Cours 3: canaux ioniques et PA Flashcards
Canaux ioniques et potentiel d’action
Quelle est la fonction des systèmes nerveux?
- percevoir l’état de l’evironnement et de soi même, puis réagir pour survivre/se reproduire
- intégrer des fonctions sensitives complexes, de multiples centres de commande (dominés par une commande centrale) + une capacité efférente
Quelle est l’origine des systèmes nerveux?
les paramécies
présence de récepteurs sur leurs cils qui induisent signal pour changer de direction
Quelle sont les 3 parties du système nerveux?
Partie sensitive
Partie motrice
Centre de contrôle central
Composantes du SNC
SNC= syctème nerveux central
moelle épinière, cerveau inférieur et supérieur
Composantes du SNP
nerfs (avec fibres afférentes et efférentes) en
dehors du cerveau et de la moelle épinière
SNP= syctème nerveux périphérique
V/F Il y a environ 200 miliards de neurones au total dans le système nerveux.
V: Plus de 100 milliards de neurones dans le cerveau humain et au moins autant dans le reste du système nerveux
Comment le système nerveux reçoit et transmet l’info?
communiquer entre ses différentes parties par les neurones
Rôles généraux du neurone dans la communication inter-cellulaire?
− « décider » d’envoyer un signal (électrique)
− propager le signal avec fidélité (électrique)
− transmettre le signal à une autre cellule (chimique)
Nommer l’ensemble des cellules qui composent le SN.
SN : systéme nerveux
− Neurones
− Cellules gliales qui inclues:
− Astrocytes
− Microglies
− Oligodendrocytes
− Cellules de Schwann
Quel est le rôle des cellules gliales dans le SN?
aident à maintenir le milieu extracellulaire et supporter les neurones
Décrire les motoneurones dans le SN.
Rôle: transmettre commande motrice
Caractéristique: souvent très long, viennent en pair (1 supérieur du cortex à la ME et 1 inférieur de la ME à l’effecteur)
ME: moelle épinière
Résumer ce que sont les dendrites du neurone.
« Branches » par lesquelles le soma reçoit des signaux afférents d’autres neurones
Résumer ce qu’est le soma du neurone
Région contentant le noyau et la machinerie métabolique responsable de maintenir les parties lointaines du neurone
* Ses produits doivent être transportés par transport axoplasmique antérograde
* Doit récupérer les déchets par transport axoplasmique rétrograde
Définir le transport axoplasmique antérograde et rétrograde.
Antérograde: acheminement intracellulaire de “produits” du soma vers les terminaisons synaptiques
Rétrograde: acheminement intracellulaire de “produits”/déchets des terminaisons synaptiques vers le soma
Décrire et situé le sommet axonal
Lieu de sommation de l’ensemble des signaux qui mèneront à la génération du PA
Situé à la jonction entre le soma et l’axone
PA: potentiel d’action
Résumer anatomie et rôle de l’axone
Portion longue et mince du neurone généralement myélinisée qui propage le PA
L’axone se termine à la terminaison présynaptique (bouton terminal)
Rôle et origine de la gaine de myéline
Isolateur des courants ioniques
* Interrompue par les nœuds de Ranvier
* Formée de cellules gliales: Oligodendrocytes (SNC) et Cellules de Schwann (SNP)
Rôle des terminations présynaptiques
- Région finale de la propagation électrique du PA axonal
- Région d’entreposage et de libération des vésicules synaptiques contenant le transmetteur chimique destiné à la synapse
Décrire la synapse
Espace entre la terminaison présynaptique et la membrane post-synaptique de sa cellule cible
Lieu de diffusion du transmetteur chimique
(neurotransmetteur)
Rôle du neurotransmetteur
aura généralement une influence sur le potentiel électrique de la membrane de la cellule cible
Faire la distinction entre potentiel de récepteur, potentiel synaptique, potentiel d’action.
Potentiel de récepteur: potentiel mesuré à la membrane pré-synaptique
Potentiel synaptique: potentiel mesuré à la membrane post-synaptique
Potentiel d’action: potentiel mesuré à l’axone du neurone efférent
Quels éléments du SN aide à maintenir les concentations électrolytiques internes des cellules nerveuses?
astrocytes
LCR
barrière hématoencéphalique
V/F pour maintenir les concentrations électrolytiques internes des neurones, il faut continuellement dépensé de l’énergie.
