Cours 3 Flashcards

1
Q

Neurone

A
  • neurone a extension dendritique
  • axone entouré de gaine de myéline et trous (noeud de Ranvier)
  • membrane cellulaire de l’axone est en contact avec le milieu extracellulaire
  • cône d’émergence ou segment initial
  • excitable (chimique et électrique) qui gère l’activité des neurones donc du cerveau
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Enregistrement des signaux électriques passifs et actifs d’une cellule nerveuse

A
  • expérience classique
  • 2 pipettes dans le cytoplasme (une est relié à un stimulateur, donc va donner voltage, ajoute courant dans la cellule et la deuxième va enregistrer les changements du potentiel membranaire)
  • premier graph : ce qu’on stimule (nanoampères), ajoute courant négatif et ensuite positif
    • ondes peuvent changer d’amplitude
    • ondes sont rectangulaires : 2 phases : début (on) et fin (off)
  • graph 2 : potentiel membranaire est à -65 quand la pipette est entrée dans la cellule
    • ondes qu’on applique à on et off mais la cellule n’a pas ça (pas rectangulaire) (asymptotique)
    • réponses passives sont sous le potentiel de repos (chute du potentiel) de manière asymptotique
    • réponses vers le haut asymptotique (dépolarisation)
    • s’éloigne de 0 = hyperpolarisation
    • s’approche de 0 = dépolarisation
    • potentiel d’action très bref et ils ont tous la même amplitude quel que soit la valeur de la stimulation (tout ou rien)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hyperpolarisation

A
  • si le courant délivré a comme effet de rendre le potentiel de membrane plus négatif, cela donne une hyperpolarisation
  • le potentiel de membrane change tout simplement en proportion de l’intensité du courant injecté
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Réponse électriques passives

A
  • des réponses hypolarisantes de ce genre n’exigent des neurones aucune propriété particulière et on les qualifie de réponses électriques passives
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Dépolarisation

A
  • si l’on injecte un courant passif opposé, cela rend le potentiel de membrane de la cellule nerveuse plus positif que le potentiel de repos (alors on a une dépolarisation)
  • dans ce cas, à un niveau critique du potentiel de membrane appelé seul, il y a une émission d’un potentiel d’action
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Potentiel d’action : définition

A
  • une réponse active produite par le neurone
  • se traduit par un changement bref (1ms) du potentiel transmembranaire, qui de négatif, devient positif
  • considéré comme une réponse active car ils proviennent de changements sélectifs de la perméabilité de la membrane neuronale
  • concept de tout ou rien
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Concept de tout ou rien

A
  • l’amplitude du potentiel d’action est indépendante de l’intensité du courant qui le déclenche (des courants forts ne déclenchent pas des potentiels d’action plus grands)
  • les potentiels d’action d’un neurone sont des phénomènes de tout ou rien (ils surviennent complètement ou pas du tout)
  • si l’intensité ou la durée du courant de stimulation est suffisamment augmentée, plusieurs potentiels d’action sont émis
  • l’intensité d’un stimulus est donc codé par la fréquence des potentiels d’action et non par leur amplitude
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Constante de temps

A
  • temps que la cellule met pour se rendre à la valeur de l’équilibre est la constante de temps (égal au deux tiers de l’équilibre)
  • chargé + vont aller du côté négatif
  • quand tous les éléments chargés sont distribués
  • 2 éléments dans la membrane = condensateur et résistance (pour descendre)
  • dans une cellule (neurone) sont faites de la même manière au niveau électrique mais les valeurs du condensateur changent
  • constante de temps : Rm x Cm (s’exprime en secondes) important pour la sommation temporelle
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Courant total

A
  • loi d’ Ohm : V(voltage)= R(ohm)I(ampère)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Charge

A
  • q = Cm (capacité du condensateur) x Em (delta V sur Vt)
  • Ir = V divisé par R + Cm(dv sur dt)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Conduction passive du courant dans un axone

