Cours 2 - Canaux ioniques (complet) Flashcards
Rectification entrante et sortante?
propriété des canaux qui ne permet pas un passage équivalent des ions dans les 2 sens (entrant et sortant)
Technique du voltage imposé. Quels sont les potentiels présents (2)? Quel est leur rôle? Quel effet aura le voltage imposé sur ces potentiels?
1 - Vc (potentiel/courant/voltage imposé) :
- c’est le courant injecté dans le neurone
- permet au neurone d’atteindre la valeur de voltage imposée, donc injecte un courant positif si Vm est trop négatif
- c’est le voltage imposé qui donne la valeur de Vc à injecter
2 - Vm (potentiel de membrane) :
- c’est le potentiel de membrane normal du neurone, mesuré par une électrode dans le neurone
- le voltage imposé est basé sur cette valeur pour savoir quelle valeur de courant (Vc) doit être injectée dans le neurone
Technique du voltage imposé. Quelles sont les composantes du circuit (7)? Quel est leur rôle respectif?
- outil de mesure de Vm : permet de mesurer le potentiel de membrane du neurone à tout instant
- outil d’indication du voltage imposé : permet de dire la valeur de voltage imposé voulue (Vc)
- amplificateur de stabilisation : permet de mesurer la différence entre Vc et Vm, et si il y a une différence, permet d’injecter un courant pour que Vm atteigne et se stabilise à la valeur de Vc
- outil de mesure du courant injecté : permet de mesurer la valeur du courant qui doit être injecté pour que Vm atteigne Vc
- électrode d’injection du courant : injecte le courant dans le neurone pour que Vm atteigne Vc
- électrode d’enregistrement : enregistre la valeur du potentiel de membrane du neurone à tout instant
- électrode de référence : électrode qui se trouve dans la solution dans laquelle le neurone se trouve et qui permet d’obtenir le zéro pour la mesure du courant
Quel est le but final de la technique du voltage imposé?
mesurer les variations de courant/potentiel de membrane dans un neurone
Par quoi est causé un courant capacitif? Quelle forme il prend dans un enregistrement?
- par une réorganisation des charges de par et d’autre de la membrane
- il prend la forme d’un pic (comme un artéfact, mais pas un artéfact) à l’instant-même où le potentiel de membrane change. Son courant est dans le sens contraire de celui de la réponse (si la réponse est une dépolarisation, on va avoir des charges entrantes dans la cellule, mais le courant capacitif est un pic très bref de charges sortantes)
Comment varient les courants sodiques unitaires en fonction du potentiel de membrane?
plus le potentiel de membrane augmente (devient positif), plus la probabilité d’ouverture de canaux sodiques augmente (selon une relation sigmoïde)
Quelle est la grande différence dans les étapes d’ouverture et de fermeture entre les canaux sodiques et potassiques voltage-dépendant?
1 - potassique :
- le canal a 2 formes : ouvert ou fermé
- le canal s’ouvre dès que le potentiel de la membrane le lui permet et se referme dès que le potentiel de la membrane revient à la normale
2 - sodique :
- le canal a 3 formes : ouvert, fermé et inactivé
- le canal s’ouvre dès que le potentiel de la membrane le lui permet
- le canal va ensuite assez rapidement tomber dans une période d’inactivation : une « porte » du côté intracellulaire se referme pour empêcher le passage des ions, mais le canal reste ouvert
- pendant cette période d’inactivation, c’est comme si le canal prend un « break », et même si le potentiel de la membrane le lui permet, le canal ne peut faire passer aucun ion
- à la fin de la période d’inactivation, la « porte » s’ouvre, mais le canal se met en position fermée, il pourra donc se réouvrir quand le potentiel de la membrane le lui permet
V ou F. Le canal potassique voltage-dépendant est plus rapide à s’ouvrir que le canal sodique voltage-dépendant.
F, c’est le contraire
V ou F. Le canal potassique voltage-dépendant reste ouvert tant que la membrane est dépolarisée.
V
Quel est l’effet d’avoir différents types de canaux exprimés dans différents neurones?
l’excitabilité/la réponse du neurone dépend du types de canaux qu’il exprime
- un neurone avec certains types de canaux répondra de façon différente à la même stimulation qu’un autre neurone avec d’autres types de canaux
Neurone de type « burst ». Qu’est-ce qui leur permet d’avoir une activité rythmique en burst?
- ce type de neurone contient des canaux qui s’ouvrent au moment de l’hyperpolarisation, ce qui permet une activité rythmique
Comment change la conductance potassique en fonction du potentiel membranaire?
- la conductance potassique augmente toujours de façon lente et peu abrupte, peu importe le potentiel membranaire. La conductance suit un plateau après une certaine valeur atteinte.
- cependant, plus le potentiel membranaire est élevé (positif), plus la conductance potassique augmente rapidement
- aussi, plus le potentiel membranaire est élevé (positif), plus la valeur du plateau que la conductance atteint est élevée
Comment change la conductance sodique en fonction du potentiel membranaire?
- la conductance sodique augmente toujours de façon assez rapide et redescend assez rapidement une fois le pic atteint, peu importe le potentiel membranaire
- cependant, plus le potentiel membranaire est élevé (positif), plus la conductance atteint son pic rapidement (pente abrupte)
- aussi, plus le potentiel membranaire est élevé (positif), plus la valeur pic de la conductance sodique sera élevée
Quel est l’effet de la période d’inactivation des canaux sodiques sur la conductance?
