soit dépolarisation ou hyperpolarisation, qui va provoquer l’apparition d’un courant électrique local dont le voltage diminue avec la distance.
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Expliquer les réactions en fonction du nombre de ligands présents
- Si on n’a pas de molécules chimiques (ligands) il va avoir rien qui va s’ouvrir et il n’y aura pas de changements de conformation de la protéine
- Si on a une petite concentration de neurotransmetteurs donc il va avoir quelques protéines qui vont s’ouvrir
- Si on beaucoup de neurotransmetteurs on va avoir l’ouverture de plusieurs canaux ce qui va permettre l’entrée de plusieurs ions et la sortie d’autresce qui va changer massivement le potentiel (signal plus intense, réponse plus rapide)
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Quels sont les caractéristiques du potentiel gradué ?
- Le courant électrique local généré est proportionnel à la quantité de ligands ayant ouvert les canaux ioniques ligands-dépendants. Le courant électrique local dont le voltage diminue avec la distance. Il va être maximum à l’endroit créé et graduellement quand il se déplace et il va diminuer de voltage.
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QU’est-ce qu’il se passe au niveau de la zone de réception des neurones ?
- Il va avoir une impulsion électrique qui va pouvoir faire une inversion de charge parce qu’on va avoir proche des canaux une charge positive par une présence plus grande de plus et moins de -. À l’extérieur on va avoir plus de négatif. Suite à ces changements, on va avoir déplacement des charges parce que les charges positives vont être attirés par les charges négatives ce qui va permettre le dépalcement des ions et le déplacement du courant potentil gradué. N’ayant pas de renouvellement d’ion chargés et une perte assurée par le dépalcement des ions vers l’extérieur de lacelluile par la membrane, on aura une diminution de ce potentiel plus il se déplacera vers la zône gachette (il peut avoir des renouvellement avec ouverture d’auters canxu ou nouvelle ouverture de l’initial).
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Décrire la suite des événements au niveau de la zone de réception
1- On a un neurotransmetteur qui va se leir à un canaux ligand-dépendant permettant l’entrée des ions Na+ et la sortie (parfois) des ions K+. Ceci menant ainsi à un changement dans le potentiel membranaire.
2- Quand le signal est créé, il va avoir un déplacement des ions dans la zone 2, suivi de la zone 3 et ensuite la zone 4 par l’attraction électriques des oons pour leur charge opposée.
3- Le mouvement graduel des ions vers la zone gâchette se verra avoir une diminution du potentiel gradué causé par la diminution du potassium qui va aller plus loins et la fuite ionique causée par la membrane plasmique qui agit comme un tuyau percé menant donc à une pertes des ions qui vont suivre leur gradient et ressortir menant donc à une diminution de la charge. On aura donc une perte de la charge et de saforce qui pourra donc juste parcourir 5 mm au maximum.
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Pourquoi est-ce que c’est une propagation de courte distance pour le potentiel gradué ?
- Parce que la majeure partie des charges sera perdue à travers la membrane plasmique perméable comme si c’était un tuyau percé. La distance maximale, causée par cette perte, sera donc juste de 5 mm.
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Décrire la force du stimulus
- Le potentiel gradué av varier d’amplitude selon la force du stimulus. Ainsi un stimulus plus fort, causée par la présence de plus de neurotransmetteurs, entraînera un plus grand changement de voltage permettant donc au signal de voyager plus loin.
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Décrire la sommation des stimuli
- Pour avoir un signal qui est plus fort on peut augmenter le stimuli en additionnant et en faisant une sommation des siganux envoyé à une cellule apr ses dendrites et son soma. On peut faire deux types de sommation de stimuli soit une sommation spatiale ou encore tenporelle.
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Décrire la sommation spatiale
- On peut avoir 3 changements en même temps, provenant de 3 sources de stimulis différents. On va additionner les stimuli en additionnant les ions présents et la différence de potentiels à l’endroits où se rejoignent ces ions. La source provient de différents corpuscules.
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Décrire la sommation temporelle
- On va avoir un même corpuscule terminal qui va envoyer en série et à répétition des signaux permettant l’ouverture des canaux sur les dendrites ou le soma de la cellule. On va utiliser à répétition le mêm corpuscule nerveux terminal.
