Physiologie nerveuse I Flashcards
Quelle cellule assure le rôle de communication entre les différentes parties du système nerveux?
Neurone
Quel est le rôle des cellules gliales? Nommez ensuite 4 types de cellules gliales.
Aident à maintenir le milieu extracellulaire et supportent les neurones
- Microglies
- Oligodendrocytes
- Cellules de Schwann
- Astrocytes
Quels sont les 3 devoirs d’un neurone?
- Décider d’envoyer un signal électrique (potentiel d’action)
- Propager ce signal électrique avec fidélité
- Transmettre chimiquement ou électriquement (plus rarement) ce signal à une autre cellule
Nommez les ions riches dans les milieux intracellulaire et extracellulaire chez une cellule nerveuse.
Intracellulaire: K+
Extracellulaire: Na+, Cl- et Ca2+
Qu’est-ce qui maintient le potentiel membranaire d’une cellule?
Pompe Na+/K+ ATPase
Quels sont les 2 facteurs influençant la tendance d’un ion à diffuser d’un côté à l’autre d’une membrane perméable?
- Sa concentration
2. Gradient électrique de la membrane
Qui suis-je? Je dépense 20% de l’énergie du cerveau.
Pompe Na+/K+ ATPase
Qu’est-ce que le potentiel d’équilibre? Qu’arrive-t-il si une membrane n’est perméable qu’à un seul type d’ion?
- C’est le potentiel de la membranaire auquel il n’y a aucune diffusion ionique nette de part et d’autre de la membrane perméable
- Si une membrane n’est perméable qu’à un seul type d’ion, son potentiel se rapprochera du potentiel d’équilibre de cet ion.
Quels sont les potentiels d’équilibre du Na+ et du K+?
Na+: +80 mV
K+: -95 mV
Quelle est la valeur du potentiel de repos de la membrane neuronale? Pourquoi?
-90 mV à -70 mV
Parce que seuls les canaux passifs de K+ sont ouverts lorsque la membrane neuronale est au repos. Ainsi, son potentiel se rapprochera du potentiel d’équilibre du K+, soit -95 mV
Vrai ou faux. Une cellule peut atteindre le potentiel d’équilibre d’un ion.
Faux.
Quels sont les 3 états des canaux passifs de Na+? Quelle est leur propriété importante?
- Fermé (imperméable au Na+)
- Ouvert (perméable au Na+)
- Fermé et désactivé (imperméable au Na+ et incapable de s’ouvrir)
Ils sont voltage-dépendant, c’est-à-dire qu’ils s’activent à un changement de potentiel.
Quand est-ce que les canaux passifs de Na+ sont activés?
Lorsque le potentiel membranaire atteint le seuil d’activation (-55 mV) au sommet axonal, les canaux passifs de Na+ s’activent (donc, la membrane neuronale devient perméable aux ions Na+).
Vrai ou faux. Les canaux passifs de Na+ sont activés lorsque la membrane neuronale est au repos.
Faux.
Qu’arriverait-il si la membrane neuronale était dépourvue de canaux transmembranaires?
Elle serait imperméable aux ions.
Quels sont les 2 types de canaux transmembranaires que l’on retrouve au niveau de la membrane neuronale? Donnez leurs caractéristiques ainsi que des exemples pour chacun des types.
- Actifs:
-Pompent les ions à l’encontre de leur gradient naturel, ce qui nécessite de l’ATP
Ex: Pompe Na+/K+ ATPase
-Responsable du maintien du potentiel membranaire
-Utilise l’ATP pour permettre l’entrée de K+ et la sortie de Na+ - Passifs
-Permettent la diffusion des ions selon leur gradient naturel, ce qui ne nécessite PAS de l’ATP
-Ex: Canaux passifs de Na+, K+ et Cl-
À compléter: La membrane neuronale est plus négative à l’1)________ qu’à l’2)________.
1) Intérieur
2) Extérieur
Donnez les caractéristiques de chaque constituant du neurone (7).
