Électrophysiologie

Question 1

Canaux transmembranaires

Answer 1

La membrane étant un isolant, une protéine de structure quaternaire va permettre le passage de molécules spécifiques. Ces canaux sont présents sur toute la membrane.

Question 2

Force chimique de diffusion

Answer 2

Gradient de concentration qui s’installe lorsque deux concentrations chimiques sont dans un milieu.
Il s’agit d’une force dynamique.
Lorsqu’il y a des canaux sur la membrane séparant les deux milieux, la force chimique va pousser les molécules vers le côté moins concentré, jusqu’à l’équilibre.

Question 3

Force électrique de diffusion

Answer 3

Potentiel ou voltage. En raison de l’attirance entre le positif et le négatif et le fait que des molécules ayant une même charge vont se repousser.

Question 4

Potentiel électrique vs Courant électrique

Answer 4

Le potentiel électrique est la charge, c’est à dire une énergie, un potentiel. Exprimé en Volts, et il y a un écart des polarités. La membrane va créer une résistance qui se mesure en Ohm.

Le courant électrique est exprimé en ampères. Il s’agit d’un mouvement ionique. On va parler de conductance (en Moh).

Question 5

Potentiel de repos du neurone

Answer 5

Notion théorique car le neurone n’est jamais complètement au repos, ou du moins pendant un très court instant.

Il est de -65mV (il s’agit de la différence entre l’intérieur et l’extérieur). L’extérieur est 65 fois plus positif ce qui crée une force importante, prête à exploser.

Question 6

Courant K+

Answer 6

La concentration en potassium K+ est plus importante à l’intérieur. Il y a donc une force chimique qui pousse le K+ vers l’extérieur. Si des canaux à K+ sont présent la force chimique pousse le K+ à l’extérieur ce qui crée un courant. Cependant, la présence d’anion A- à l’intérieur va, en raison de la force électrique, attirer le K+ vers l’intérieur. Donc, K+ va aller vers l’extérieur jusqu’à ce que le POTENTIEL D’ÉQUILIBRE est atteint (lorsque la force chimique = force électrique) et il n’y a donc plus de courant.

Question 7

Courant Na+

Answer 7

La concentration en A- ne change pas, la force électrique et la force chimique vont dans la même direction, c’est à dire pour faire rentrer le Na+ à l’intérieur (car beaucoup plus présent à l’extérieur). Le courant est donc TRÈS INTENSE.
Plus le Na+ rentre, plus la charge à l’intérieur devient positive, ce qui va commencer à repousser le Na+. La force chimique qui pousse vers l’intérieur va devenir égale à la force électrique qui va commencer à pousser vers l’extérieur. On a donc une atteinte rapide du potentiel d’équilibre et donc un courant nul.

Question 8

Migration ionique requise pour modifier le potentiel membranaire

Answer 8

Seuls les ions qui sont à la surface le long de la membrane vont migrer. Cela suffit pour changer la charge électrique.

Question 9

Potentiel d’équilibre

Answer 9

Le potentiel d’équilibre est la charge électrique entre le dedans et le dehors POUR UN ION DONNÉ (lorsqu’il y a un équilibre des forces et que l’ion ne bouge plus.
Calculé à partir de l’équation de NERNST

Question 10

Potentiel d’équilibre du K+ et du Na+

Answer 10

• K+: -80mV. Le K+ est 20 fois plus présent à l’intérieur qu’à l’extérieur.
• Na+: +62mV. Le Na+ est 10 fois plus présent à l’extérieur qu’à l’intérieur.

La fenêtre de la cellule est donc -80mV/+62mV (ne peut pas aller au delà)

Question 11

Pompes Na+ et K+

Answer 11

Sont des transporteurs: protéine qui transport un ion pour le faire passer à travers la membrane indépendamment des canaux.
Très énergivore car les pompes envoient les ions contre les gradients de concentration.

