Mécanismes de transmission du message nerveux (chap 4-5-6) Flashcards
Qu’est ce que le potentiel de repos
du neurone ?
Quelles sont ses caractéristiques ?
C’est la différence de potentiel entre
milieux intra et extra cellulaire
> milieu intracellulaire est chargé négativement
(environ -70 mV par rapport au milieu extra - valeur relative)
> polarisation stable dans le temps
(en l’absence de stimulation d’autres neurones)
Pourquoi le potentiel de repos est-il négatif ?
Car plus de cations (+)
à l’extérieur de la cellule
qu’à l’intérieur
Quels principaux ions trouve-t-on dans
le milieu neuronal ?
> Cations :
- Sodium Na+,
- Calcium Ca2+,
- Potassium K+
- Magnésium Mg2+
> Anions :
- Chlorure Cl-
Grâce à quoi les ions circulent-ils
entre l’intérieur et l’extérieur
des neurones ?
Canaux ioniques
> protéines dans la membrane plasmique
> se comportent comme des portes
> laissent chacun entrer un type d’ion spécifique
Comment fonctionnent
les canaux ioniques de fuite ?
Selon deux forces :
- force chimique > pousse ions du milieu le + concentré vers le moins concentré
- force électrique > attire charges opposées et repousse charges identiques
> s’il n’y avait que ces deux forces le potentiel au repos serait nul or ce n’est pas le cas
Exemple de concentrations inégales d’ions entre
milieu intra et extra cellulaire
- plus de sodium Na+ à l’extérieur
- plus de potassium K+ à l’intérieur
Quelles protéines rendent possible
les déséquilibres de concentration en Na+ et K+ ?
Comment fonctionnent-elles ?
Pompes sodium/potassium > transport actif des ions : à chaque action rejettent 3 Na+ à l'extérieur et récupèrent 2 K+ vers l'intérieur
Que consomment les pompes Na+/K+ ?
ATP
70% de l’énergie consommée par le neurone
Quel phénomène peut faire varier la valeur relative du potentiel au repos ?
La potentialisaton à long terme
Qu’est ce que le potentiel d’action ?
Inversion brusque, transitoire et locale
du potentiel de repos > intérieur devient positif
Qu’est ce qui provoque un potentiel d’action ?
Stimulation électrique de la cellule»_space;
Propagation influx élec
depuis le soma (zone gâchette)
jusqu’au synapse (partie terminale de l’axone)
Quelles sont les phases du potentiel d’action ?
- dépolarisation
- repolarisation
- hyperpolarisation
- retour potentiel de repos
Qu’est ce que la phase de dépolarisation ?
- stimulation élec atteint seuil d’excitation (env. -40mV)
- ouverture canaux sodium voltage-dépendants
» laissent entrer nombreux ions Na+
» intérieur devient positif
Décrire phase repolarisation
- canaux potassium voltage-dépendants s’ouvrent
> laissent sortir K+
pendant que canaux Na+ se referment
» intérieur redevient négatif
Qu’est ce que la phase d’hyperpolarisation ?
Dite aussi phase réfractaire
Canaux K+ restent ouvert
plus longtemps que canaux sodium
» plus de K+ qui sort
» négativité plus importante qu’au repos
But : empêcher un autre PA de se produire immédiatement après
Comment se produit le retour du potentiel de repos ?
grâce à l’action des pompes sodium-potassium
En quoi le message électrique
généré par un neurone
diffère-t-il
de celui généré dans un fil électrique ?
Dans fil élec > ions circulent en flux continu à la vitesse de la lumière
Dans neurone > message plus lent,
correspond à une onde d’échanges ioniques
entre intérieur et extérieur de la membrane
Comment le potentiel d’action se propage-t-il
le long de l’axone du neurone?
Départ de la zone gâchette
dépolarisation d’une zone
entraîne celle de la zone voisine
> > déclenchement de multiples PA successifs
(et non pas déplacement d’un unique PA)
On parle de train de potentiels d’action
qui constitue l’influx nerveux
Qu’est ce qui permet augmentation
vitesse de l’influx nerveux ?
diamètre élevé de l’axone
et myélinisation
Avantages myélinisation :
nécessite peu de place et d’énergie supplémentaires
Comment la myéline entoure-t-elle
l’axone ?
elle isole l’axone
sur des portions d’environ 1mm de long
interruption entre deux portions
= noeuds de Ranvier :
> membrane de l’axone au contact du milieu extérieur
c’est là que sont situés les canaux Na+/K+ voltage dépendants
Comment l’influx nerveux se propage-t-il
sur un axone myélinisé ?
nom du procédé + vitesse
- courant ne peut pas agir sur les portions isolées
de la membrane - aussi, le PA saute d’un noeud de Ranvier à un autre
» conduction + rapide
On parle de conduction saltatoire
Vitesse : 100 m/s
Le potentiel d’action peut-il
varier en amplitude ?
Non
il obéit à la loi du tout ou rien
> soit stimulation suffisante et il a lieu
> soit elle est insuffisante et il n’a pas lieu
Comment l’intensité du message nerveux
peut-elle varier ?