1) Soma (ou corps cellulaire)
- Site d’attachement des dendrites
- Région contenant le noyau et la machinerie métabolique responsable de maintenir les parties lointaines du neurone
- Ses produits sont acheminés via transport axoplasmique antérograde, et les déchets sont récupérés par transport axoplasmique rétrograde
2) Dendrites
- Branches par lesquelles le soma reçoit les signaux afférents en provenance d’autres neurones qui s’y attachent via leurs boutons terminaux
3) Terminaison présynaptique (boutons terminaux)
- Région de la propagation finale du potentiel d’action axonal
- Région d’entreposage et de libération des vésicules contenant les neurotransmetteurs destinés à la synapse
4) Sommet axonal
- Lieu de sommation de l’ensemble des signaux de génération du potentiel d’action axonal
5) Gaine de myéline
- Isolateur de courants ioniques
- Interrompue aux noeuds de Ranvier
- Oligodendrocytes: forment la gaine de myéline dans le SNC
- Cellules de Schwann: forment la gaine de myéline dans le SNP
6) Axone
- Partie longue et mince du neurone par laquelle le potentiel d’action est propagé
- Généralement protégé par une gaine de myéline
- Se termine par la terminaison présynaptique
7) Synapse
- Espace entre la terminaison présynaptique du neurone présynaptique et la membrane post-synaptique de sa cellule cible
- Lieu de diffusion du neurotransmetteur
En respirant l’air frais, vous distinguez une odeur de menthe et ensuite, une odeur de moufette. Quelle odeur aura déclenché un potentiel d’action plus élevé?
Les deux auront déclenché le même potentiel d’action parce qu’il obéit à la loi du tout-ou-rien, c’est-à-dire que le potentiel d’action aura toujours la même amplitude peu importe la nature du stimulus.
Quelles sont les 3 caractéristiques du potentiel d’action?
- Obéit à la loi du tout-ou-rien, c’est-à-dire que le potentiel d’action aura toujours la même amplitude peu importe la nature du stimulus
- Il est déclenché par l’atteinte d’un seuil d’activation/d’excitation
- Ne se dégrade pas sur la longueur de l’axone
De quoi dépend la genèse du potentiel d’action?
- Caractéristiques propres au neurone
- Informations qui lui sont communiquées par son environnement, soit par le milieu extracellulaire, par d’autres neurones ou par d’autres cellules via des récepteurs.
Comment appelle-t-on les signaux reçus par les dendrites? Quelles sont leurs caractéristiques?
On les appelle PPSE et PPSI:
- PPSE:
- pousse la membrane vers une dépolarisation en approchant le potentiel membranaire du seuil d’excitation
- généralement causé par l’entrée d’ions positifs - PPSI:
- pousse la membrane vers une hyperpolarisation en éloignant le potentiel membranaire du seuil d’activation
- généralement causé par la sortie d’ions négatifs
Vrai ou faux. Les PPSI et les PPSE, comme le potentiel d’action, ne se dégradent pas.
Faux
Vrai ou faux. Lorsque le potentiel membranaire atteint -55 mV, les canaux passifs de Na+ de l’axone s’activent en premier.
Faux
Quelle est la valeur maximale que peut atteindre le potentiel membranaire lors d’une dépolarisation?
+20 mV
Expliquez la dépolarisation.
L’entrée massive de Na+, causée par l’ouverture des canaux passifs de Na+ suite à l’atteinte du seuil d’excitation de -55 mV au sommet axonal, entraîne un changement rapide du potentiel membranaire en direction du potentiel d’équilibre du Na+ (c-à-d jusqu’à +20 mV): c’est la DÉPOLARISATION.
Expliquez la repolarisation.
Vers le fin de la dépolarisation, les canaux passifs de K+ s’ouvrent en plus grand nombre qu’au repos, ce qui permet un retour aux conditions d’origine de la membrane neuronale, c-à-d perméable au K+ et imperméable au Na+
Ainsi, le potentiel membranaire va changer en direction du potentiel d’équilibre du K+: c’est la REPOLARISATION.
Expliquez la post-hyperpolarisation.
Étant donné que davantage de canaux passifs de K+ ont été ouverts par rapport à la membrane neuronale au repos, le potentiel membranaire sera plus négatif que le potentiel de repos: c’est la POST-HYPERPOLARISATION.
Quelles sont les 3 phases du potentiel d’action?
- Dépolarisation
- Repolarisation
- Post-hyperpolarisation
À quels moments se produisent les deux périodes réfractaires?
Période réfractaire absolue: se produit 0,1 ms après la dépolarisation, c-à-d à la fermeture et l’inactivation des canaux sodiques.
Période réfractaire relative: se produit suite à la post-hyperpolarisation
Qu’est-ce qu’une période réfractaire?
Brève période au cours de laquelle aucun potentiel d’action ne peut être déclenché
Décrivez les deux périodes réfractaires.
Période réfractaire absolue: aucun stimulus, peu importe son intensité, ne peut déclencher un potentiel d’action en raison de la fermeture et de l’inactivation des canaux passifs de Na+ 0,1 ms après leur ouverture.