A
  • atténuation progressive à mesure qu’on s’éloigne du site d’injection
  • les mesures qu’ont observent ce sont des millivolts
  • réponse asymptotique change avec la distance et le temps
  • propriétés électriques passives des axones = pas de bons conducteurs d’électricité
  • la diminution progressive de la variation de potentiel induite provient de ce que la membrane de l’axone laisser fuir le courant injecté
  • il s’ensuit que plus on s’éloigne, moins il y a de courant pour faire changer le potentiel de la membrane
  • la capacité du potentiel d’action à amplifier la propagation des signaux électriques
  • un courant dépolarisant d’intensité suffisante pour déclencher un potentiel d’action, se produit sur tout la longueur de l’axone, qui peut faire jusqu’à un mètre ou davantage
  • le fait qu’un signal électrique se propage sans décrément montre que la conduction active du signal via un potentiel d’action est très efficace et remédie efficacement aux fuites inhérentes à la membrane
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Constante d’espace

A
  • pour atteindre la valeur d’équilibre (atténuation du signal en fonction de la distance)
  • lambda = racine carré de (Rm (résistance) x d (diamètre)/ Rm (résistance extracellulaire) x Ri (résistance intracellulaire)
    • peut être sans le diamètre aussi
    • donne les variations des potentiels membranaires selon les divers paramètres physiques du milieu (amplitude du signal)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Les potentiels électriques sont dus à :

A
  • des différences de concentration d’ions spécifiques de part et d’autre de la membrane cellulaire
  • la perméabilité sélective de ces membranes à certains ions
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Distribution ionique

A
  • différence intra et extracellulaire (gradient) donc il va y avoir une force
  • c’est pas la quantité qui est importante, c’est le rapport intra et extracellulaire
    • gradient le plus fort = Ca2+
  • la force qui va pousser les ions dans une direction ou une autre de la membrane selon le gradient
  • milieu intra est négatif et extra positif
  • K+ = la force de diffusion va aller vers le milieu extracellulaire mais la force électrique va pousser le K+ vers le milieu intra
  • Na+ = FD va pousser vers intra et FE va pousser vers intra (même sens donc si on ouvre les canaux Na+, il va y avoir un impact important parce que toutes les forces poussent vers le milieu intra)
  • Cl- = FD va vers intra mais FE va vers extra
  • potentiel électrochimique (différence de charge et le différence de concentration)
  • eau peut entrer facilement (osmose)
  • au repos, la cellule qui n’est pas active, le K+ est légèrement perméable (20x plus que le Na+)
  • donc le potentiel de repos dépend du K+
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Équation de Nernst

A
  • Ek = Vk RT/ZF Log Kext / Kintr (log de 5 /150) = -2.3
  • RT/ZF donne environ 25
  • 25 x 2.3 = 57.5 environ 60
  • Cl- serait inversé (log) car il est négatif
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Potentiel d’équilibre

A
  • chaque ion en a un pour un neurone donné
  • si le milieu extra est à -60, il n’y aura pas de déplacement car il va vouloir garder le K+
  • quand il est égal à l’équation de Nernst, il n’y aura pas de mouvement (à l’équilibre le courant net est nul)
17
Q

Le potentiel de la membrane influence les flux ioniques

A
  • pile va déplacer les charges
  • si le potentiel est à -58 c’est assez négatif pour garder le K+ au milieu extra donc il n’y aura pas de déplacement au repos (pas de flux)
18
Q

Preuve expérimentale que le potentiel de membrane d’un axone géant de calmar est déterminé par le gradient de concentration

A
  • quantité K+ dans milieu extra augmente et le potentiel au repos va devenir de plus en plus + (dépolarise) va s’approcher de 0
  • le potentiel membranaire de repos dépend de la quantité de K+ dans la cellule
  • décalage entre la valeur théorique et la valeur expérimentale : à cause du Na2+
  • au repos la membrane n’est pas complètement étanche au Na qui vont entrer dans la cellule avec K+
  • cette fuite déplace la courbe de Nernst vers une valeur positive
  • potentiel membranaire ne dépend pas d’un seul ion mais de tous
  • Vm (potentiel membranaire) = Ct (constante environ 60) x log P (perméabilité d’un ion x la concentration de l’ion (ex : K+) x …. / PK+ intérieur + PNa intérieur
    • le potentiel membranaire (valeur d’équilibre totale) au total au repos
  • on peut utiliser l’équation de Nernst pour calculer l’équilibre de K+ et pour les principaux ions
  • puisque le potentiel de repos de la membrane des neurones de calmant est d’à peu près -65mV, le K+ est l’ion le plus proche de l’équilibre électrochimique quand la cellule est au repos
  • cela implique que la membrane au repos est plus perméable aux K+ qu’aux autres ions
19
Q

