Propriétés membranaires passives et transporteurs ioniques

Question 1

Comment la capacitance varie avec la taille des neurones?

Answer 1

Gros neurone a grosse capacitance, petit neurone a petite capacitance

Question 2

Décrit la membrane neuronale (3)

Answer 2

• La membrane neuronale est une bicouche lipidique
• La membrane neuronale a une perméabilité sélective (perméa sont diff en fction de l’ion/molé qui traversent
Ions peuvent pas passer seuls, nécessitent canaux d’ou perméa sélective)
Bicouche lipidique = capaciteur pcq accumule charges

Question 3

Comment se fait la génération des pot memb? (4)

Answer 3

• Canaux passifs (‘ leak ’ or resting ’ or non gated ’)
• Molécules chargées non diffusibles
• Mécanismes de maintien de l’équilibre ionique
Dans une chambre de 1 x 1 x 0.001 µm, 6 ions sont suffisants pour générer une différence de potentiel de 90 mV (ça prend très peu d’ions pour générer le pot memb)

Question 4

Comment les gradients de conc varie avec les sp?

Answer 4

• Le gradient de concentration (ratio extra/intra) est similaire
• Concentrations ionique variables en fonction de l’espèce

Question 5

Qu’est-ce que l’équilibre électrochim?

Answer 5

Gradients chimique et électrique: équilibre électrochimique
• À l’équilibre électrochimique, le flux net d’ions est nul
• La force électrochimique est créée par les effets conjoints du gradient de concentration et du gradient électrique
• Le point d’équilibre électrochimique détermine le potentiel d’équilibre

Question 6

Qu’est-ce que la force électrochim?

Answer 6

Gradients chimique et électrique: force électrochimique
• Les variations de la perméabilité ou conductance ionique g induisent des variations du potentiel de membrane
• Le potentiel d’équilibre est variable pour chaque ion
• Les variations de conductance ionique sont dues principalement à l’ouverture de canaux voltage dépendants ou de récepteurs canaux
Conductance est selon forces électrochim, change en fction du pot memb, plus éloigne du pot eq de l’ion, plus force électrochim est grande donc plus conductance est grande

Question 7

Qu’est-ce qui détermine les patrons de décharges des neurones?

Answer 7

Les types de conductances ioniques déterminent les patrons d’activité des neurones
dépendament des conductacnes actives dans le neurone, les décharges sont diff
Ya des cell qu’ont des patrons de décharges très propres à eux
Patrons de décharges peuvent changer en fction des neuromodulateurs
Conductances actives dictent le patron de décharges

Question 8

Qu’est-ce que le circuit équivalent d’un neurone?

Answer 8

Résistances = canaux pcq laisse passser ions dans une certaine mesure
I = conductance ionique
Memb = capaciteur pcq emmagasine q, une fois que ya pu de batterie, le conducteur fournit les q usqu’à épuisement
Batterie = F électrochim
Na+ au pot repos rentre donc flèche vers int, inverse pour K+, Cl- est charge neg donc hyperpola comme K+
Pompe Na/K compense I passifs
I de fuite - combinaison du canal ionique (R) et F électrochim (batterie)

Question 9

Qu’est-ce que la cste d’espace?

Answer 9

L’amplitude des réponses passives diminue en fonction de la distance
Ce phénomène est dû à :
• Résistance axoplasmique (résistance axiale, Ra ) = résistance du cytoplasme
• La résistance membranaire ( Rm ) = « fuite » de courant à travers la membrane
Détermine qté de I qui fuit à travers la memb
I prend la voie de moindre R (fuit memb)
Si aug canaux memb dim la R memb
lambda = quand on a perdu 2/3 du I initial
On perd bcp de I rapidement et vers la fin on le perd moins rapidement (c’est exponentiel)
Plus on s’éloigne de ou a injecté, moins fuites sont rapides à cause de la loi d’Ohm

Question 10

Comment Ra varie avec le diamètre des axones?

Answer 10

La Ra est inversement proportionnelle au diamètre de l’axone :
• Petit diamètre axonal = grande Ra = petite λ
• Grand diamètre axonal = petite Ra = grande λ
 λ est proportionnel au diamètre de l’axone

Question 11

Qu’est-ce que la cste de temps?

Answer 11

τ = Rm.Cm
Rm = à quel pt elle laisse passer les charges, si forte Rm, plus To est grand
Si C est plus grand, on accumule + de charges mais c’est plus long donc To est plus grand
quand ferme le circuit, le courant se dissipe

Question 12

Quelles sont les différences entre les canax et pompes?

Answer 12

• Le transport ionique est beaucoup plus rapide via les canaux 10 7 /s versus 10 3 /
• Le passage des ions est passif dans les canaux et suit le gradient de concentrations ionique Le passage est actif dans les pompes et se fait contre le gradient ionique

Question 13

Qu’est-ce que’un transport actif primaire vs secondaire?

Answer 13

• Transport actif primaire les pompes utilisent l’énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP pour forcer le déplacement des ions
• Transport actif secondaire les échangeurs et co transporteurs déplacent un ions contre son gradient en utilisant l’énergie fournie par le gradient d’un autre ion

Question 14

Quelles sont les différences entre les échargeurs et co-transporteurs?