Période réfractaire relative: un stimulus de plus forte intensité qu’au repos peut déclencher un potentiel d’action en raison de la post-hyperpolarisation
Quand s’effectue la fermeture et l’inactivation des canaux sodiques?
0.1 ms après leur ouverture.
Vrai ou faux. Une cellule peut déclencher jusqu’à 1000 potentiels d’action par minute.
Faux, par seconde.
À compléter: La somme des 1)_____ moins la somme des 2)______ doit être 3)_____ ou 4)______ à -55 mV, c’est-à-dire le 5)_______.
1) PPSE
2) PPSI
3) Supérieure
4) Égale
5) Seuil d’excitation
De quelle façon est-ce que les PPSE et les PPSI peuvent être additionnés?
Par sommations spatiale ou temporelle.
Qu’est-ce qui freine rapidement la dépolarisation? Que se passe-t-il vers la fin de la dépolarisation?
- La fermeture et l’inactivation des canaux sodiques 0,1 ms après leur ouverture permet de la freiner rapidement
- L’ouverture d’un plus grand nombre de canaux potassiques qu’au repos s’effectue vers le fin de la dépolarisation
Vrai ou faux. Il est impossible d’obtenir un potentiel d’action bidirectionnel dans une synapse chimique.
Vrai
Qu’arrive-t-il à la direction de la propagation du potentiel d’action si la dépolarisation initiale n’a pas lieu dans le soma?
Elle se fera dans le sens inverse, c’est-à-dire de façon antidromique
À compléter: Après avoir été déclenché dans le 1)_____, le potentiel d’action se propage le long de 2)_____ jusqu’à la 3)_________.
1) Sommet axonal
2) L’axone
3) Terminaison présynaptique
Vrai ou faux. L’organisme préfère myéliniser ses axones pour optimiser la vitesse de conduction du potentiel d’action.
Faux.
Quels sont les paramètres relatifs à l’axone influençant la vitesse de conduction du potentiel d’action? (2)
- Diamètre: plus le diamètre de l’axone est élevé, plus la vitesse de conduction du potentiel d’action.
- Degré de myélinisation: plus l’axone est myélinisé, plus la vitesse de conduction du potentiel d’action.
Quels axones conduisent plus rapidement et plus lentement le potentiel d'action? A - Axone amyélinisé et grand diamètre B - Axone amyélinisé et petit diamètre C - Axone myélinisé et grand diamètre D - Axone myélinisé et petit diamètre
Plus rapidement: C
Plus lentement: B
Qu’est-ce qu’un noeud de Ranvier? À quelle fréquence les retrouve-t-on?
Espace entre la gaine de myéline où la membrane neuronale est directement exposée au milieu extracellulaire.
On les retrouve à chaque 1,5 mm de l’axone
Quels sont les deux modes de conduction du potentiel d’action? Décrivez-les (quels axones, principe, avantage et désavantage).
- Conduction passive
- S’effectue chez les axones amyélinisés
- Principe: consiste en une vague de dépolarisation membranaire constante qui est progressive et unidirectionnelle (donc, le potentiel d’action est regénéré tout au long de la membrane neuronale)
- Avantage: aucune dégradation du signal
- Désavantage: coûts métaboliques élevés et lent - Conduction active (saltatoire):
- S’effectue chez les axones myélinisés
- Principe: consiste en une régénération du potentiel d’action à chaque nœud de Ranvier
- Avantage: rapide
- Désavantage: signal se détériore plus rapidement à cause d’une perte d’énergie progressive
Quel mode de conduction du potentiel d’action dépend d’une dépolarisation membranaire constante?
Conduction passive
Vrai ou faux. Un même neurotransmetteur qui est utilisé chez deux populations de neurones différentes aura le même effet sur celles-ci.
Faux.
De quoi dépend principalement la réponse d’une cellule cible à la transmission synaptique chimique?
La population de neurones impliquée
Si une cellule nerveuse subit des microinjections de chélateurs de Ca2+, qu’arrivera-t-il?
Elle sera incapable de transmettre le potentiel d’action
Quels sont les 2 types de neurotransmetteurs? Donnez leurs caractéristiques.