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Quel est le résultat de cette sommation ?
- C’est le même pour ces deux cas. Il y a augmentation de la force (amplitude) ce qui permet au signal (potentiel gradué) de se déplacer plus loin.
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C’est selon quoi que le potentiel gradué pourra parcourir la distance entre els dendrites et le cône d’implantation?
- Ce sera selon la force et la sommation des stimulis.
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Plus le signal ets fort au début plus … ?
- Il va pouvoir se rendre plus loin et pourra ultimement arriver vers la zône de gâchette facilement. Il va quand même diminuer dans son intensité, mais la valeur optimale, que l’on veut obtenir, sera plus facile à atteindre à la zone de gachetye si le signal est plus intense (il va aller plus loin car pas tout qui sortira de la cellule).
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Quel sont les deux type de potentiels locaux qui peuvent arriver à la zone gachette
- infraliminaire et supraliminaire
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Décrire le signal potentiel local infraliminaire
- On a un potentiel local qui va passer au-dessus du seuil au point de formation, mais son énergie va diminuer quand elle va traverser le corps cellule et donc en arrivant au niveau de la zone gâchette il sera au-dessous du seuil et il ne pourra donc pas produire de potentiel d’action. On commence à +30mV avec l’ouverture des canux et on a une perte graduelle ce qui empêche d’atteindre la valeur de -55 mV lorsqu’on est proche de la zone gâchette. Au final il est infralimianire car il ets en-dessous de la valeur de déclenchement de la gâchette.
- Potentiel gradué qui n’atteint pas le suil d’excitation de -55mV. Il ne peut pas déclencher de potentiel d’action et il y aura retour de la membrane du cône d’implantation à sa valeur de repos.
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Décrire le signal local supraliminaire
- On va avoir un stimulus qui est plus intense au même endroit dans le corps cellulaire qui va produire un potentiel local encore plus intense et donc au-dessus du seuil au moment où il atteindra la zone gâchette. Ceci permettra la formation d’un potentiel d’action. On aura perte de l’intensité lors du chemin vers la zone gächette, mais au final le potentiel seta encore au-dessus de -55mV qui est la valeur seuil pour captiver les canaux. Ceci déclenchera donc une récation locale activant la gâchette. Supraliminaire se passe lorsque on arrive à la zone gâchette et qu’on a encore un signal assez fort pour déclencher la réaction.
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Décrire la zone d’intégration du signal
- C’est une structure intégratrice du signal entrant. Cette structure dans le neurone est le cône d’implantation
- Il va faire le bilan des charges et il va comptabiliser les signaux qui arrivent dans cette zone. Si la comptabilisation fait qu’on arrive à une valeur plus grande que -55 mV, on va avoir un déclenchement du potentiel d’action à partir du cône
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Définir le potentiel d’Action
- C’est une brève, environ 1 miliseconde, inversion du potentiel de membrane qui va passer de -70 mV à une valeur fixe (en général +30 mV qui est donc une amplitude de 100 mV).
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Décrire le seuil d’excitation
- Le seuil d’excitation est définit comme étant la valeur seuil, en général de -55 mV, qui déterminera s’il ya déclenchement d’un potemtiel d’action ou pas. Si la valeur se situe en dessous de cette valeur seuil, il ne pourra aps avoir déclenchement d’un potentiel d’Action au cône d’implantation. Ainsi, ceci demande que la dépolarisation provenant du potentiel graduée qui atteint le cône d’implantation soit au-dessus de -55 mV pour permettre d’atteindre le seuil d’excitation nécessaire pour déclencher un potentiel d’action.
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Pourquoi on dit que le seuil d’excitation suit la loi du tout ou rien ?
- Car si les signaux qui arrivent au cône sont en-dessous de la valeur seuil il n’y aura pas de réaction et de potentiel d’Action créée. IL faut absolument que le potentiel gradué soit au-dessus de la valeur de -55mV (ou valeur seuil présente) pour qu’il y ait création d’un potentiel d’action. Si la valeur est au-dessus on aura directement le déclenchement d’un potentiel.