V, les pompes actives (nécessitent ATP) maintiennent le “déséquilibre”
Quelles sont les principaux les ions en grande concentration extracellulaire?
Na+, Cl-, Ca2+
Quel est l’ion principal qui majoritairement intracellulaire?
K+
Bien que le milieu intracellulaire est composé de potassium, un ion +, pourquoi le poteniel interne est-il négatif?
présences imporante de d’autres ions et composantes (albumine, protéines, etc.) avec charges négatives
Décrire l’allure de la membrane neuronale
bicouche phospholipidique imperméable aux ions, mais contient canaux transmembranaires protéiques qui la rendent perméable sélectivement
Expliquer la différence entre les canaux transmembranaire actifs et passifs.
− Actif: Requiert de l’énergie (ATP) pour pomper l’ion contre son gradient naturel
− Passif: Permet à l’ion de se diffuser à travers la membrane selon son gradient de concentration sans énergie (pas d’ATP nécessaire)
Pourquoil le potentiel trnasmembranaire n’est-il pas nul?
* différences de concentrations ioniques, établies par transporteurs d’ions (pompes ioniques), de part et d’autre de la membrane
* **perméabilité sélective **des membranes due aux canaux ioniques
Quelle transporteur d’ion est responsable du maintien du potentiel membranaire.
Pompe Na+/K+ ATPase
Canal actif
En absence des pompes Na+/K+ ATPase qu’arriverait-il au potentiel membranaire?
Dépolarisation (devient plus positive) et ne pourra plus transmettre influx nerveux
Expliquer précisément le rôle des pompes Na+/K+ ATPase
pompent continuellement le sodium (3 molécules) vers
l’extérieur de la cellule et le potassium (2 molécules) vers l’intérieur (contre leurs gradients respectifs) au coût d’énergie sous forme d’ATP
Décrire les étapes d’échange ionique induit par la pompe Na+/K+ ATPase
- Liaison du Na+ à l’intérieur de la pompe
- ATP provoque la phosphorylation de la pompe
- Sortie de 3 Na+ à l’extérieur et entrée de 2 K+
- Hyperpolarisation de la membrane de 1 mV
V/F les pompes Na+/K+ ATPase sont très peu énergivore puisqu’elles sont déclenchées par la liaison d’un Na+ intracellulaire.
F, 20% de l’énergie du cerveau est dépensée par ces canaux
V/F Certains canaux sodiques,
potassiques et chloriques sont passifs.
V
Rôle des canaux sodiques,
potassiques et chloriques passifs
diffusion des ions dans la direction de haute à basse concentration
V/F les canaux ioniques voltages- ou ligands-dépendants ne nécessitent aucune énergie, mais sont très spécifiques et régularisés.
V, ils peuvent être ouverts et fermés selon certaines conditions seulement
L’info arrive au soma de la neurone et fait son chemin jusqu’au sommet axonal, comment appelle-t-on ce type de signal qui change le potentiel membranaire? Décrire leur action sur le potentiel
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE) ou inhibiteur (PPSI)
PPSE: pousse la membrane vers une dépolarisation (rend le potentiel de repos négatif plus positif)
PPSI: pousse la membrane vers une hyperpolarisation (rend le potentiel de repos déjà négatif plus négatif)
Lorsque les PPSE ou PPSI arrivent aux sommet axonale, comment changent-ils le potentiel membranaire au point de produire un PA?
- Au sommet axonal, la membrane au repos contient des canaux sodiques fermés et des canaux potassiques ouverts (potentiel de membrane = -70 mv)
- Les PPSE/I ouvrent ou ferment certains canaux = entrée ou sortie d’ions = dépolarisent ou hyperpolarisent la membrane
- Lorsque PPSE >PPSI et membrane atteint seuil de -55mV = PA
Expliquer comment on atteint le potentiel seuil des canaux sodiques voltage-dépendant au sommet axonal avec les PPSE/I?
