PHYSIO 4 - SIGNALISATION NEURONALE Flashcards
définition synapse
- point ou le potentiel d’action se transmet d’une cellule nerveuse à une autre ou d’un nerf moteur à une cellule musculaire
qu’est-ce qu’une synapse électrique
- synapse dans laquelle les PA se propagent directement à travers des jonctions communicantes (contact direct entre les cellules)
avantages des synapses électriques
- synchronisation
- rapidité de la communication
ou trouve-t-on des synapses électriques?
- SNC
- muscle cardiaque
- muscles lisses des viscères
- embryon
qu’est-ce qu’une synapse chimique?
- synapse dans laquelle les cellules sont séparées par une fente synaptique
- le signal électrique est converti en signal chimique, pour être transmit du neurone pré-synaptique à la cellule post-synaptique
fonctions des dendrites
- reçoivent l’information nerveuse via des synapses
- génèrent un potentiel gradué
fonction du corps cellulaire
intégration des stimulis
fonction de l’axone
- transmission du signal nerveux par PA
- transfert de l’info par libération de neurotransmetteur au niveau des synapses
dans quel sens est le gradient de concentration du chlore
- [extracellulaire] > [intracellulaire] : rentre dans les cellules
dans quel sens est le gradient de concentration du calcium
- [extracellulaire] > [intracellulaire] : rentre dans les cellules
dans quel sens est le gradient de concentration du potassium
- [intracellulaire] > [extracellulaire] : sort des cellules
dans quel sens est le gradient de concentration du sodium
- [extracellulaire] > [intracellulaire] : rentre dans les cellules
qu’est-ce que le voltage
É potentielle électrique résultant de la séparation de charges de signes opposés (ions séparés par la membrane)
ou sont situées les différentes charges dans le cas d’une cellule
- charge positive : extérieur
- charge négative : intérieur
qu’est-ce que le potentiel de repos
- différence de potentiel de part et d’autre de la memb cellulaire
- toutes les cellules présentent un potentiel de repos
quelle est la valeur du potentiel de repos
- varie de -5mV à -100mV selon le type de cellules
- par exemple, pour les neurones, c’est d’environ -70mV
comment peut-on expliquer le potentiel de repos
- la pompe Na/K éjecte plus d’ions Na qu’elle ne ramène d’ion K : a pompe fait sortir plus de charges + qu’elle n’en fait rentrer, ce qui contribue à la charge - intracellulaire
- la perméabilité membranaire au K > perméabilité membranaire au Na (il y a plus de cabaux potassiques), ainsi il sort plus de K+ qu’il ne rentre de Na+, contribuent à la charge neg intracell
- [protéines] intracell > [protéines] extracell
en somme, il est dy a la répartition inégale des ions entre le cytoplasme et le liquide extracellulaire
ou retrouve-t-on le potentiel de repos?
- TRÈS près de la membrane
quelle est la charge du cytoplasme
- NEUTRE
- négative TRÈS près de la membrane (potentiel de repos)
quelle est la charge du liquide extracellulaire
- NEUTRE
- positive TRÈS près de la membrane (potentiel de repos)
vrai ou faux : la majorité des ions participent au voltage membranaire dans le potentiel de repos
FAUX : il n’est attribuable qu’a une petite fraction des ions présents (< 0,00003%)
- pas besoin de déplacements ioniques importants pour altérer le potentiel de repos!
qu’est-ce qui cause une dépolarisation? pourquoi?
- ouverture d’un canal Na+
- les Na+ rentrent dans la cellule, atténuant la charge négative intracell
qu’est-ce qu’une dépolarisation
- augmentation du voltage membranaire, se rapprochant de 0
- devient + positif
qu’est-ce qui cause une hyperpolarisation? pourquoi?
- ouverture des canaux K+
- les K+ sortent de la cellule, diminuant la quantité de charges + intracell
qu’est-ce qu’une hyperpolarisation
- le voltage membranaire devient plus négatif
qu’est-ce qu’un potentiel gradué?
- faible déviation du potentiel de repos d’amplitude variable (proportionnelle à l’intensité du stimulus)
- s’il devient moins négatif = dépolarisation
- s’il devient plus négatif = hyperpolarisation
caractéristique de la propagation du potentiel gradué
il se propage sur une courte distance car il est décrémentiel :
- au cours d’une dépolarisation, les charges + rentrant dans un endroit ponctuel de la cellule sont attirées vers les charges négatives les entourant : elles se “diluent” donc rapidement dans la cellule, diminuant ainsi d’intensité
quels types de canaux ioniques peuvent engendrer un potentiel gradué?