1) Neurotransmetteurs peptidiques (neuropeptides)
- Synthétisés dans le soma (réticulum endoplasmique)
- Doivent être transportés jusqu’à la terminaison présynaptique par transport axoplasmique antérograde
- Entreposés dans des vésicules à centre dense
- Entraînent des réponses postsynaptiques lentes, mais durables
2) Neurotransmetteurs à petites molécules
- Synthétisés dans la terminaison présynaptique
- Entreposés dans des vésicules à centre clair
- Entraînent des réponses postsynaptiques rapides
Quelles sont les 4 caractéristiques communes à tous les neurotransmetteurs?
- Synthétisés de façon endogène dans le neurone
- S’il est administré de façon exogène, il doit exercer la même action que s’il était synthétisé de façon endogène
- Présent dans la terminaison présynaptique et doit être libéré en quantités suffisantes pour exercer une action définie sur la cellule cible post-synaptique
- Il y a des mécanismes spécifiques permettant de le retirer de l’espace synaptique (c-à-d de l’éliminer de la synapse)
Qu’est-ce qu’un neurotransmetteur?
Molécule chimique endogène transmettant le signal d’un neurone à une autre cellule (musculaire, glandulaire ou autre neurone) via un récepteur membranaire post-synaptique
Qu’est-ce que la synapsine? Qu’arrive-t-il lorsque le Ca2+ entre dans le neurone au niveau de la terminaison présynaptique?
- Protéine permettant l’ancrage des vésicules contenant les neurotransmetteurs aux filaments du cytosquelette
- Ca2+ phosphoryle les synapsines qui ancrent les vésicules aux filaments du cytosquelette via une protéine kinase dépendante du Ca2+, ce qui permet leur libération.
Vrai ou faux. Le Ca2+ seul phosphoryle les synapsines lorsqu’il entre massivement dans le neurone au niveau de la terminaison présynaptique.
Faux, il doit être lié à une protéine kinase dépendante du calcium.
Quelle région du neurone est très concentrée en canaux voltage-dépendants de Ca2+?
Terminaison présynaptique
Quelles sont les étapes de la neurotransmission? (9)
- Neurotransmetteur est synthétisé et stocké dans le neurone
- Vague de dépolarisation se propage le long de l’axone jusqu’à la terminaison présynaptique
- Les canaux Ca2+ voltage-dépendants, qui sont très concentrés dans la membrane de la terminaison présynaptique, s’ouvrent, ce qui entraîne l’entrée massive de Ca2+
- Ca2+ phosphoryle les synapsines qui ancrent les vésicules contenant les neurotransmetteurs aux filaments du cytosquelette via une protéine kinase dépendante du calcium, ce qui permet leur libération
- Les vésicules libèrent leurs neurotransmetteurs dans la fente synaptique par exocytose
- Les neurotransmetteurs interagissent avec les récepteurs membranaires post-synaptiques de la cellule cible
- Récepteurs s’ouvrent ou se ferment
- La stimulation des récepteurs entraîne une modification dans l’excitabilité de la cellule cible (via des PPSE et des PPSI)
- Les neurotransmetteurs sont éliminés rapidement de la synapse, c-à-d retirés de l’espace synaptique, via des mécanismes spécifiques.
À compléter: L’Ach joue un rôle au niveau des ganglions 1)______, alors que la norépinéphrine joue un rôle au niveau des ganglions 2)________.
1) Parasympathiques
2) Sympathiques
Quelles sont les 3 régions contenant les corps neuronaux pour l’acétylcholine? Donnez également leurs projections majeures ainsi que le sous-type de récepteur associé.
1) Ganglions parasympathiques; muscles lisse et cardiaque + glandes; récepteur: muscarinique
2) Noyaux préganglionnaires du SNA; ganglions autonomes; récepteur: nicotinique
3) Cornes antérieures de la moelle épinière; muscle squelettique; récepteur: nicotinique
Donnez la région contenant les corps neuronaux, les projections majeures, le sous-type de récepteur et l’action de la norépinéphrine.
Région contenant les corps neuronaux: ganglions sympathiques
Projections majeures: muscles lisse et cardiaque
Sous-type de récepteur: α et β
Action: fonctions sympathiques
Donnez la région contenant les corps neuronaux, les projections majeures et l’action de l’histamine, la sérotonine et la dopamine.
- Histamine:
Région contenant les corps neuronaux: hypothalamus et mésencéphale
Projections majeures: SNC entier
Action: neuromodulation excitatrice - Sérotonine:
Région contenant les corps neuronaux: pont et mésencéphale
Projections majeures: SNC entier
Action: neuromodulation - Dopamine:
Région contenant les corps neuronaux: mésencéphale
Projections majeures: striatum, amygdale, nucleus acumbens, cortex préfrontal et limbique
Action: Neuromodulation
Quel est le point commun entre la région contenant les corps neuronaux de l’histamine, la sérotonine et la dopamine?