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Nommer et décrire les caractéristiques des potentiels d’actions
- Le potentiel d’action est toujours à la même amplitude, pour cas général d’environ une amplitude de 100 mV
- Il est toujours de la même durée, pour cas général d’environ 1 à 2 millisecondes
- Le signal se propage sur de longues distances le long de la membrane plasmique de l’axone
- C’est un signal qui ne se dégrade pas au fil du temps et de au fil de la distance parcourue le long de l’axone. Il est regénéré de proche en proche et il se recrée au fur et à mesure qu’il se déplace.
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Unicité des potentiels d’actions
- Ils sont produits dans les neurones de tous les animaux et il n’y a jamais d’atténuation du signal le long de l’axone
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Diversité des potentiels d’action
- Il y a une variation de certaines caractéristiques selon l’espèces et le type de neurone : il y a une amplitude de 50 à 100 mV (majorité de 100 mV) et une durée de 1 à 100 ms (1-2 ms pour la plupart).
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Décrire les canaux à sodium voltage-dépendants
- Ils s’ouvrent et laissent passer le sodium quand il y a un changement de voltage de la membrane et ils vont avoir 3 phases possibles.
1- Ils s’ouvrent quand il y a un changement de voltage ce qui permet de faire rentrer le sodium.
2- Ils se referment après qu’un certain seuil a été atteint
3- Ils sont fermés, mais en plus de ça, ils ne peuvent plus se rouvrir, même s’il y a présence d’un nouveau changement de potentiel (présence d’une vanne d’inactivation)
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Décrire les canaux à potassium voltage-dépendants
- Ces canaux vont s’ouvrir après que leur seuil d’activation a été activé et ils vont permettre de faire rentrer le potassium. Ils peuvent soit être fermés ou ouverts (juste 2 phases).
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Nommer et décrire les 3 phases du potentiel d’action
- Dépolarisation : potentiel membranaire de la zone gâchette va atteindre le seuil d’excitation ce qui fait que l,on va passer d’un potentiel membranaire de -70 à +30 au niveau du cône. La valeur s’explique par une entrée massive de Na+ dans la cellule.
- Repolarisation : On a une ouverture de canaux potassium voltage-dépendant qui va mener à une sortie massive de potassium et un retour vers la valeur de repos.
- Hyperpolarisation : On va descendre encore plus négativement en dessous de la valeur d’origine. Ceci s’explique par un reste de potassium qui sort.
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Qu’est-ce que le potentiel d’action essentiellement?
- C’est une brève unversion du potentiel membranaire neuronale résultant de l’ouverture de canaux voltage-dépendant qui va générer des changements de perméabilité membranaires des ions potassium et sodium.
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Décrire les 3 phases des canaux ioniques voltage-dépendants de sodium
1- Il y a maintien du potentiel de repos ce qui veut dire que les canaux ligands-dépendants et voltages dépendants sont fermés et inactifs et qu’il y a maintien du potentiel d’action par la pompe Na-K ATPase.
2- Le potentiel d’action se crée par la présence d’un potentiel gradué assez fort ce qui mène à l’ouverture de canaux sodium voltage dépendant et donc l’entrée massive d’ions positifs dans la cellule menant donc à une dépolarisation.
3- Il y a repolarisation par la fermeture des canaux de sodium et leur inactivation et par l’ouverture de canaux à potassium (délais pour ouverture). Ceci mène à une sortie massive de potassium menant à une sortie massive d’ions positifs vers L,extérieur de la cellule menant donc à une repolarisation. On revient donc proche de la valeur du potentiel de repos de la cellule.
4- Hyperpolarisation : Le potentiel devient encore plus négatif que ce qu’il l’était avant par le fait que les canaux de potassium sont encore ouverts donc il y a encore plus de positif quu sort menant donc à un potentiel encore plus négatif. À cette phase, il va y avoir la réactivation des canaux sodium (ils peuvent se rouvrir et créer un nouveau potentiel).
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Décrire les phases réfractaires
- Ce sont les phases durant lesquelles il est impossible (phase absolue) ou qu’il est impossible (phase relative) de générer un nouveau potentiel d’action.