- si on dépolarise la membrane trop rapidement (donc on demande aux canaux de s’ouvrir) après une dépolarisation, la conductance maximale ne sera pas atteinte pour la composante sodique
- plus le délai est grand, plus on laisse de chance aux canaux sodiques d’avoir fini leur période d’inactivation, donc plus la conductance maximale (celle qu’on avait lors de la première dépolarisation) est atteinte
V ou F. Le diamètre du pore du canal sodique est plus gros que celui du canal potassique. Expliquer.
V. La sphère d’hydratation du sodium qui est plus grosse que celle du potassium
Quel est le rôle de l’hydratation des molécules dans la perméabilité sélective? Prenez l’exemple du sodium et du potassium
- les molécules de sodium et de potassium ont chacun une sphère d’hydratation différente : des molécules de H2O les entoure
- la quantité de molécules d’eau qui créent la sphère d’hydratation augmente l’espace que prend la molécule : par exemple, la sphère d’hydratation du sodium est plus grande que celle du potassium, donc le sodium prend plus de place que le potassium
- > ça a un impact sur la perméabilité de la molécule : si la molécule est grosse (sodium), elle ne pourra passer que dans des structures assez grosses pour elle
- > c’est pour ça que le sodium a une perméabilité limitée à comparer au potassium : elle prend beaucoup plus de place que lui
Que signifie une ouverture « tout ou rien » pour un canal ionique?
ça signifie que le canal ne peut pas laisser passer seulement un certain % d’ions, soit le canal est complètement ouvert (100%), soit il est complètement fermé (0%)
- dans un enregistrement, on voit donc des courants qui atteignent toujours la même valeur pour un canal ionique
Quels sont les 4 types de patch-clamp?
- cellule attachée
- cellule entière
- inside-out
- outside-out
Enregistrement patch-clamp en cellule attachée?
- avec la pipette, on fait une succion légère sur un canal de la membrane
- il n’y a pas de déchirure de la membrane et on ne détache pas le canal, on fait juste l’enregistrer de façon passive et on invasive
Enregistrement patch-clamp en cellule entière?
- avec la pipette, on fait une forte succion de courte durée, à un endroit où il n’y a pas de canal, ce qui brise la membrane
- les 2 côtés déchirés sont maintenant dans la pipette, et le cytoplasme est en continuité avec l’intérieur de la pipette
Enregistrement patch-clamp inside-out
- avec la pipette, on fait une forte succion sur un canal de la membrane pour que le canal se détache de la membrane, mais reste dans la pipette
- le côté intracellulaire du canal est alors en contact avec le côté extracellulaire de la cellule, et le côté extracellulaire du canal est alors du côté interne de la pipette
- on rend le domaine cytoplasmique du canal accessible
Enregistrement patch-clamp outside-out
- avec la pipette, on fait une forte succion sur une partie de la membrane ou il n’y a pas de canal, ce qui brise la membrane
- on fait une succion assez forte pour que la partie de la membrane collée à la pipette se détache du reste de la membrane
- on obtient donc 2 bouts de membrane, une collée à chaque côté de la pipette, et dans un bout de la membrane se trouve un canal
- les 2 bouts non collés à la pipette vont fusionner ensemble pour faire une membrane en continu, et le côté extracellulaire du canal reste du côté extracellulaire, tandis que le côté intracellulaire se trouve du côté interne de la pipette
- > on rend donc le domaine extracellulaire du canal accessible
Avec la méthode patch-clamp, comment peut-on enregistrer le courant d’un seul canal?
- on fait un patch-clamp en cellule attachée
- l’intérieur de la pipette contient la molécule ligand au récepteur ciblé, par exemple l’acétylcholine avec des récepteurs cholinergiques
- une électrode d’enregistrement dans la pipette est reliée à une électrode se trouvant dans le milieu extracellulaire (ground)
- lorsque le canal s’ouvre, l’électrode capte un courant (pico ampère)
Canal de type « Ohmique »
- le courant qui traverse le canal et le potentiel de membrane suivent une relation linéaire
- la conductance est la même (constante) peut importe la valeur du potentiel membranaire/voltage
Canal de type « rectifiant » ?
- la relation entre le courant dans le canal (passage des ions) et le potentiel de membrane n’est pas linéaire
- ce genre de canal conduit le courant + dans une direction qu’une autre : la valeur du potentiel de membrane a une incidence sur le courant, mais de façon non linéaire
- la conductance de ce type de canal n’est pas constante : elle change selon la valeur du voltage
Pourquoi on peut dire que le récepteur NMDA est un canal rectifiant?
- c’est un canal rectifiant à cause de la molécule de magnésium qui bloque le canal à des potentiel de membrane négatif
- la courbe est non-linéaire, car quand le potentiel de membrane est négatif, la molécule de magnésium bloque le canal, donc on ne peut pas voir une relation linéaire avec le courant
- par contre, quand le magnésium s’en va, le canal est débouché et le courant peut passer de façon normale (mais non linéaire : le canal est « + ouvert » quand le potentiel de membrane est positif, donc meilleure performance qu’avec un canal normal)
Quelle est la différence entre un canal à rectification entrante et à rectification sortante?
- entrante : le canal permet un meilleur passage des ions vers l’intérieur de la cellule
- sortante : le canal permet un meilleur passage des ions vers l’extérieur de la cellule
- > se rappeler qu’un canal rectifiant permet le passage des ions dans une direction préférée, donc le passage des ions se fait différemment selon le potentiel de membrane/voltage