La signalisation neuronale Flashcards
(3) fonctions du système nerveux
1- réception de l’information sensorielle
2- intégration par le SNC
3- réponse par un influx nerveux
Étapes de la propagation de l’influx nerveux. (par qui)(voltage )
1- Réception des stimuli (Dendrites) (potentiel gradué)
2- Intégration des stimuli (corps cellulaire, et surtout où la zone gâchette)
3- Transmission du signal (le long de l’axone jusqu’à la synapse) (potentiel d’action)
4- Transfert de l’information (jonction neuro-neuronale/musculaire/glandulaire) (libération neurotransmetteurs)
A quoi servent les gradients de concentrations des ions Na+, K+, Cl- et Ca2+?
jouent un rôle dans l’initiation et la propagation des influx nerveux
Sens du gradient de concentration du Na+? Ratio
Extérieur(+concentré) vers intérieur
10X
Sens du gradient de concentration du K+? Ratio
Intérieur (+concentré) vers l’extérieur
35X
Sens du gradient de concentration du Ca2+? Ratio
Extérieur(+concentré) vers intérieur
10 000X
Sens du gradient de concentration du Cl-? Ratio
Extérieur(+concentré) vers intérieur
26X
Définition de voltage?
énergie potentielle électrique résultant de la séparation de charges de signe opposé (ions séparés par la membrane)
Définition de potentiel de repos?
différence de potentiel (voltage électrique) de part et d’autre de la membrane cellulaire au repos.
Quand est-ce que le potentiel est négatif?
accumulation de charges négatives à l’intérieur de la cellule et de charges positives à l’extérieur de la cellule
3 raisons pour laquelle il y a un potentiel de membrane?
1- pompe à Na+/K+ éjecte plus d’ions Na+ qu’elle ne ramène d’ions K+ (transport actif Na+/K+, 3 Na+ pour 2 K+)
2- Perméabilité membranaire au K+»_space;> Na+ (75-100X). Les canaux ioniques qui s’ouvrent aléatoirement selon le gradient de concentration. Ils sont plus nombreux pour le potassium. Donc plus de potassium qui sort que de sodium qui entre.
3- anions captifs du cytoplasme (protéines, phosphates). Les grosses molécules chargés négativement sont prisonnières de la cellule.
à quoi est du le potentiel de membrane?
répartition inégale des ions entre le cytoplasme et le liquide extracellulaire.
Qu’est-ce qui demeure neutre dans le potentiel de membrane?
cytoplasme et liquide extracellulaire
A quoi le Vm est attribuable?
infime fraction des ions (
Quel est l’effet de l’entrée de Na+ sur le Vm? Pourquoi?
Dépolarisation.
Lorsque qu’il est ouvert, le canal à Na+ laisse le sodium entrer dans la cellule, le potentiel de repos se rapproche de 0, car des charges positives entrent
Devient moins négatif
Quel est le potentiel de repos?
-70 mV
Quel est l’effet de la sortie de K+ sur le Vm? Pourquoi?
Hyperpolarisation.
Lorsque qu’il est ouvert, le canal à K+ laisse le potassium sortir de la cellule, le potentiel s’éloigne de 0, car on perd des ions chargés positivement.
Devient plus négatif
4 caractéristiques du potentiel gradué?
1- Faible déviation du potentiel de repos
2- L’amplitude varie selon le stimulus
3- se propage sur une courte distance
4- décrémentiel (plus on s’éloigne de la source du potentiel gradué, plus son intensité diminue)
Comment le potentiel gradué se propage?
les charges positives entrent dans la cellule, traverse la membrane plasmique, et est attiré par les ions chargés négativement, ce qui fait qu’il se propage. (courants locaux qui dépolarisent les régions adjacentes de la membrane = vague de dépolarisation)
Quel types de canaux ioniques peuvent engendrer des potentiels gradués? Où sont-ils situés?