- Absolue : L’Axone ne peut aps produire un nouveau potentiel d’action quel que soit la force du stimulus
- Relative : Un nouveau potentiel d’action peut être produit par un stimulus très fort
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Décrire le graphique 8.12 (diapo 40)
- On commence dans la phase de potentiel membranaire de repos avec les canaux voltages dépendants tous fermés par l’absence d’un voltage suffisant. Avec l’arrivée d,un potentiel gradué suffisant pour le seuil, on verra l’ouverture des canaux voltages dépendants à sodium menant à la dépolarisation de la cellule. Une fois une certaine valeur atteinte, qui est ici + 30 mV, on va avoir ouverture des canaux voltage dépendants à potassium et inactivation des canaux voltage dépendants à sodium. Durant cette phase on se retrouves dans la période réfractaire absolue puisqu’il est impossible, par la présence d’une structure de la protéine bloquant la réouvertir des canaux, de rouvrir les canaux à sodium. Alors, même s’il y a présence d’un nouveau signal menant à L,excitation de la cellule, il est impossible de rouvrir les canaux à sodium, permettant et créant le potentiel d’action, dû à leur conformation. On va avoir sortie graduelle des ions potassium par les canaux voltage dépendants permettant de faire repolarisation du potentiel. Ces canaux prenant un certain temps à se refermer, il y aura une certaine quantité de potassium qui continuera de sortir menant donc à une hyperpolarisation des cellules. Lors de la fermeture graduelle des canaux de potassium, les canaux à sodium seront réactivés permettant ainsi leur réouverture s’il y a l’arrivée d’un nouveau potentiel d’action. On se siture donc dans cette section dans la périore réfractaire relative.
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Quel est l’excitabilité lorsqu’on est dans la période réfractaire absolue et relative ?
- De 0 lorsqu’on ets dans l,Absolue car peu importe le potentiel gradué qui arrive, les canaux voltage dépendants ne seront aps excités et ne souvrirons plus
- Elle augmente graduellement car on a la réactivation graduelle des canaux voltage dépendants de sodium qui peuvent se rouvrir s’il y a l’arrivée d’un nouveau potentiel d’action.
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Pourquoi c’ets un peu plus difficile de repartir un potentiel d’action lors de la période réfractaire relative ?
- Parce qu’étant dans la période d’hyperpolarisation, au lieu de partir de -70, on va partir de -80 ou -90. Il ets donc possible de repartir un potentiel d’action, mais c’est un peu plus difficile et ça demande un potentiel gradué un peu plus fort.
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Quelles sont les conséquences de la phase réfractaire ?
- Les potentiels d’actions ne peuvent pas s’Additionner temporellement l’un à l’autre. On doit attendre la fin de la période réfractaire absolue.
- Aucun nouveau potentiel d’action ne peut être engendré avant un certain délais
- Chaque potemtiel d’action est un événement distinct, ils ne peuvent aps se chevaucher
- Le potentiel d’action se propage toujours en s’éloignant de son point d’origine et ils ne peuvent pas se déplacer vers l’arrière.
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Comment est-ce qu’on code l’intensité d’un stimulus (peuvent pas s’additionner) ?
- L’intensité du stimulus va se traduite en terme de fréquence de potentiel d’action. Un stimulus plus intense va produire des influx nerveux, potentiels d,actions, plus fréquemment qu’un stimulus plus faible. C’est la fréquence des influx plutôt que l,amplitude qui va coder pour l’intensité du signal nerveux.
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Fréquence faible vs fréquence élevée
- Si jamais on sent un petit signal de l’environnement, comme une odeur qui est faible et en-dessous du seuil de détection, on aura des siganux qui vont être faible en fréquence ce qui va mener soit à aucune réponse physiologique ou une faible réponse qui sera aussi de courte durée.
- Si jamais on sent une odeur forte, on va atteindre le seuil d’excitation et on aura une grande fréquence pour la réception du signal. On aura une amplitude plus importante et donc un signal plus important.
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La fréquence maximale des potentiels d’action est dictée par quoi?
- Par la durée de la période réfractaire. Chez les mammifères, cette données est entre 500 et 1000/secondes
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Comparer le potentiel gradué et le potentiel d’action en terme d’origine, distance parcourue, amplitude, rétroactivation, repolarisation, sommation et stimulus qui déclenche l’ouverture des canaux ioniques
- Voir diapo 43
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Décrire la zone de conduction du signal
- C’est la structure conductrice du signal.