- ligand-dep
- mécano-dep
a quoi participent les canaux ioniques voltage-dep
- uniquement aux PA
que sont les ligands dans le cas des canaux ioniques ligands-dep du syst nerveux
- neurotransmetteurs
comment fonctionnent les canaux ligands-dep
- les neurotransmetteurs vont se lier aux canaux
- cela entraine l’ouverture des canaux
- cela entraine les mouvements des ions selon leur gradient de concentration
- selon les ions se déplaçant, cela entraine des PPSE (augmentation de la charge - canaux Na+) ou des PPSI (diminution du voltage - canaux K+, Cl-)
qu’est-ce que le potentiel d’action
- le PA est une inversion breve et complète du potentiel de membrane
ou se produit le PA
- dans les cellules excitables : neurones, myocytes
quand survient un potentiel d’action
- quand un stimulus dépolarise la membrane plasmique jusqu’au seuil d’excitation
ou sont situé les canaux ioniques impliqués dans la production d’un PA
- du cone d’émergence (zone gâchette) jusqu’à l’extrémité de l’axone
- on n’en retrouve pas dans le corps neuronal
quels sont les canaux ioniques impliqués dans la production d’un PA
- NA+ voltage-dep
- K+ voltage dep
canaux ioniques impliqués dans la production d’un PA - fonctionnement des canaux Na+ voltage-dep (NaV)
au repos :
- barrière d’activation fermée et barrière d’inactivation ouverte
- aucun mouvement de part et d’autre de la membrane
lorsque le canal est ouvert (activé):
- ouverture de la barrière d’activation
- les ions Na+ rentrent dans la cellule
inactivation du canal :
- s’inactive de lui-même
- sa barrière d’inactivation se ferme même si sa barrière d’activation reste ouverte
structure des canaux ioniques NaV
comportent une membrane d’activation et une membrane d’inactivation
comportent 4 domaines transmembranaires
- sous-unité 4 des domaines = senseur de voltage (riche en AA chargés + et en arginine)
- domaine 3 : contient la barièrre d’inactivation (6)
3 conformations possibles :
- activation fermée ; inactivation ouverte (aucun mouvement des ions)
- activation ouverte ; inactivation ouverte (mouvement des ions)
- activation ouverte ; inactivation fermée (aucun mouvement des ions)
canaux ioniques impliqués dans la production d’un PA - fonctionnement des canaux K+ voltage-dep
repos :
- barrière fermée
canal activé :
- ouverture de la barrière
- les ions K passent (sortent)
structure des canaux ioniques K voltage dep
comportent une barrière unique
2 conformations :
- barrière fermée (aucun mouvement d’ion)
- barrière ouverte (sortie des ions K+)
qu’est-ce que le seuil d’excitation
- intensité minimale du stimulus nécessaire pour produire un PA (entrainer l’ouverture des canaux Na+)
- découle de l’aspect voltage-dep des canaux ioniques impliqués dans le conduction des charges
valeur approximative seuil excitation
-55mV
caractéristiques du PA
- obéit a la loi du tout ou rien (ne se produit pas si la dépolarisation ne dépasse pas le seul d’excitation)
- amplitude constante (même PA, que le seuil d’excitation soit atteint ou dépassé de bcp)
qu’est-ce que l’intgration des potentiels post-synaptiques
- les potentiels post-synaptiques sont les potentiels graduée des dendrites (PPSE ou PSSI)
- la sommation de ces potentiels est leur addition : on additionne tous les PPSE (+) et PPSI (-) et si la somme est supérieur ou égale au seuil d’excitation, il y aura un PA
qu’est-ce que la sommation temporelle des PPS
La sommation temporelle correspond à l’addition des PPSE générés au niveau d’une même synapse lorsque les PPSE se succèdent très rapidement.