Potentiel d’action

A
  • potentiel d’action : changement de voltages très court
  • A (classique) : repos -65, phase ascendante (dépolarisation) arrive environ à +30, point d’inversion de potentiel, puis phase descendante (repolarisation) arrive vers -70 (hyperpolarisation consécutive car elle suit un potentiel d’action)
  • amplitude va rester la même
  • variété de potentiels d’action
  • boucle de rétroaction positive
    • dépolarisation (changement potentiel membranaire) va faire ouvrir les canaux Na car ils sont voltage-dépendant
    • va entrer à l’intérieur de la cellule (entrée massive)
    • dépolarise davantage la cellule ce qui ouvre plus de canaux et dépolarise…
  • à +30 mV les canaux se ferment et ensuite repolarisation pour retourner au potentiel de repos
  • loi tout ou rien
  • canaux Ca2+ : dans certains cas seulement il y a des potentiels calcium dépendants
    • gradient est important même si les quantités sont faibles
  • cette variété morphologique des potentiels d’action résultent des variations relativement mineures des processus mise en oeuvre par l’axone
20
Q

Cons.quences des changements de concentration Na

A
  • B : réduit concentration Na extracellulaire donc la force de diffusion qui va pousser le Na vers intra va être plus faible (amplitude est plus faible)
  • si on enlève Na, le rôle de K+ deviendra plus important donc le potentiel va être plus négatif (hyperpolarisé)
  • E : potentiel de repos dépend K+ et le Na n’intervient pas beaucoup donc si on augmente le Na extracellulaire, le potentiel de repos ne va pas changer
    • Na intervient seulement dans les potentiels d’action
21
Q

Fonctionnement pompes Na

A
  • beaucoup de Na va entrer dans la cellule pendant une journée à cause des potentiels d’action donc il faut expulser le Na
  • canaux sont fermés et le Na doit franchir deux forces (force de concentration car il y en a trop au milieu extra et force électrique car négatif à l’intérieur)
  • diffusion active car elle nécessite la présence d’O2 et d’ATP
  • descente importante = donc si on bloque le métabolisme de la pompe (pas ATP), on bloque sortie Na
  • un changement de conformation entraîne la libération du K et la liaison du Na
  • phosphorylation de la pompe (ADP)
  • Na lié (conformation occluse)
  • changement de conformation permettant la libération de Na et la liaison du K
  • K lié (conformation occluse)
  • bilan = 3 Na sortent pour 2 K+ qui entrent
  • quantité importante d’énergie pour expulser le Na des cellules
  • cerveau consomme la plus grande quantité d’oxygène
22
Q

Potentiel de repos et le potentiel d’action sont dus à der perméabilité membranaire à des ions différents

A
  • perméabilité Na augmente quand dépolarisation et diminue quand repolarisation
23
Q

Expérience calmar

A
  • chez les invertébrés les axones se collent ensemble pour donner un axone géant
  • diamètre assez grand ce qui permet d’entrer des électrodes (plus facile à travailler)
  • électrode pour enregistrer donc mesure potentiels membranaires
  • signal va juste qu’à un amplificateur qui va mesurer le potentiel
    deuxième amplificateur pour stabiliser et reçoit un signal électrique et on injecte un courant (électrode jaune) qui va compenser la dépolarisation
  • donc on peut mesurer le courant et sa direction
  • B : maintien de la valeur
  • injecte du courant pour le maintenir
  • courbe qui montre le courant entrant bref, et un courant sortant qui dure aussi longtemps que la dépolarisation qui est retardé
  • courant entrant et sortant décalé
  • courbes sont des courbes de courant
24
Q

Équation de Goldman

A
  • extension de l’équation de Nernst, qui prend en compte la perméabilité relative à chacun des ions impliqués
  • la parenté entre les deux équations devient évidente dans le cas où la membrane n’est perméable qu’à un seul ion
  • la formule de Goldman se ramène alors à celle de Nernst mais plus simple
  • facteur valence (z) de l’équation de Nernst a disparu