Des canaux contrôlés par différents stimuli:
-Canal ionique ligand-dépendant (avec un neuro transmetteur)
-Canal ionique mécano-dépendant (s’ouvre suite à une déformation de la membrane plasmique)
Dendrites
Par quoi (2) est influencé la diffusion des ions?
gradient de concentration
gradient électrique
Qu’est-ce que le gradient électrique?
traction ou répulsion d’un ion par une charge
Quest-ce qu’un gradient électrochimique?
gradient de concentration + gradient électrique.
Les deux gradients s’opposent.
Définition de potentiel d’équilibre?
Potentiel de membrane auquel il y a un équilibre entre l’influx et l’efflux d’un ion (le potentiel de membrane annule le gradient de concentration)
État de départ du potentiel d’équilibre?
Le canal à K+ à ouverture contrôlée est fermé. Gradient de concentration»_space;» Gradient électrique
État intermédiaire du potentiel d’équilibre?
le potassium sort de la cellule jusqu’à ce que les 2 gradients soient égaux
gradient de concentration > gradient électrique
État d’équilibre du potentiel d’équilibre?
Gradient de concentration = gradient électrique
quel effet la sortie du K+ a sur le gradient électrique?
Il devient plus important
Grace a quoi on peut calcule le potentiel d’équilibre d’un ion (E)?
Équation de Nernst
E= +/- 61 x (log ratio des concentrations ext et int)
+/- dépend de la charge de l’ion et de la direction dans lequel il se déplace
Potentiel d’équilibre de K+? Sens des gradients
-94 mV.
Gradients opposés
Potentiel d’équilibre de Na+? Sens des gradients
+ 61 mV (dépolarisation). `
Gradients dans le même sens = Na+ tend encore plus à entrer.
Potentiel d’équilibre de Cl-? Sens des gradients
-89 mV.
Gradients opposés
Définition de potentiel d’action?
Brève inversion (complète) et transitoire du potentiel de membrane
Ou se produit le potentiel d’action?
uniquement dans des cellules excitables (neurones et myocytes) (pas possible dans toutes les cellules)
Quand se produit le potentiel d’action?
lorsqu’un stimulus dépolarise la membrane plasmique jusqu’au seuil d’excitation
Quels sont les (2) canaux ioniques qui sont impliqués dans la production d’un potentiel d’action? Qu’est-ce que le filtre dans ces canaux?
canal à Na+ voltage-dépendant (NaV)
canal à K+ voltage-dépendant(KV)
Filtre = sélectif. Spécifique pour un ion
ou on trouve les canaux ioniques impliqués dans la production d’un potentiel d’action? Rôle à chaque endroit?
le long de l’axone (maintenir le potentiel d’action) et au cône d’émergence ( zone gâchette ) (ceux qui déclenche le potentiel d’action)
Nombre et nom des barrières pour NaV et KV?
NaV = 2 barrières importantes : barrière d'activation(ext) et barrière d'inactivation(int) KV = 1 seul barrière : barrière d'activation (int)
Expliquez les changements de conformations de NaV?
Au repos, la barrière d’activation est fermé, barrière d’inactivation ouverte. (-90 mV).
La barrière d’activation s’ouvre, ce qui permet au Na+ d’entrer dans la cellule (état activé, -70 mV)
Inactivation du canal, fermeture de la barrière d’inactivation (état inactivé)
Qu’est-ce que le seuil d’excitation?
L’intensité minimale du stimulus nécessaire pour produire un potentiel d’action (pour ouvrir les canaux à Na+). Il s’ouvre seulement lorsque la membrane atteint un certain voltage
3 caractéristiques du seuil d’excitation?
1- obéit à la loi du tout ou rien
2- amplitude constante
3- varie selon le type et l’état physiologique des cellules
Expliquez les changements de conformations de KV?
Au repos, la barrière d’activation est fermée.
La barrière s’ouvre, état activé, le K+ peut sortir
Quels mouvements ioniques sont responsables du PA?
NaV et KV
2 phases du potentiel d’action?
dépolarisation et repolarisation
Étapes de la dépolarisation.
