Cours 1 : Propriétés membranaires passives et transporteurs ioniques Flashcards
À quel type de molécule la bicouche lipidique est-elle sélectivement perméable?
Les gas et petite molécules hydrophobes et non chargées
Qu’est-ce qu’un potentiel de membrane et comment est-il généré?
Le potentiel de membrane est la différence entre le milieu intracellulaire et extracellulaire.
Il est permis grâce à
- des canaux passifs (principalement K+)
- molécules chargées non-diffusibles (généralement des protéines intracellulaires)
- des mécanismes de maintien de l’équilibre ionique
Si la membrane est imperméable aux ions, pourquoi faut-il quand même maintenir l’équilibre ionique?
Il y a toujours des canaux passifs qui sont ouverts, on a donc une fuite des ions vers l’extérieur.
Si cela n’est pas contrebalancé, il y aurait à terme une abolition du gradient électrochimique et il serait impossible de faire des PA ou autre.
Le maintien de l’équilibre ionique est fait par des pompes, transporteurs et co-transporteurs. Notamment la pompe NaK-ATPase
Vrai ou Faux :
Le ratio extra/intracellulaire des ions est différents selon les espèces
Faux
C’est la balance ionique qui est différente. Le ratio reste identique.
Par exemple le Calamar qui a beaucoup plus de Na+ que d’autres espèces afin de compenser avec son environnement très salé.
Que signifie équilibre électrochimique?
L’équilibre électrochimique d’un ion est atteint lorsqu’il y a autant d’ions qui rentrent que d’ions qui sortent.
Cela signifie que le flux net de cet ion est nul.
Que se passe-t-il si on change la perméabilité membranaire pour un certain ion?
Le potentiel de membrane va changer.
Ex: si on augmente la perméabilité membranaire au Na+ il va y avoir une dépolarisation.
Au contraire si on augmente la perméabilité au K+ il y aura une hyperpolarisation de la membrane
À quoi correspond la perméabilité de la membrane pour un ion?
Par quoi peut-on représenter la conductance?
À sa conductance notée g.
Par une résistance.
D’ailleurs g = 1/R
Quelle est la particularité du canal Ih?
Il est activé par hyperpolarisation de la cellule.
Il permet de générer une activité rythmique (similaire aux pacemakers du myocarde)
Qu’est-ce que le courant électrique? en quoi est-il mesuré?
courant électrique I = déplacement de charges mesuré en microAmpères
Par quoi est défini le potentiel électrique?
Potentiel électrique V = séparation de charges opposés. Mesuré en millivolts
V = R.I
Avec R = Résistance
et I = courant électrique
Que fait le gradient électrochimique?
Par quoi peut-on le représenter?
Il pousse les ions à se déplacer.
Dans un circuit équivalent il est représenté par une source de courant et est noté E
Vrai ou faux :
Lorsque la membrane est à son potentiel de repos (-60mV) on a un courant sortant de Cl-
Faux car -60mV est la valeur du potentiel d’équilibre du Chlore.
Le flux net est donc nul pour ce potentiel de membrane
À quoi peut-on comparer une membrane plasmique de neurone dans un circuit électrique équivalent?
À un capaciteur/condensateur.
C’est une couche de milieu non conducteur et une accumulation de charges opposées de part et d’autre
Que symboliserait un générateur/transformateur dans un circuit électrique équivalent à un neurone?
à une Pompe NaK-ATPase par exemple.
Quel est le rôle de la NaK-ATPase?
Elle permet de maintenir le gradient de concentration qui est perdu par les courants de fuite
Quel est le symbole de la constante d’espace?
Lambda (λ)
Expliquez comment est définie la constante d’espace?
+ on s’éloigne de l’endroit où la membrane axonale est dépolarisée et plus l’amplitude des réponses passives est faible.
λ = Rm/Ra
Avec Rm = Résistance membranaire
Ra = Résistance axoplasmique
Concrètement que signifie la constante d’espace?
Distance à laquelle les 2/3 du courant à fuit à travers la membrane
Vrai ou faux :
Plus un axone est grand et plus sa résistance axonale est grande
Faux,
Plus le diamètre est grand et plus la résistance axonale est faible (résistance au mouvement du courant)
En quoi la myélinisation des axones modifie la constante de temps?
La conduction devient saltatoire, il n’y a donc pas de perte de courant via les canaux des sections myélinisées.
De plus cela augmente la vitesse de conduction
Que représente la constante de temps?
Le temps nécessaire pour que le potentiel de membrane atteigne 2/3 de son potentiel maximal
Quelle est la formule permettant de déterminer la constante de temps ?