- implique des PPS qui viennent tous du même neurone pré-synaptique
- impliquent des décharges rapprochées
qu’est-ce que la sommation spatiale des PPS
La sommation spatiale correspond à l’addition de tous les PPSE générés simultanément au niveau des différentes synapses d’un même dendrite
- PPS qui viennent de différents neurones pré-synaptiques (un neurone reçoit pls signaux de plusieurs neurones)
- implique des décharges synchrone
- il est possible que des PPSI se somment à des PPSE et ne peremttent pas la naissance d’un PA
nommer les phases du PA
- dépolarisation
- repolarisation
- hyperpolarisation
décrire la phase de dépolarisation du PA
- la dépolarisation de la memb plasmique entraine l’ouverture de la barrière d’activation des NaV
- entrée du Na+ dans la cellule = dépolarisation augmentée
- activation d’encore plus de canaux NaV
- le potentiel de membrane devient de moins en moins négatif, jusqu’à devenir positif
- cette dépolarisation provique la fermture de la barrière d’inactivation du NaV (10^-4 sec plus tard)
décrire la phase de repolarisation du PA
phase précoce :
- dépolarisation = changement de conformation des canaux à K+
- cela cause l’ouverture lente des canaux K+, qui commencent à s’ouvrir en même temps que les NaV se ferment
- cela cause la sortie progressive des K+ et, donc, la diminution progressive du potentiel de membranaire
fin :
- le potentiel de repos membranaire “normal” est rétablit
- la repolaristaion (retour à la charge negative) entraine l’ouverture de la vanne d’inactivation des NaV et la fermeture de leur vanna d’activation (retour à leur conformation initiale)
quels ions interviennent dans la dépolarisation? comment?
Na+, en rentrant dans la cellule et en augmentant la quant de charges + intracell
quels ions interviennent dans la repolarisation? comment?
K+, en sortant de la cellule et en rétablissant ainsi le potentiel membranaire négatif
décrire la phase d’hyperpolarisation du PA
- implique une diminution des charges en deçà du potentiel de repos
- dans certains cas, les canaux à K+ sont ouverts plus longtemps : la sortie excessive des ions cause une hyperpolaristaion
comment est-ce que la répartition des charges membranaires est rétablie après les PA
par la Na+/K+ ATP-ase
décrire brièvement le processus d’un PA
dépolarisation :
- ouverture de la barrière d’activation du NAV et entrée du Na+
dépolarisation précoce :
- fermeture de la barrière d’inactivation du NaV en même temps que l’ouverture de la barrière du K+ (sortie K+)
repolarisation tardive :
- NaV : retour à la conformation normale
- KV : fermeture de la barrière
hyperpolarisation :
- se produit si les KV ferment tardivement leur barrière
période réfractaire :
- absolue
- relative
qu’est-ce que la période réfractaire
- période requise pour qu’une cellule excitable redevienne apte à engendrer un autre PA
caractéristiques période réfractaire absolue
- génération d’un PA impossible
- dure de l’ouverture des vannes d’activation a la fermeture des vannes d’inactivation des NaV (0,4 à 4 ms)
- détermine la fréquence maximale des influx nerveux (10-1000/s)
caractéristiques période réfractaire relative
- correspond à la période durant laquelle les NaV sont inactivés ou fermés et les canaux à K+ sont ouverts (hyperpolarisation)
- le seuil d’excitation est plus élevé durant cette période
- PA possible mais nécessite un stimulus plus important
quel est le parcours de propagation PA dans le neurone? pourquoi?
- de la zone gachette à l’extrémité axonale
- à la zone gachette : le PA n’a pas le choix d’aller vers L’axone car il n’y a pas de NaV ou de KV dans le corps neuronal
- sur l’axone : le PA n’a pas le choix de se diriger vers l’extrémité axonale car les segments axonaux situés plus près du corps neuronal sont en période réfractaire
décrire la propagation d’un PA dans un neurone
- les potentiels gradués produits par des canaux ligands-dep ou mécano-dep se propagent des dendrites au soma
- sommation des PPSE et PPSI dans la zone gâchette : s’ils atteignent le seuil d’excitation, un PA est déclenché
- le PA se propage alors le long de l’axone dans une seule direction (la membrane plasmique est réfractaire dans l’autre direction), soit par conduction continue ou saltatoire
- le PA atteint le bouton terminal et le message électrique est traduit en message chimique, qui est reçu par la cellule post-synaptique
décrire le processus de la synapse chimique
- arrivée du PA dans le bouton terminal
- ouverture des canaux à Ca2+ voltage-dep
- entrée du Ca 2+
- le Ca 2+ interagit avec la synaptogamin