PPSE dépolarisent assez la membrane pour atteindre -55mV et à ce seuil les canaux s’ouvrent
Expliquer le mécanisme de dépolarisation lors de la génération d’un PA
- atteinte seuil de -55mV = Ouverture des canaux Na+
- Influx massif de Na+ dans cellule
- Changement du potentiel de membrane = dépolarisation massive = PA
Quels sont les 3 phases majeures du PA
- Dépolarisation
- Repolarisation
- Post-hyperpolarisation
Décrire la phase de dépolarisation (impacts sur/des canaux).
- Sommation spatial et temporelle des PPSE-PPSI suffisante = ouverture canaux Na+ et entrée Na+ pour amener membrane de -70mV à -55mV
- Seuil (-55 mV) atteint = dépolarisation (dure 0.5 ms)
- Fermeture et inactivation des canaux Na+ après 0.1 ms
- Ralentissement de la dépolarisation
Décrire la phase de repolarisation (impacts sur/des canaux).
- Même si les canaux potassiques sont toujours ouverts, ils ne sont pas tous “actifs” donc à la repolarisation = activation en plus grand nombre
- Augmentation de la conductance potassique (sortie K+)
- Retour du potentiel vers potentiel d’équilibre K+
Expliquer l’effets des canaux K+ sur la phase d’yperpolarisation
L’ouverture supplémentaire de canaux potassiques à la repolarisation = membrane devient souvent plus négative (plus polarisée) qu’à l’origine
Expliquer le lien entre la période réfractaire et l’état d’inactivation ou fermée des canaux sodiques/potassiques
Période réfractaire absolue = état inactif des canaux Na+(aucune ouverture possible avec PA)
Période réfractaire relative = état fermé des canaux Na+ et **ouverture supplémentaire des canaux K+ **
Expliquer la sommation spatio-temporelle des PPSE/I et leur influence sur le PA
Plusieurs PPSE/I au même endroit (ou assez proche l’un de l’autre) sur le neurone post-synaptique et en même temps (ou dans une courte période) = dépolarisation locale plus “forte”/significative ( si assez de PPSE)= plus de chance d’avoir PA
OU
Lorsque la somme de PPSE moins la somme de PPSI cause la membrane post-synaptique de dépasser le seuil de dépolarisation, le PA est déclenché
Décrire la conduction des axones non-myélinisés. Avantages et inconvénients?
La propagation se fait en déclenchant une vague de dépolarisation passivement le long de l’axone
Le courant déclenche l’ouverture de canaux sodiques
séquentiellement en une direction
- Avantage: aucune dégradation du signal
- Désavantage: lent et coût métabolique élevé
Décrire la conduction saltatoire. Avantages et inconvénients?
Propagation (saut) de l’influx nerveux d’un noeud de Ranviers à l’autre le long de l’axone myélinisée
Avantages: décharge électrique du PA se propage dans plus loin et rapidement + PA renforcé activement
Inconvénient: message se détériore progressivement entre les nœuds (PA doit être regénéré/renforcé)
Expliquer le fonctionnement des 2 types de thermorécepteurs
terminaisons ‘libres’ sont disséminées dans l’épaisseur de la peau (certains points de la peau plus sensibles au chaud, d’autres au froid)
Décrire la structure moléculaire des canaux ioniques
- Longue chaîne d’acides aminés forme souvent une hélice
- Regroupement de plusieurs hélices transmembranaires = une sous-unité
- Plusieurs sous-unités assemblées en tonneau = canal avec, au milieu, un pore
Décrire le mécanisme d’ouverture/activation des canaux voltage-dépendants
A) Des détecteurs de voltage (domaines distincts chargés positivement) font traction sur une hélice la poussant vers la face extracellulaire = canal fermé
B) La dépolarisation amène une entrée de charges + dans la cellule = charges (+) des détecteurs se repoussent et ouvrent le canal
Expliquer le mécanisme des transporteurs actifs
Translocation d’ions contre leur gradient chimique grâce à l’hydrolyse de l’ATP (ATPase) ou grâce au gradient de concentration d’un autre ion (échangeur/co-transporteur)