Question 12

Potentiel d’action

Answer 12

Durée d’1ms.
- Phase ascendante/dépolarisation: ouverture des canaux Na+ (à environ 55mV), et avec les deux forces le courant est très intense et rapide. Par la suite, ouverture des canaux K+ plus lentement et fermeture des canaux Na+ ce qui arrête la phase ascendante à +42mV.
- Phase descendante/polarisation: les canaux Na+ sont fermés et le K+ cherche encore à sortir rapidement, car l’intérieur est à +42mV.
- Hyperpolarisation: Les canaux Na+ étant fermé, rien n’empêche d’atteindre le potentiel d’équilibre du K+ de -80mV.
- Retour progressivement à la normale.

Question 13

Loi du tout ou rien

Answer 13

Un potentiel d’action a toujours la même amplitude, durée et longueur. La seule chose qui peut varier c’est la fréquence si le courant est maintenu.

Un seuil suffisant doit être atteint pour déclencher un potentiel d’action, sinon rien ne se passe.

Question 14

Fréquence de décharges

Answer 14

Code pour l’intensité.
La quantité de courant doit être suffisante pour déclencher un potentiel d’action. Dès que le seuil est atteint un potentiel d’action est déclenché.
La fréquence de décharge des potentiels d’axction augmente avec le niveau de la dépolarisation, proportionnellement à la quantité de courant injecté.

Question 15

Patron de décharge

Answer 15

Code pour le type de signal. Cela dépend des réseaux impliqués.

Question 16

Variation des courants Na+ et K+ au cours du potentiel d’action

Answer 16

Le courant est plus fort pendant la phase ascendante. Il s’agit aussi d’une période réfractaire absolue, c’est à dire aucun nouveau potentiel d’action ne peut être déclenché.

Pendant la phase descendante et l’hyperpolarisation, c’est une période réfractaire relative, car les canaux de Na+ peuvent être réouvert avec une nouvelle excitation et donc déclencher un nouveau potentiel d’action.

Question 17

Canal voltage dépendant

Answer 17

Les canaux K+ et Na+ sont voltage dépendants. Les unités tertiaires passent plusieurs fois dans la membraneet entre les structures 5 et 7 il y a une structure instable qui est dans la région du pore et qui est poussée lorsqu’un certain voltage (autour de -55mV) est atteint, ce qui ouvre le canal.
Le canal est différent selon si c’est pour K+ ou Na+.

Question 18

Latence, vitesse et durée d’ouverture d’un canal

Answer 18

Avec la méthode du patch clamp on a pu découvrir que le canal va s’ouvrir et se refermer après une certaine durée, peu importe si le courant est maintenu. Un canal donné va le faire toujours avec la même latence, vitesse et durée (selon le type de canal, chaque type de canal agit différement).

Question 19

Déplacement du potentiel d’action

Answer 19

Le potentiel d’action est unidirectionnel, il se déplace de proche en proche et de fragment en fragment, avec la même amplitude.

Un potentiel d’action affecte le voisinage et va déstabiliser la membrane à l’avant, ce qui va déclencher un nouveau potentiel d’action à ce nouvel endroit.

Cela s’explique par le fait que la membrane a une forte résistance à l’avant et donc les charges positives ne peuvent qu’aller vers la droite (vers l’avant) car ici le neurone est encore à -65mV ce qui attire les charges positives et va ramener au seuil limite pour déclencher ce nouveau potentiel d’action.

Question 20

Conduction saltatoire

Answer 20

Les ions ne peuvent pas traverser la gaine de myéline; ils ne peuvent que passer au niveau des noeuds de Ranvier ou sont localisés les canaux ioniques.
L’isolation par la gaine de myéline rend le déplacement plus rapide: grande vitesse de transmission du potentiel d’action (conductance de saut en saut, de noeud de Ranvier à un autre noeud de Ranvier).

Question 21

Déclenchement du potentiel d’action

Answer 21

Le cône axonal est la zone de déclenchement du potentiel d’action en raison de la forte densité de canaux ioniques à cet endroit.
Les informations des dendrites convergent vers le cône axonal et si c’est suffisamment fort ça va déclencher un potentiel d’action.