- l’exocytose des vésicules contenant des neurotransmetteur est déclenchée
- liaison des neurotransmetteurs avec leurs récepteurs spécifiques sur la cellule post-synaptique
- ouverture de canaux ioniques
- génération d’un potentiel post synaptique au niveau du dendrite post-synaptique
combien d’acétyl choline est libérée par PA
- environ 125 vésicules conetenant environ 10^4 molécule d’Ach chaque
quel est le neurotransmetteur de la jonction neuromusculaire (plaque motrice)
Acétyl choline (Ach)
qu’est-ce qu’un potentiel de plaque motrice (PPM)
- dépolaristaion causée par l’ouverture des canaux ioniques ligands-dep
- c’est l’équivalent d’un PPSE pour une cellule musculaire
caractéristiques des PPM
- le PPM n’est pas un potentiel gradué : il est toujours suffisamment dort pour déclencher un PA
- cela est du a la très grande quantité d’Ach libérée par le neurone présynaptique
- le PPM se répand dans les deux directions jusqu’à une zone ou sont présents des canaux Na et K
- il se répand dans les deux directions car la jonctions neuromusculaire se situe au milieu de la fibre musculaire : contraction symétrique implique une répartition bi-directionnelle
comment se déroule la production de PA a la plaque motrice
- formation d’un PPM
- répartition du PPM dans les deux directions jusqu’à une zone ou sont présent des canaux K et Na
- ouverture des canaux Na
- génération d’un PA
- propagation du PA vers ch extrémité du myocyte (prend environ 3-5ms) : permet une contraction symétrique
- pour que la contraction soit uniforme et non seulement près de la membrane, le PA emprunte des tubules T
- le PA stimule la libération de Ca a partir du réticulum sarcoplasmique
- fixation Ca2+ / troponine
- glissement des fibres d’actine sur celles de myosine (contraction)
- le Ca réintègre ensuite le réticulum sarcoplasmique à l’aide d’une pompe a Ca
différence PA neuronale vs musculaire
PA musculaire :
- se propage dans les 2 sens pour permettre une contraction uniforme
- fait intervenir le Ca du réticulum sarcoplasmique
- est plus long que le PA neuronal
- on y observe une sorte de plateau du au Ca : l’ouveture des canaux a Ca est plus lente que les canaux à Na
ou sont synthétisés les neurotransmetteurs?
- corps cellulaires (si codés par des gènes, ex : neuropeptides, protéines)
- bouton synaptiques (petits NTs)
comment les neurotransmetteurs synthétisés au niveau du corps synaptique se rendent-ils a la fente synaptique?
- ils sont stockés dans des vésicules et transportés par des microtubules associés à une protéine (kinesin)
- ils sont ensuite stockés au niveau du bouton synaptique
expliquer la synthèse et l’entreposage de l’acétyl-choline
- synthétisée dans le bouton terminale
- acétyl-CoA + choline = acétylcholine (rxn catalysé par la CAT - choline acétyl transférase)
- l’Ach est ensuite storée dans des vésicules, dans lesquelles elle parvient àpénétrer grâce à un cotransporteur (2H+/1Ach)
avec quels types de récepteurs interagit l’Ach
- nicotiniques
- muscariniques
caractéristiques des récepteurs nicotiniques + ou sont ils?
- canaux ionotropiques ligands-dep
- la nicotine peut aussi s’y lier (d’ou le nom)
- on en retrouve au SNA et dans les jonctions neuro-musculaire
caractéristiques des récepteurs muscariniques
- récepteurs métabotropiques (qui activent des voies intracellulaires)
- GPCR
- présents dans le SNA
- récepteurs plus lents que les canaux ionotropiques nicotiniques
action de l’Ach au niveau des muscles squelettiques
- canaux nicotiniques dont l’ouverture controlée par l’Ach
- la dépolarisation ainsi provoquée cause une contraction
- action rapide
action de l’Ach au niveau du coeur
- récepteurs muscariniques
- l’Ach cause une sortie de K+
- l’hyperpolarisation cause une diminution du rythme cardiaque
à quels récepteurs peut se lier la noradrénaline
- ionotropiques : aucun
- métabotropiques : 𝛼1, 𝛼2, β1, β2, β3
comment est-ce qu’un récepteur GPCR peut réguler l’ouverture d’un canal
- par l’entremise d’une prot G : la sous unité alpha se lie directement au canal
- par l’entremise d’un second messager (produit via la prot G et une enzyme) : la sous-unité alpha se lie a une ezyme, qui produit un second messager qui se lie au canal
- par l’entremise d’une protéines kinase (activée par un second messager) : la sous-unité alpha se lie a l’adénylate cyclase, qui produit de l’AMPc, qui se lie a la protéine kinase A, qui phosphoryle le canal
quel est le sort de l’Ach dans la jonction neuromusculaire
elle peut etre dégradée par l’acéthylcholinesterase (AChE) :
- Acétylcholine → Acétyl-CoA + choline
