Electrophysiologie Flashcards
De quoi est constitué le tissu nerveux ?
2 parties :
> la glie
> les neurones
La glie
3 fonctions :
> soutien
> nutrition
> isolant électrique
Les neurones
- spécialisées dans la transmission et le codage de l’information
- constitués de 3 parties : périkaryon, dendrite(s), axone
Périkaryon
> noyau du neurone
ne se divise pas
A partir de quoi sont développés toutes les tumeurs du cerveau
du tissu glial
Dendrite(s)
- surface de réception = antennes avec des récepteurs
- elles conduisent le potentiel d’action vers le noyau
- transcription
- conduction
Transcription dendrites (=codage analogique)
- message proportionnel à la sommation des potentiels récepteurs (excitateurs ou inhibiteurs)
- potentiel d’action au dessus du seuil déclenché par la sommation
Conduction dendrites
décrémentielle :
> elle diminue en amplitude au fur et à mesure de sa conduction
> plus l’info est proche du neurone, plus l’amplitude du message sera importante
Axone
- émetteur : il conduit le courant de manière centrifuge, en partant du noyau
- diamètre constant
- unique : un nerf = UN axone
Rôles axone
- transmission des potentiels d’action
- réception et analyse des informations
- décisions et conduction des potentiels d’action
- communication (électrique et chimique)
Transmission des potentiels d’action (axone)
- vitesse constante (=pas de décrément)
- potentiel régénéré tout au long de l’axone
- la fréquence varie mais pas l’amplitude
- codage digital (0 ; 1) : loi du tout ou rien
Loi du tout ou rien
- il y a un potentiel ou il n’y en a pas
- chaque potentiel d’action généré est identique au précédent
- PA en tout ou rien + même amplitude => modifier la fréquence de transmission est le seul moyen de coder l’information
Communication électrique des axones
- gap-jonctions
- responsable de la rapidité
- nécessite un espace étroit entre les deux cellules
Communication chimique
- neurotransmetteurs
- lente
- reponsable de la plasticité
- synapses neuromusculaires
- système nerveux végétatif/autonome
Synapses neuromusculaires
le neurotransmetteur est l’acétylcholine (libération localisée + rapidement détruite)
Neurotransmetteurs et hormones
> hormones : libérées dans la circulation générale, diffusent vers plusieurs organes
Expérience d’Otto Loewi
> 1926
une substance, libérée par la stimulation d’un nerf sur le coeur 1, agit sur le coeur 2 : l’acétylcholine
Polarisation des cellules
- TOUTES polarisées = potentiel de repos
- cellules excitables (neurones, cellules musculaires) = la différences de potentiel peut varier
Cellules excitables
- musculaires et nerveuses (uniquement)
- capacité de propager un signal électrique quand des ions traversent leur membrane (=potentiel d’action) sur une longue distance sans décrément
- conduction digitale
Méthodes de mesure de la polarisation membranaire
- microélectrode
- micro-pipette
- sucrose-gap
Principe microélectrode
électrode métallique isolé (sauf à l’extrémité) qu’on plonge dans l’axone
Principe micro-pipette
- micro-pipette en verre qui constituant l’isolant et contenant une solution conductrice (K,Cl)
- on la pénètre dans la cellule et on mesure
Principe sucrose-gap
on plonge la fibre nerveuse dans deux bains différents :
> solution de Ringer (=solutions d’ions)
> chlorure de Potassium qui ronge la membrane
=> l’électrode est en contact avec le milieu intracellulaire : on a accès à la différence de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule grâce à la différence de potentiel entre les deux bains
Origine du potentiel de repos
> différences de concentration des ions de part et d’autre de la membrane cellulaire (milieu extracellulaire et matrice)
gradient chimique => gradient électrique
Différences de concentration
Na⁺ : extérieur > > > intérieur
K⁺ : intérieur > > > extérieur
Cl⁻ : extérieur > > > intérieur
Potentiel de repos d’une cellule polarisée
toujours considéré comme négatif
Conditions pour qu’un ion participe au potentiel de membrane
- possède un gradient de concentration (=besoin d’un pompage actif)
- la membrane est perméable à cet ion (=diffusion passive)
Quel est le principal ion responsable du potentiel
K⁺
=> la cellule est une pile à concentration au K⁺
Que permet d’expliquer l’hypothèse de Bernstein
l’origine de la différence de potentiel de part et d’autre de la membrane par le mouvement des ions
Hypothèse de Bernstein
> 2 compartiments séparés par une membrane imperméable aux anions et perméable au K⁺
pompage actif permettant de maintenir : 1) un gradient de concentration (GC) entre les deux compartiment ; 2) une capacité de fuite de K⁺ par une perméable ou un canal ionique dans le sens du GC
départ = équilibre des charges = pas de différence de potentiel
pompage actif = maintient la différence de concentration = augmentation des charges + d’un côté
GC = K⁺ diffuse passivement vers le compartiment le moins concentré => inégale répartition des charges => différence de potentiel entre les deux faces de la membrane à l’équilibre
=> gradient de concentration + gradient de potentiel
Définition électroneutralité
pas de différence de potentiel, répartition similaire des charges de part et d’autre de la membrane
Potentiel d’équilibre
> propre à chaque ion
calculé grâce à l’équation de Nernst
flux entrant et sortant égaux en valeur absolue
flux net nul
Equation de Nernst
E= (RT/ZF) x ln([C]ext/[C]int)
avec
R : constante des gaz parfaits
T : température en kelvin
Z : valence d’une mole
F : constante de Faraday
Cext : concentration extérieure de l’ion
Cint : concentration intérieure de l’ion
Equation de Nernst si on ne tient pas compte de Z
E = (RT/F) x ln([Cl⁻]int/[Cl⁻]ext)
/!/ pour le Cl- uniquement
Calcul d’un potentiel de repos (Vm)
Vm = E(Na⁺) + E(Cl⁻) + E(K⁺)
Potentiel de repos d’une cellule du ventricule cardiaque
-85mV
Potentiel de repos d’un motoneurone humain ou d’un tissu conducteur cardiaque
-90mV
Potentiel de repos des petites cellules nerveuse et musculaires
-50 à -80 mV
Equation de Goldman-Hodgkin et Katz
Vm = (RT/F) x ln ( ΣPerméabilité extérieure/ ΣPerméabilité intérieure)
/!/ utilisable uniquement à l’équilibre
Perméabilité K⁺
1
> référence
Perméabilité Na⁺
0,04
Perméabilité Cl⁻
0,45
Selon Nernst, à quoi le potentiel de repos est-il proportionnel ?
à la concentration [K⁺] extracellulaire
=> si on augmente la [K⁺] extracellulaire, le potentiel va diminuer (en valeur absolue) = on dépolarise la cellule
[K⁺] et différence de potentiel
> [K⁺] intracellulaire est élevée
si on augmente [K⁺] extracellulaire, la différence de concentration diminue
la différence de potentiel diminue
Graphique équation de GHK
> courbe
inclut la perméabilité pour chaque ion
plus proche de la réalité
Graphique équation de Nernst
> droite linéaire
ne tient pas compte de la perméabilité
s’éloigne de la réalité (sauf pour [K⁺] extracellulaire élevée)
Equation, valeur et réalité
> valeurs hautes de potentiel : GHK équivaut à Nernst
petits potentiels : GHK plus proche de la réalité
Que signifie une hyperpolarisation
que le potentiel de repos devient plus négatif