En fonction de la fréquence de formation des PA
> + la stimulation est intense, + la fréquence des PA augmente
fréquence de décharge = nb de PA / seconde
La fréquence des PA peut-elle augmenter à l’infini ?
Non car période réfractaire (hyperpolarisation)
impose une limite maximale
et empêche propagation rétrograde du PA
> propagation du PA forcément unidirectionnelle
(sauf rares exceptions)
Lister les 4 types de canaux ioniques
et récapituler leurs propriétés
- canaux de fuites :
passifs, constamment ouverts,
permettent action des forces naturelles - pompes Na+/K+ :
utilisent énergie fournie par ATP
transport actif des ions (entrée des K+ et sortie des NA+) - canaux ioniques voltages dépendants :
au niveau de l’axone
s’ouvrent si brusque changement de voltage
font activement entrer ou sortir un type d’ion - canaux ioniques chimio-dépendants :
situés sur dendrites et soma
s’ouvrent grâce aux récepteurs ionotropiques
et sous l’action de neurotransmetteurs
pour laisser entrer type d’ion précis dans cellule
Qu’est ce qui permet la communication entre
deux neurones ?
La synapse
Zone de jonction entre 2 neurones
Composée de 3 éléments :
- élément pré-synaptique (terminaison axone du neurone qui envoie le signal)
- fente synaptique
- élément post-synaptique (dendrite ou soma du neurone qui reçoit le signal)
On distingue
synapse électrique
et synapse chimique
Comment fonctionne
la synapse électrique ?
avantages ?
passage direct du signal électrique
car faible espace entre éléments pré et post syn.
via des canaux ioniques spéciaux : jonction communicante (ou gap junction) > ions passent directement d'un neurone à l'autre
Avantages :
- communication très rapide (pas de latence)
- permettent de synchroniser activité d’un groupe de neurones ou fibres musculaires (exp contractions du muscle cardiaque)
- communication peut être bidirectionnelle
Comment fonctionne
la synapse chimique ?
Synapse la plus courante
fente synaptique + grande que synapse élec
» signal électrique doit être converti
en signal chimique pour traverser
Influx nerveux libère neurotransmetteurs
qui passent des vésicules de l’élément pré-syn
à la fente synaptique
> > neurotrans. = clés provoquant ouverture
des canaux ioniques chimio-dépendants
sur l’élément post-syn
Que provoque l’arrivée du PA dans le bouton pré-syn ?
l’exocytose
> libération de neurotransmetteurs dans la fente syn
grâce à la fusion des vésicules du bouton avec la membrane plasmique
A quoi servent les récepteurs ionotropiques ?
Ce sont les serrures ouvertes par
les clés que sont les neurotransmetteurs
Ils sont couplés aux canaux ioniques chimio-dépendants et permettent leur ouverture
pour laisser entrer certains types d’ions
dans le neurone post-synaptique
Que provoque l’entrée des ions dans l’élément post syn ?
Création de courants locaux
au niveau de dendrites et soma
2 types :
> PPSE : potentiel post syn Excitateur
PPSI : potentiel post syn Inhibiteur
Qu’est ce qui distingue les potentiels post synaptiques
des potentiels d’action ?
- amplitude varie en fonction du nombre de neurotransmetteurs se liant aux récepteurs
- amplitude pas constante, se dégrade à mesure qu’on s’éloigne du point d’émission
Comment obtient-on un PPSE ?
action des neurotransmetteurs
type glutamate ou acétylcholine
» ouverture des canaux chimio dépendants sodium
» entrée massive d’ions Na+
» dépolarisation locale de la membrane (intérieur devient positif)
si dépolarisation suffisamment importante
» potentiel d’action
Comment obtient-on un PPSI ?
action des neurotransmetteurs
type Gaba ou glycine
» ouverture des canaux chimio dépendants chlorure
» entrée massive d’ions Cl-
» hyperpolarisation de la membrane (intérieur devient + négatif qu’au repos)
> > pas de PA
Qu’est ce qui permet le déclenchement d’un PA dans l’élément post syn ?
Il faut que sur les milliers de synapses du même neurone, la somme des PPSE et PPSI atteigne le seuil critique de dépolarisation du neurone (-40mV)
Si + de PPSI que de PPSE
> hyperpolarisation
» pas de PA
Quels sont les deux types de sommation des PPSE ?
- sommation spatiale :
PPS simultanés
venant de plusieurs synapses d’une même dendrite - sommation temporelle :
émission successive de PPS
au niveau d’une même synapse
> les 2 sont nécessaires pour atteindre
seuil de décharge
et générer un PA
Def neurotransmetteur
analogie ?
Protéine libérée par un neurone
au niveau d’une synapse,
qui modifie de manière spécifique
l’activité d’une autre cellule
“clé” qui ouvre spécifiquement
certains canaux ioniques chimio dépendants
en se fixant sur le récepteur ionotropique du canal
Le neurotransmetteur pénètre-t-il le neurone post-synaptique ?