- la choline peut alors être récoltée par la choline transporter (CHT1), une molécule apparentée au SGLT
- la choline sera réutilisée pour former d’autre Ach
elle peut interagir avec un autorécepteur (présynaptique) pour moduler soit la synthèse du NT ou sa libération (exocytose)
elle peut être recapturée en entier et être dégradée par des enzymes dans le neurone pré-synaptique
comment fonctionnent les récepteurs olfactifs
- de type GPCR
- les molécules odorantes interagissent avev le récepteur
- la prot G est activée
- la sous-unité alpha active l’adénylate cyclase
- de l’AMPc est formé par l’andénylate cyclase
- le second messager (AMPc) ouvre des canaux AMPc-dépendant
- entrée de Na et de Ca : dépolarisation
mécanisme d’action de la toxine botulinique
- s’attaque aux prots SNARE et les dégrade
- cela empêche l’exocytose des NT
- l’Ach ne peut pas être libérée : il n’y a pas de contraction musculaire
ou se trouvent les canaux ioniques prenant part à la formation des potentiels gradués
- dendrites + corps neuronal (soma)
comment détermine-t-on s’il y a PA ou non
- avec la sommation des PPSE et PPSI au cone d’implantation
- PPSE + PPSI > ou = à seuil excitation = PA
quelle est la valeur approx du pic de dépolarisation
- environ +35mV
quelle est la concentration relative des ions avant et après le PA
- avant : K intracellulaire»_space;»> K extracellulaire / Na extracellulaire»_space;»> Na intracellauire
- après : le K est toujours plus présent dans la cellule, mais la différence de concentration de part et d’autre de la membrane est moindre / idem pour Na (tjrs plus présente à l’ext de la cell)
nommer des molécules qui affectent le foncitonnement des NaV
- tétrodotoxine (neurotoxine)
- lidocaine
quelles sont les deux conditions pour la formation d’un PA
- atteinte du seuil d’excitation
- les canaux Na doivent etre au repos (conformation originale)
comment se propage un PA dans un axone non myélinisé
- par conduction continue
caractéristiques conduction continue + exemple d’emplacement
- toute la longueur de l’axone doit être dépolarisée pour que le PA se rende au bout
- plus long (0,5 à 2 ms)
- ex : neurone postganglionnaire (SNA)
comment se propage un PA dans un axone myélinisé
- par conduction saltatoire
caractéristiques conduction saltatoire + exemple d’emplacement
- le courant acheminé par les ions Na+ et K_ circule a travers la membrane plasmique dans les noeuds de Ranvier
- entre les noeuds de Ranvier, le courant circule a travers le liquide intracell
- le courant “sauteÉ d’un noeud à l’autre
- propagation plus rapide
- mécanisme plus économique (moins d’ATP requis pour la Na/K ATP-ase pcq les pompes sont concentrées au noeuds)
propagation du PA et synapses - SN somatique
- 1 neurone moteur qui transmet le signal de la moelle a la cible
- myélinisé
- conduction saltatoire
propagation du PA et synapses - SNA sympathique
tjrs 2 neurones :
- premier : myélinisé (conduction saltatoire)
- va dans ganglion autonome
- deuxième neurone : plus long, non myélinisé (conduction continue)
propagation du PA et synapses - SNA parasympathique
tjrs 2 neurones :
- premier : myélinisé (conduction saltatoire)
- va dans ganglion autonome
- deuxième neurone : plus court, non myélinisé (conduction continue)
décrire l’innervation des muscles squelettiques
- chaque cellule est innervée par 1 neurone
- chaque neurone peut innerver pls cellules
effets de l’inhibition de la recapture ou de la dégradation enzymatique des NTs dans la fente synaptique
- augmentation de la [NT] = augmentation de la stimulation des cellules post-synaptiques
vrai ou faux :
Le potentiel de repos est dû en partie à l’action de la pompe à Na+
V
vrai ou faux :
Le potentiel de repos résulte de la répartition inégale d’une quantité importante de molécules de charge positive et négative de part et autre de la membrane plasmique
F : juste +
vrai ou faux :
Durant la phase de dépolarisation, la barrière d’inactivation de NaV se ferme
V
vrai ou faux : durant la phase de repolarisation, la barrière d’inactivation de NaV ouvre
V
vrai ou faux : durant la phase de repolarisation, le senseur de voltage de KV se déplace vers le côté interne de la membrane plasmique
V
vrai ou faux : durant la phase de repolarisation, a la toute fin du potentiel d’action (incluant lorsqu’il y a hyperpolarisation tardive), la valeur du potentiel de membrane correspond au potentiel de repos
V
vrai ou faux : durant la phase de repolarisation, la barrière d’activation de KV ferme
V
comment appelle-t-on un PPSE qui n’atteint pas le seuil d’excitation?
un PPSE “infraliminaire”