Mésencéphale
Nommez 8 neurotransmetteurs principaux.
- GABA
- Glycine
- Glutamate
- Acétylcholine
- Norépinéphrine (noradrénaline)
- Sérotonine
- Histamine
- Dopamine
Quel est le point commun entre la fonction du GABA et de la glycine?
Transmission inhibitrice
Vrai ou faux. Le GABA assure la transmission excitatrice, et le glutamate assure la transmission inhibitrice.
Faux
Quels sont les 2 différents types de récepteurs que l’on retrouve à la membrane post-synaptique? Donnez leurs caractéristiques.
- Ionotropes
- Forment 2 domaines: - Extracellulaire: se lie au ligand (neurotransmetteur)
- Transmembranaire: forme un canal ionique par lequel passent les ions
- Structure général: constitués de 4-5 sous-unités - Métabotropes:
- Structure général: formés d’un seul long polypeptide assemblé en 7 domaines transmembranaires
- Dépourvu d’un canal ionique
- Agit plutôt via une protéine G
Quels sont les 2 types de récepteurs cholinergiques? Donnez leurs caractéristiques.
- Nicotinique (ionotrope):
- Rôle: laisse passer Na+ et K+ et donc, il évoque des PPSE
- Se trouve dans la jonction neuromusculaire, le SNC et le SNA - Muscarinique (métabotrope):
- Rôle: exerce des effets inhibiteurs
- Se trouve majoritaire dans le cerveau
- Se trouve dans le striatum et le SNA parasympathique
Quel récepteur cholinergique se trouve majoritaire dans le cerveau?
Muscarinique
Quel récepteur cholinergique exerce des effets inhibiteurs? Qu’en est-il du récepteur cholinergique évoquant des PPSE?
- Effets inhibiteurs = muscarinique
2. PPSE = nicotinique
À partir de quelles substances est formée l’acétylcholine? Quelle est l’enzyme catalysant cette réaction?
- À partir de la choline et de l’acétyl-CoA
2. Via la choline transférase
Quelle enzyme permet la dégradation de l’acétylcholine?
Acétylcholinestérase
Parmi les deux types de récepteurs membranaires que l’on peut retrouver sur la membrane post-synaptique, lesquels sont constitués de 7 domaines transmembranaires et lesquels sont constitués de 4-5 sous-unités?
7 domaines transmembranaires: métabotropes
4-5 sous-unités: ionotropes
Combien de récepteurs le glutamate a-t-il?
Métabotropes: 3
Ionotropes: 3 (AMPA, NMDA et kaïnate)
Quels ions peuvent passer à travers les récepteurs NMDA, AMPA et kaïnate? Quel est leur ligand?
NMDA: Na+, K+, Ca2+
AMPA et kaïnate: Na+ et K+
Ligand: glutamate
Comment s’effectue la synthèse et l’élimination du glutamate?
Synthèse: à partir du cycle de Krebs ou de la glutamine
Élimination: à partir du transporteur EAAT du côté présynaptique et glie
Quel récepteur est important pour la plasticité synaptique et la mémoire?
NMDA
Quels neurotransmetteurs sont considérés comme la pédale de gaz et la pédale de frein du cerveau?
Gaz: glutamate
Frein: GABA
Décrivez le neurotransmetteur GABA (synthèse, élimination, récepteurs).
Synthèse: à partir du glutamate ou du pyruvate
Élimination: à partir d’un transporteur haute affinité (GAT)
Récepteurs (3):
1 MÉTABOTROPE (GABAb)
2 IONOTROPES (GABAa et GABAc): ce sont des canaux ligand-dépendants de Cl-
Décrivez le neurotransmetteur glycine (synthèse et récepteur uniquement).
Synthèse: à partir de la sérine
Récepteur: similaire à GABAa (canal ligand-dépendant de Cl-)
Donnez tous les neurotransmetteurs faisant partie de la catégorie des monoamines. Précisez également l’AA à partir duquel ils sont synthétisés.
- Catécholamines (dopamine, noradrénaline et adrénaline): à partir de la tyrosine
- Histamine: à partir de l’histidine
- Sérotonine: à partir du tryptophane
À partir de quel AA sont synthétisés les catécholamines?
Tyrosine
Donnez l’ordre de fabrication des catécholamines (en incluant tous les intermédiaires).
Tyrosine - DOPA - Dopamine - Noradrénaline - Adrénaline