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Pourquoi le signal va toujours dans le même sens dans la zone de conduction du signal ?
- Grâce è la phase réfractaire qui va permettre la transmission du signal toujours en s’éloignant de son point d’origine en empêchant la réouverture des canaux sodium une fois qu’ils ont été fermés. On ne peut donc pas recréer un signal.
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Qu’est-ce qui favorise la transmission du signal sur de longues distances ?
- C’est la loi du tout ou rien. Si on atteint pas la valeur seuil de -55 mV on aura pas activation du potentiel d’action.
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Un potentiel d’activation transmet quoi?
- Un signal électrique, ou une inversion transitoire importante de la polarité cellulaire, sur de grandes distances le long de l’axone.
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Pourquoi on dit qu’un potentiel se propage le long de l’axone ?
- Car le potentiel ne va pas voyager le long de l’Axone, mais sera en fiat regénéré en intervalle régulière tout au long de la membrane axonique. Ce ne sera pas le même qui fera le voyage le long de l’axone.
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Décrire comment le potentiel d’action se propage le long de l’axone
1- On est à un endroit donné de l’axone où on passe une valeur seuil et on entraîne un potentiel d’action. On a donc une valeur de +30mV. Si on regarde les canaux à côté, on verra qu’ils sont encore ouverts car localement leur potentiel d’action n’est pas encore à -70 mV.
2- Une fois les charges positives rentrées, il y a un déplacement des charges vers les ions négatifs ce qui va causer un rapprocheme nt local des ions négatifs vers d’autres canaux menant leur valeur local de passer de -70 à -55 et donc à leur ouverture.
3- Leur ouverture cause une entrée massive d’ions positifs localement ce qui vient changer le potentiel. Les ions se déplacent vers un autre canaux ce qui va venir changer, localement, la charge au niveau du canal ce qui mène à l’ouverture de ce canal.
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Est-ce que les ions se déplacent de manière unidirectionnelles ? si oui pourquoi il n’y a pas réaouverture des canaux?
- Théoriquement les ions peuvenet revenir en arrière mais les canaux voltage dépendants à sodium sont désactivés et ne sont donc plus excitables. Ils ne peuvent donc aps se rouvrir!
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Décrire l’effet domino
- Le potentiel d’action résulte en des cournats locaux qui dépolarisent les régions adjacentes en s’éloignant du point d’origine et qui en se déplaçant vont déclencher de nouveaux potentiels d’actions de même amplitude et de même durée à cet endroit adjacent. Lorsque ce potentiel d’action quitte sa zone d’origine il vient de produire une hyperpolarisation donc il est impossible de refaire un nouveau potentiel d’action. En ce sens, le potentiel d’action va toujours se propager en s’éloignant de son point d’origine.
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Comparer le premier potentiel d’action et le dernier ?
- Il n’y a pas de différence entre les deux puisqu’ils vont avoir la même amplitude et durée. Les canaux font entrer et sortir à peu prêt le même nombre d,ions.
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Décrire la vitesse de propagation du potentiel d’action
- La vitesse va varier selon les types et les catégories de neurones.
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Exemple de vitesse élevée et vitesse lente de propagation de PA
- Élevée = neurofibres responsables du réflexe de posture
- Lente : innervation des organes internes
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Facteurs qui influencent la vitesse de propagation
- Myélinisation de l’axone
- Diamètre de l’axone
- Température
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Qu’est0ce que la myéline ?
- C’est une couche isolante électriquement qui va envelopper les axones de nombreux neurones de vertébrés. Ce seront des gliocytes qui vont s’enrouler autour de l’axone
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Quel est le rôle de la myéline ?
- Protection : mécanique, elle va agir comme une enveloppe autour de quelque chose ce qui permet de protéger.
- Isolation : comme des câbles électriques la gaine va permettre d’empêcher les perturbations causée par des changements dans les autres axones.
- Vitesse : elle va permettre une régénération beaucoup plus rapide grâce à ses propriétés. Étant composés de lipoprotéines, la myéline va permettre d’isoler et protéger et emp^cher la perte d’ions =.
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Quels sont les propriétés de la myéline ?