Non, ce sont les ions qui pénètrent
dans le neurone
Combien de types de neurotransmetteurs trouve-t-on
1/ en général
2/ dans le bouton pré-synaptique
3/ dans une vésicule
1/ une centaine
2/ plusieurs > on parle de co-transmetteurs
3/ un seul
De quoi dépend la libération de tel ou tel neurotransmetteur dans un bouton pré-syn ?
De la fréquence de décharge des PA pré-syn
- basses fréq»_space; petits neurotransmetteurs
- hautes fréq»_space; gros neurotransmetteurs (peptides)
Un même neurotransmetteur
a-t-il une action exclusivement excitatrice ou inhibitrice ?
Ca dépend, certains peuvent avoir des actions antagonistes, d’autres non
Quel est le premier neurotransmetteur identifié ?
L’acétylcholine
> présent à la jonction neuromusculaire
de tous les muscles volontaires
Dans le cerveau :
> participe à transmettre des signaux modulateurs
(dont réduction du stress)
> très important pour la mémorisation
(Alzheimer lié à mort neurones le libérant)
Citer neurotransmetteurs
inhibiteurs
Sérotonine
> rôle dans homéostasie, sommeil
> déficit»_space; dépression
GABA
> rôle dans fonctions motrices et émotionnelles
> déficit»_space; chorée de Huntington
Dopamine
> rôle dans motricité et récompense
> déficit»_space; Parkinson, schizophrénie
Citer un neurotransmetteur
à la fois excitateur et inhibiteur
Adrénaline
> rôle dans régulation de l’humeur
> déficit»_space; troubles maniaco-dépressifs
Citer neurotransmetteurs excitateurs
Acétylcholine
> rôle dans motricité, mémoire
> déficit»_space; Alzheimer
Glutamate
> rôle dans mémoire et apprentissage
> déficit»_space; Alzheimer, autisme
Qu’est ce que le processus de recaptage ?
Récupération des neurotransmetteurs
après leur libération
par cellules gliales
puis élément pré-syn
Que deviennent les neurotransmetteurs s’ils ne sont pas recaptés ?
Dégradés par des enzymes
présentes dans la fente synaptique
Quels sont les 3 effets possibles
d’une drogue ou médicament
sur les neurotransmetteurs ?
- effet agoniste > amplifie action du neurotransmetteur
en se fixant elle-même sur les récepteurs iono
exp : morphine, alcool, anxio - effet antagoniste > empêche neurotransmetteurs d’agir
exp : curare - inhibiteurs du processus de recaptage
> empêche recapture et prolonge effet des neurotransmetteurs
exp : cocaïne, amphétamines
Quel type de récepteur n’est pas directement
couplé à un canal ionique ?
Récepteur métabotropique
- récepteurs complexes
- captation du neurotransmetteur déclenche
cascade d’événements intracellulaires :
> généralement couplé à une protéine G qui va se dissocier et déclencher indirectement l'ouverture d'un canal ionique (par le biais d'un 2nd messager)
Quel est le rôle des récepteurs métabotropiques ?
- ne produisent pas de PA
- action lente
> > modulent propriétés électriques de la cellule
exp : changer valeur potentiel de repos
ou rallonger durée période réfractaire
Pourquoi changer la valeur
du potentiel de repos ?
Pour que neurone devienne + ou - réactif
> s’il est plus élevé que la moyenne
il faudra moins de PPSE pour atteindre
seuil de déclenchement des PA
(et inversement)
Quel processus désigne le renforcement durable
des synapses entre deux neurones ?
La potentialisation à long terme
> entre 2 neurones qui sont souvent activés simultanément
Quel neurotransmetteur
et quels récepteurs
permettent la PLT ?
Quels sont leurs modes d’action ?
Le glutamate
qui se fixe sur les récepteurs AMPA et NMDA
- AMPA = iono couplé à canal sodique
» fait entrer Na+»_space; génère PPSE - NMDA = iono couplé à canal calcique
qui est bloqué par ions Mg2+
» leur éjection nécessite forte dépolarisation
Dépolarisation permise par l’activation soutenue des récepteurs AMPA
C’est le calcium entrant massivement par les canaux NMDA qui va permettre l’augmentation prolongée de l’efficacité de la synapse
De quel phénomène la PLT est elle la base ?
La plasticité neuronale
> découverte dans l’hippocampe
> rôle majeur dans la mémorisation
Cerveau modifie organisation des neurones en fonction des expériences vécues par l’organisme
Exp :
Non voyants recyclant partie du cerveau normalement dédiée à des tâches visuelles pour d’autres tâches
Quelles sont les 3 principales formes
des réseaux de neurones ?
- réseaux convergents / concentrateurs
axones convergent sur une seule cellule
> permet de renforcer signaux sensitifs faibles (exp odeur) - réseaux divergents / amplificateurs
activité d’une seule cellule adressée à de multiples neurones suiveurs
> même info traitée à des endroits différents du cerveau - réseaux sériels (chaîne linéaire)
quasi uniquement dans la moelle épinière
exp : réflexes spinaux (retrait si douleur)