Answer 14

Échangeurs
• Passage en anti gradient de deux ions, en sens opposé.
• Implique des ions de même polarité

Co transporteurs
• Passage d’ions dans le même sens , soit anti ou pro gradient
• Implique des ions de charges opposées

Question 15

Quelles sont les 7 étapes de fctionnement de la pompe Na/K?

Answer 15

a. Liaison de 3 ions Na en position cytoplasmique
b. Phosphorylation
c. Changement de conformation
d. Relargage du Na
e. Liaison de 2 ions K en position extracellulaire
f. Déphosphorylation
g. Changement de conformation et retour à l’état originel

Question 16

Décrit la pompe Na/K (4)

Answer 16

• 10 domaines transmembranaires
• Site de liaison du K et Na
• Site de liaison de l’ATP
• Site de liaison de l’ouabaïne

Question 17

Quel est l’effet de la ouabaïne?

Answer 17

diminue possibilité de faire un PA pcq on retourne pas au pot repos, ya moments d’arrêts pcq onest pas capable d’atteindre le seuil d’activation
on perd le patron de décharges normal du neurone pcq on perd une des conductances, mod comm du neurone

Question 18

Comment se fait la régulation du Ca2+?

Answer 18

Si est mal rég, peut causer mort cell par excitotoxicité
Ca2+ active bcp de voies intracell, potentialisation à long terme et dépression
Ya bcp d’emmaganisation du Ca2+ mais pas dansle cyto donc Ca2+ peut faciement rentrer
• 3 gènes pour NCX: 1 – 2 – 3
• mécanisme principal de régulation du Ca2+ cytoplasmique
• Génère une activité électrogénique (créé changement de pot memb pcq transport pas même nbre d’ions vers int et ext)
• 10 domaines transmembranaires
• Site de liaison du Ca2+
• Site de liaison de l’ATP
1) liaison de l’ATP
2) Phospho
3) Changement de confo qui cause relâchement de Ca2+
4) liaison du Ca2+

Question 19

Qu’est-ce qu’un indicateur calcique?

Answer 19

• Fusion d’une GFP modifiée, la calmoduline et du peptide M13 (myosine light chain kinase)
• Liaison du Ca2+ → changement de conformation, permet à la GFP d’émettre de la fluorescence
Autres prot qui peuvent rég le Ca2+ de d’autres manières
le Ca2+ peut être storé en l’encageant, permet de rég le Ca2+ en faisant sorte qu’il est pas libre pcq c’est le Ca2+ libre qui est toxique

Question 20

Comment se fait la régulation du Cl-?

Answer 20

En fction de l’expression des échangeurs on a des changements des conc de Cl- int et extracell
si on perd KCC2 on fait juste rentrer du Cl- donc devient trop excitateur
Famille à 12 domaines transmembranaires
Interdépendance entre les différents échangeurs/transporteurs
• Interdépendance : les mêmes ions
sont utilisés par plusieurs
transporteurs/échangeurs/pompes
Gens épileptiques ont p-e moins de KCC2 donc sont plus excitables pcq peuvent pas être inhibés par le GABA
épilepsie part souvent de l’hippocampe pcq est toute pliée donc transmission élect est super facile (seuil sont faciles à êtres atteints)
Dans réseau neuronale de l’hippo ya bcp de neurones pyramidaux qu’ont des collatérales entre eux donc activation anarchique d’un neurone active bcp bcp d,autres par après
• Conséquences au-delà des
changements de gradients ioniques
(e.g. volume cellulaire)

Question 21

Comment se fait la régulation des H+?

Answer 21

Pleins d'échangeurs doivent garder pH stable pour assurer bon fctionnement
• Échangeurs Na+ /H+ (famille SLC9):
- Membranaires - pH intracellulaire
- Intracellulaires - pH des organelles
• 12 domaines transmembranaires

• Transporteurs HCO3
– (famille SLC4):
- dépendants du Na+
- indépendants du Na+
• 14 domaines transmembranaires

ATPase vacuolaire (V ATPase)

Question 22

Commet la V ATPase fctionne?

Answer 22

a) Entré d’un proton par l’hémi-canal côté cytoplasmique
b) Liaison du proton sur les résidus E (acide glutamique)
c) L’hydrolyse de l’ATP fait tourner l’anneau c-c’’. H+ déchargé par protonation d’un résidu R (arginine)
d) Sortie du proton côté intra-vésiculaire via l’hémi-canal

Dépendance inégale aux composantes chimique et électrique du gradient de protons
• Monoamines / Ach : pH
• Glutamate : électrique
• GABA : moins clair…

Question 23

Quelle est la structure de la V-ATPase?

Answer 23

• Chargée de l’acidification des organelles intracellulaires
14 sous-unités au total (certaines en plusieurs exemplaires)
Domaine V1 = hydrolyse de l’ATP
• Formé des sous-unités A-H
• A et B = sites d’hydrolyse
• C-H = « tige » ou « stalk » reliant V1 à V0
Domaine V0 = translocation des H+
• Formé des sous-unités a, d, e, c, c’ et c’’
• c-c’-c’’ forment un anneau
• À noter: les 2 hémi-canaux