1- on atteint le seuil d’excitation
2- changement de conformation du canal à Na+
3- Ouverture de la barrière d’activation
4- Fermeture de la barrière d’inactivation (10^-4 secondes plus tard, ce qui coupe le passage du sodium)
Dépolarisation de la membrane entraîne quoi?
ouverture de la vanne d’activation des canaux sodium voltage dépendants, ce qui augmente la perméabilité de la membrane plasmique et l’entrée du Na+
L’entrée de Na+ accentue quoi?
la dépolarisation, ce qui entraîne l’activation de nouveaux canaux à Na+
Potentiel de membrane lors de la dépolarisation?
devient de - en - négatif, puis devient positif
A la fin, que provoque la dépolarisation?
Fermeture de la vanne d’inactivation des canaux sodium voltage dépendants
Étapes de la repolarisation (phase précoce)
1- dépolarisation
2- changement de conformation du canal à K+
3- Ouverture (lente) de la barrière d’activation
Les canaux à K+ commencent à s’ouvrir en même temps que les canaux à Na+ se referment
4- Potassium sort
Étape de la fin de la repolarisation
Ouverture de la vanne d’inactivation des canaux à Na+
Qu’est-ce qui rétablie le potentiel de repos de la membrane?
le ralentissement de l’entrée du Na+ et l’accélération de la sortie du K+ (le cytosol redevient négatif relativement au liquide extracellulaire)
Qu’est-ce que l’hyperpolarisation tardive.
Potentiel de membrane plus négatif que le potentiel de repos.
Repolarisation excessive.
Étapes de l’hyperpolarisation tardive?
Certains canaux K+ demeurent ouverts
Sortie excessive des ions K+
Atteinte du potentiel d’équilibre du K+
Qu’est-ce qui rétablit la distribution des ions?
La Na+/K+ ATPase. Un neurone pourrait transmettre de 1x10^5 à 50x10^6 influx nerveux avant que le déséquilibre ionique ne nuise à la production d’un potentiel d’action..
4 étapes de la diffusion des ions
1- état de repos
2- dépolarisation (entrée du Na+)
3- repolarisation (sortie du K+)
4- hyperpolarisation (sortie excessive du K+)
Qu’est-ce qui peut varier durant le potentiel d’action
Perméabilité de la membrane plasmique pour Na+ et K+.
Qu’est-ce que la période réfractaire?
période requise pour qu’une cellule excitable (neurone ou cellule musculaire) redevienne apte à engendrer un autre potentiel d’action
2 types de périodes réfractaires?
Absolue
Relative
Qu’est-ce que la période réfractaire absolue? (3)
Lorsque c’est impossible de générer un autre potentiel d’action.
Elle dure de l’ouverture des vannes d’activation à la fermeture des vannes d’activation des canaux à Na+. (0,4 à 4ms selon les différents neurones)
Elle détermine la fréquence max des influx nerveux (10-1000/sec)
durée de la période réfractaire absolue vs. fréquence
Plus la période est courte, plus il y a une grande fréquence du potentiel d’action
Qu’est-ce que la période réfractaire relative?
Canaux?
Possibilité de générer un 2e potentiel d’action, mais ça nécessite un stimulus plus intense (seuil d’excitation élevé)
Canaux K+ ouverts, Canaux Na+ au repos.
Rôle du Ca2+ extracellulaire?
S’il diminue, le seuil d’excitation diminue, “l’excitatbilité” augmente, et il y a tétanie, arythmies cardiaques.
S’il augmente, le seuil d’excitation augmente, “l’excitabilité” diminue, et il y a faiblesse, arythmies cardiaques
Que fait le dendrite du neurone?
Il reçoit le stimuli qui engendre des potentiels gradués qui parcours les dendrites et le corps cellulaire jusqu’à la zone gâchette. Si le stimuli est assez important, dépolarisation(par des canaux sensibles à un ligand ou mécano-sensibles) qui se propage vers le Soma
Qu’est-ce que fait la zone gâchette?
Si les dépolarisations atteignent le seuil d’excitation, elles vont déclencher un potentiel d’action. Riche en canaux à Na+ et K+
Qu’est-ce que fait l’axone?
le potentiel d’action se propage le long de l’axone dans une seule direction (la membrane plasmique est réfractaire à l’arrière du front.