- Elles est constitué de lipoprotéine et est segmentée
- Elle permet d’augmenetr la vitesse de transmission des influx nerveux : 150 m/s contre 1 m/s
- Ne se trouve que autour des axones
- Existe que chez les vertébrés
141
Décrire le myélinisation du SNP
- Elle sera permise par les neurolemmocytes qui vont faire une incurvation et s’envelopper autour de l’axone. Une fois bien enroulée autour de l’axone, les cellules superposées vont éjecter leur cytoplasme et garder que la membrane plasmique et leur noyau. CECI PERMET DE FAIRE UNE SUPERPOSITION DE MEMBRANE PLASMIQUE
- Permet l’isolation électrqiue par la membrane plasmique des neurolemnocytes qui contiennent beaucoup de lipides et peu de protéines
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Décrire le nœud de ranvier (SNP/SNC)
- Section de l’axone où il y a interruption de la gaine de myéline et ce à intervalle régulière. Ce sera à cet endroit qu’on aura les potentiels d’action.
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EN quoi la présence de myéline augmente la vitesse ?5
- Parce que le signal qui est propagé aura juste besoin de se regénérer dans les nœuds de ranvier et il fera donc un mouvement nommé la conduction saltatoire.
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Décrire la myélinisation du SNC
- Elle sera faite par une superposition d’oligodendroxcytes qui vont faire des prolongement plats qui vont s’enrouler autour de plusieurs axones (jusqu’à 60). Ils pourront se superposer (plusieurs oligodendrocytes) afin de fomer la gaine de myéline. Ceci permettra comme pour le SNP une isolation électrique des axones du SNC par la membrane plasmique qui sera composée de beaucoup de lipides et peu de protéines.
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Propagation saltatoire du PA
- Le signal va aller plus vite puisqu’il n’aura pas besoin de se régénérer tout le long de lA,xone et il aura juste besoin de le faire au niveau des nœuds de ranvier. Ainsi, le déplacement des charges se fera plus rapidement. Puisque d’habitude il y a un petit temps de latence entre l’ouverture des canaux et l’arrivée du potentiel, la diminution du nombre de canaux à ouvrir pour renouveler le signal permettra de diminuer le temps d’attente.
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Différencier le type depropagation entre une cellule non myélinisée et une amélinisée
- Les potentiels d’actions vont ^tre produits en continu pour l’axone amyélinisée alors que pour l’axone myélinisé la myéline permettra à joue un rôle d’isolant ce qui va emp^chant les fuites de charge de l’axone et va permettre au voltage de la membrane axonale de changer plus rapidement. La dépolarisation se passera seulement aux nœuds de la neurofibre en sautant de nœud à nœud ce qui permettra d’augmenter la vitesse de la propagation du PA. Ceci constituera une innovation évolutive majeure permettant de transmettre un signal rapidement dans un espace restreint.
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Décrire figure 11.15
- En haut on aura un potentiel gradué qui va diminuer plus il avancera dans la cellule à cause d’une perte graduelle d’ions à travers la membrane menant à une diminution du potentiel.
- Au milieu on aura une propagation sans myéline avec des canaux sodium voltage dépendant qui vont être répartis sur la membrane et qui vont s’ouvrir graduellement avec le potentiel qui se propage le long de la membrane.
- Celle du bas : On aura des canaux voltage dépendants seulement situés aux nœuds de ranvier donc la réactivation du signal se fera seulement à ce niveau. On verra donc le chemin de la propagation saltatoire. Il y aura dans ce cas une faible perte d,ions apr la présence de myéline qui permettra une isolation.
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Avantages évolutifs de la m,yéline chez les vertébrés
- Elle permet d’Augmenter la vitesse de transmission des influx nerveux passant de 1650 m/s à 1 m/s pour certains cas
- Elle a permis l’évolution du système nerveux complexe de vertébrés (probablement)
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Comparaisons évolutives de la myéline avec les invertébérs
- On peut faire une comparaison avec les céphalopodes qui ont un système similaire et qui a permis de faire à peu près la même chose. Ils ont des axones qui ont des cellules qui s’enroulent autour des axones géants et qui ont le même rôle que la myéline.
- La différence avec les vertébrés se situera par la couche de membrane plasmique qui sera moins nombreuse et moins serrée. Il y aura un noyau qui sera plus proche de l’axone
- Ceci est un exemple d’évolution convergente.