τ = Rm.Cm
Avec
Rm = Résistance membranaire
Cm = Capacitance membranaire
Qu’est-ce qui détermine la capacitance membranaire?
Sa surface.
En effet plus un neurone est gros et plus la surface de membrane sera importante et pourra ainsi stocker plus d’énergie de part et d’autre.
Quelle est la différence entre le transport actif primaire et secondaire?
Le transport actif primaire utilise l’énergie de l’ATP pour déplacer des ions contre le sens de leur gradient (ex pompe ATPase)
Le transport actif secondaire utilise l’énergie fournie par le gradient de concentration d’un ion pour en déplacer un autre. (ex échangeurs ou co-transporteurs)
Qu’est-ce que l’ouabaïne et comment fonctionne-t-elle?
C’est un poison retrouvé dans une plante.
Cette drogue bloque la NaK-ATPase et donc bloque l’hyperpolarisation consécutive à un PA.
De fait la membrane devient + dépolarisée.
La fréquence des PA diminue (initiation plus difficile du PA) et diminue en amplitude jusqu’à être aboli.
Pourquoi est-il important de bien réguler la concentration intracellulaire de Calcium?
Si la concentration est trop élevée cela peut entraîner des cascades de mort cellulaire. (excitotoxicité?)
Quel est le rôle de la Calcium-Binding Protein?
Elle sert de tampon de régulation de la concentration du Calcium en se liant au Ca2+ intracellulaire libre
Donnez deux exemples de transporteurs du Calcium
- NCX –> échangeur Sodium Calcium
- NCKX –> Échangeur Sodium Calcium Potassium
Pourquoi dit-on que l’échangeur NCX a une activité électrogénique?
Parce qu’il échange 3Na+ pour 1Ca2+
De fait cela va engendrer un changement de potentiel de membrane (selon le sens dans lequel l’échangeur fonctionne, il peut transporter du calcium dans les deux sens)
Quel est le rôle du site de transduction d’énergie de la pompe Ca2+ ATP-dépendante?
Il sert à faire physiquement tourner la molécule (changement de conformation de la pompe pour faire sortir le Calcium)
De quoi à besoin la pompe Ca2+ ATP-dépendante pour son fonctionnement?
Du passage d’un H+ (= ion de transfert)
Comment est composé un indicateur calcique comme le GCamp?
D’une GFP modifiée fusionnée avec Calmoduline et peptide M13 (myosite light chain kinase)
Comment peut-on détecter une activité neuronale?
En observant la variation de fluorescence de la GFP associée dans GCaMP
Vrai ou faux :
Les indicateurs calciques sont un bon moyen de visualiser des potentiels d’action isolés ou en burst
Faux,
Cette méthode ne présente pas une suffisamment grande résolution temporelle pour faire la différence.
Citez des pathologies dans lesquelles on retrouve une dérégulation des pompes calciques
- AVC
- Ischémie
- Épilepsie
- Neurodégénérescence
- Sclérose en plaque
Quels sont les deux systèmes principaux de régulation du chlore?
Deux co-transporteurs
NKCC1
KCC2
Quel transporteur du Chlore est impliquée dans l’entrée de celui-ci dans la cellule?
Le NKCC1.
Le KCC2 est lui chargé de la sortie du Chlore vers le milieu extracellulaire
Que signifie SLC?
Solute Carrier
Qu’est-ce que l’interdépendance?
Les fait que les différents échangeurs, transporteurs utilisent les mêmes ions.
Par exemple les NKCC1 et KCC2 sont dépendants de la NaK-ATPase car ils ont besoin de son gradient de concentration pour transporter le Cl-
Quelle serait l’origine des décharges épileptiformes ?
À un retour d’un gradient intra/extracellulaire de Cl- plus proche de celui du neurone immature que mature.
(Cf cours du développement du système nerveux où le GABA a un effet excitateur au début du développement )
Comment est régulé le pH dans la cellule?
pH intracellulaire –> échangeurs Na+/H+ membranaires
pH organites –> échangeurs Na+/H+ intracellulaire
En quoi le pH intracellulaire est-il important?
- Il influence les canaux Na / K / Ca voltage-dépendants
- Il y a des canaux (ASIC) sensibles spécifiquement au pH
- L’augmentation de l’acidité diminue le courant des récepteurs AMPA et NMDA
Quel est le rôle de l’ATPase vacuolaire?
Cette pompe est chargée de l’acidification des organites intracellulaires (comme les lysosomes)