Que font les neurotransmetteurs?
Génèrent des potentiels post-synaptiques (potentiel gradué) excitateurs (PPSE) ou inhibiteurs (PPSI).
Sur les dendrites
type de potentiels post synaptiques sur canal Na+?
PPSE, activation, donc dépolarisation
type de potentiels post synaptiques sur canal K+ et Cl-?
PPSI, inhibition, donc hyperpolarisation
Comment doit être le potentiel gradué qui atteint le cône d’implantation? quoi est-il lui même?
doit atteindre le seuil d’excitation
Potentiel gradué = somme des influx nerveux (stimuli)
Qu’est-ce que la sommation temporelle?
même neurone présynaptique, décharges rapprochées (A+A)
Qu’est-ce que la sommation spatiale?
différentes neurones présynaptiques, décharges synchrones (A+B)
Vers ou se propage le potentiel d’action?
en s’éloignant de son origine
Étape de propagation?
Canaux à sodium s’ouvre
Dépolarisation. Les charges + qui sont entrées se propage le long de l’axone, ce qui engendre un nouveau potentiel d’action (transmission de l’influx nerveux)
Se propage dans une seule direction, car la membrane qui a été dépolarisée est dans sa phase réfractaire.
Comment est la propagation d’un potentiel d’action dans un axone non myélinisé? (3)
Conduction continue.
Chaque partie de la membrane doit être dépolarisée à tour de rôle.
0,5 à 2 m/s.
Comment est la propagation d’un potentiel d’action dans un axone myélinisée? (5)
Conduction saltatoire.
Le courant acheminé par les ions Na+ et K+ circule à travers la membrane plasmique dans les nœuds de Ranvier.
Entre les nœuds le courant circule à travers le liquide intracellulaire (le PA saute d’un nœud à l’autre)
L’influx se propage + rapidement
Plus économique car - d’ATP requis par la pompe Na+/K+
Qu’est-ce que la synapse?
Point où le potentiel d’action se transmet d’une cellule nerveuse à une autre ou d’un nerf moteur à une cellule musculaire.
Jonction entre un neurone et une autre cellule
3 caractéristiques de la synapse électrique?
Propagation, avantage et localisation
- Les potentiels d’action se propagent directement à travers des jonctions communicantes (contact direct entre cellules)
- Avantages = synchronisation et rapidité de communication
- SNC, muscle cardiaques, muscles lisses des viscères, embryon
Entre quoi se fait la synapse chimique?
Neurone et cellule en aval (muscle OU neurone)
4 caractéristique de la synapse chimique? Séparation Conversion du signal ex vitesse
cellules séparées par une fente synaptique
signal électrique converti en signal chimique
ex. jonction neuromusculaire
+ lente car libération prend plus de temps
que fait l’acétylcholine?
contrôle la contraction des muscles volontaires
Qu’est-ce qu’un neurotransmetteur?
Peptide codé par des gènes qui sont dans le noyau des neurones
ou sont synthétisé les neurotransmetteurs polypeptidiques?
REL du corps cellulaire
ou sont synthétisé les petits neurotransmetteurs et par qui?
terminaison nerveuse par les enzymes qui sont présentes à cet endroit
Comment sont transportés les neurotransmetteurs?
Dans des vésicule, le long des microtubules
Ou est synthétisé et entreposé l’acétylcholine? (Ach)
dans des vésicules dans la terminaison de l’axone
Synthétisé à partir d’acétyl CoA et de choline
Que font les vésicules sécrétoire?
restent dans la terminaison nerveuse en attendant d’être libérée par un stimuli
Quel est la réponse d’un vésicule à un potentiel d’action?
Il fusionne avec la membrane. Libération des neurotransmetteurs.