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Qu’est-ce qu’il se passe avec la sclérose en plaque ?
- Les gaines de myé;lines sont détruites partiellement ou totalement ce qui a pour conséquence d’enlever la partie isolante habituellement présente sur l’axone. La destruction de la gaine aux endroits où il n’y a habituellement pas de canaux voltage dépendants a pour conséquence de laisser sans isolant des sections où il est impossible de renouveler le potentiel. On aura donc juste des ions comme avec le potentiel gradué. Le potentiel d’action va arruver à certain endroit, mais la perte graduelle occasionné va mener à une diminution du signal faisant qu’on ne pourra pas atteindre le seuil pour certains canaux et il y aura « annulation » du potentiel.
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Différence de diamètre de l’axone et effet sur la vitesse de conduction
- Les axones géants vont avoir un diamètre très supérieur aux autres axones de l’animal et auront donc une moins bonne résistance au courant local permettant ainsi une augmentation de la vitesse. Les axones plus petis, de diamètre plus petit, auront une interaction entre les plus et les moins. Une inversion de charge sur un côté de la membrane peut mener à une attraction des charges qui sont sur le côté de l’autre membrane. Un grand diamètre permet aunsi de diminué la résistance locale et donc augmenter la vitesse du signal.
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Évolution et grands neurones
- Il y a eu une évolution indépendantes chez plusieurs espèces d’invertébrés et vertébrés (absent chez les mammifères) de ces axones géants permettant une réponse plus immédiate et pour permettre le transfert de signauc essentiels à la survie de l’individu.
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Céphalopodes et neurones
- Ce sont des individus qui peuvent être relativement grands et qui peuvent contracter leur manteau pour avancer. CE message, menant à la réaction d,expulsion d’eau du manteau permettanat leur déplacement, proviendra du bas du corps et sera envoyé à l’arrière, ce qui prendre plus de temps pour arriver. Pour permettre une bonne coordination de tous les muscles qui se coordonent ensemble dans leur grand corps, ils auront donc des axones géants qui leur permettent d’envoyer des messages rapidment dans l’ensemble du corps. La présence de long axones leur permettra ainsi d’envoyer les messages rapidement permettant ainsi une réponse rapide.
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Température et vitesse de conduction
- La vitesse de changement de conformation d’un canal ionique influant le passage des ions qui affectent le potentiel membranaire va avrier avec la température. Il est estimé qu’une augmentation de 10°C permettra de doubler la vitesse de conduction d’un axone, qu’il soit myélinisé ou pas. Ceci s’explique par le fait que les protéines, dont les canaux ioniques font parties, pourront changer de conformations plus rapidement permettant ainsi un échange d’ions plus rapide.
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Comparaison des caractéristiques de vitesse entre le chat et la grenouille
- Une grenouille pourra avoir une vitesse de propagation de signal grâce au diamètre de ses axones qui sont de 12 à 14 um plutôt que par la température puisqu’elle ne pourra pas réguler la température de son corps. Ainsi, par les grands diamètres, elle pourra compenser pour la température de 20°C, qui varie à cause des conditions externes. Elle peut donc avoir une vitesse de 25 m/s. D’un autre c^oté, le chat qui lui peut réguler sa température pour l’avoir autour de 37°C pourra avoir des neurones de diamètre plus faible. La température étant plus élevée, mais les diamètres plus faible le signal pourra tout de même se propager à 25 m/s. Les ectotherme sont désavantagés par le fait que la température vient de l,extérieur, mais compense avec des axones géants.
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QU’est-ce qui a permis aux mammifères d’augmenter la vitesse de conduction pour un diamètre axonal donné?
- Ce sera l’homéothermie.
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QU’est-ce qui est une efficacité écologique ?
- La vitesse de conduction neuronale. En effet, plus l’individu pourra répondre rapidement à son environnements, par la vitesse plus rapide des potentiels, plus il pourra s’acclimater facilement. Ça va donc influencer la sélection naturelle. En ce sens, l’homéothermie chez les oiseaux et les mmammifères leur a apporté un immense avantage évolutif en leur permettant d’être beaucoup plus efficaces dans leurs traitements de l’information.