Étapes du mécanisme de transmission (synapse chimique)
1- Arrivée du potentiel d’action dans le bouton terminal
2- Ouverture des canaux à Ca2+ sensibles au voltage (dépolarisation)
3-Entrée de Ca2+
4- exocytose (fusion des vésicules sécrétoires avec la membrane plasmique) des vésicules contenant des neurotransmetteurs
5- Les neurotransmetteurs se lient à leurs récepteurs et ouvrent des canaux ioniques
6- potentiel post-synaptique
7- potentiel d’action
2 types de récepteurs des neurotransmetteurs?
récepteur ionotropique (canaux à ions ligan dépendant)
récepteur métabotropique (canaux de type GPCR couplé à des protéines G)
Les neurotransmetteurs peuvent ils agir avec plusieurs types de récepteurs différents?
Oui..
Récepteurs de l’acétylcholine?
ionotropique = nicotinique métabotropique = muscarinique (de type GPCR, couplé à des protéines G)
Récepteurs de la noradrénaline?
ionotropique = X métabotropique = alpha 1, alpha 2, bêta 1, bêta 2, bêta 3
Récepteurs de GABA?
ionotropique =GABAalpha
métabotropique = GABAbêta
Récepteurs de glutamate?
ionotropique = AMPA, NMDA métabotropique = GRM (n=8)
L’acétylcholine se fixe à quels types de récepteurs?
Récepteur nicotinique = jonctions neuro-musculaires et SNA
Récepteur muscarinique = SNA
Quel est le récepteur le plus rapide de l’acétylcholine? Pourquoi?
Récepteur nicotinique, car mécanisme direct
Pourquoi le récepteur muscarinique est plus lent?
Il y a altération de la perméabilité de la membrane, et c’est les protéines G qui contrôle les canaux ( pas direct )
De quoi dépend l’effet du neurotransmetteur sur la cellule post-synaptique?
du récepteur qu’il active.
Par exemple, pour l’acétylcholine,
récepteurs nicotinique (canal ionique) sur le muscle squelettique = dépolarisation + contraction musculaire (effet stimulateur)
récepteurs muscarinique (GPCR) sur le cœur = hyperpolarisation + diminution du rythme cardiaque
Qu’est-ce qui régule le canal ionique par un récepteur de type GPCR? vitesse?
Protéine G
Second messager ( - rapide )
Kinase ( – rapide )
Les récepteurs olfactifs de type GPCR sont couplés à quoi?
adénylate cyclase
3 devenirs d’un neurotransmetteur
1- dégradation enzymatique (l’acétylcholinestérase dégrade l’acétylcholine)
2- recaptage par le neurone présynaptique (noradrénalie et sérotonine, par le neurone qui les a libérés)
3- diffusion hors de la fente synaptique
Quels sont les produits de la dégradation de l’ACh?
choline (recapté par le neurone présynaptique)
acétate
par quoi est transporté la choline?
choline transporter (CHT1) apparenté à SGLT (transporteur actif secondaire du glucose)
Inhibiteurs de L’AChE?
médicaments, organophosphates (ex. pesticides)
Que contient la plaque motrice? ou elle est?
récepteur de l’actéylchline
Bouton terminal
Potentiel de plaque motrice?
Influx nerveux -> libération acétylcholine -> bouton terminal (3x10^5 vésicules, 10^4 ACh/vésicule, 125 vésicules/PA) -> potentiel de la plaque motrice (PPS)
Par quoi est produit le potentiel d’action musculaire?
Quantité d’acétylcholine tellement importante, donc beaucoup de sodium entre, ce qui engendre une dépolarisation et potentiel d’action dans la cellule musculaire
qu’est-ce que le potentiel de plaque motrice?
dépolarisation causée par l’ouverture des canaux ioniques ligand-dépendants
Comment se propage le potentiel d’action musculaire?
PPM se propage (courants locaux) dans les 2 directions à partir de la plaque motrice et provoque l’ouverture des canaux à Na+ voltage-dépendants, ce qui engendre le potentiel d’action. CONTRACTION UNIFORME
Vitesse= 3-5 m/s
qu’entraine le potention d’action?
libération d’ions Ca2+ du Réticulum sarcoplasmique.
potentiel d’action -> delta voltage membranaire -> delta conformation récepteur DHP (sarcolemme)
-> ouverture canal à Ca2+ (réticulum sarcoplasmique)
