Siganlisation Ionique I Flashcards
De quoi dépend les effets physiologiques que peuvent exercer des ions?
Leur concentration et leur charge
Que permettent les échanges d’ions entre la cellule et son environnement ?
Assure le maintien de l’osmolarité, soutient les voies de signalisation vitales et permet dans certains types cellulaires spécialisés la génération de courant ioniques pouvant se déplacer et stimuler la libération de neurotransmetteurs et d’hormones
Quelles sont les deux principales cibles de la pharmacopée actuellement?
1- GPCR
2- Canaux ioniques
On retrouve des canaux ioniques seulement à la surface de la membrane cellulaire? Vrai ou Faux.
Faux, on en retrouve aussi au niveau des organites
Quelles sont les caractéristiques de la membrane plasmique?
Il s’agit d’une bicouche lipidique semi-perméables composée de phospholipides amphipatiques. Elle se compose de lipides (40%) et de protéines (60%)
Quels sont les différents types de transport de solutés à travers la membranes plasmique ?
-Influx : vers l’intérieur de la cellule
-Efflux : vers l’extérieur de la cellule
-Diffusion simple : diffusion des gaz ou de très petites molécules perméables à travers la membrane selon leur gradient de concentration
-Diffusion facilitée ou transport passif : diffusion par un canal de molécules selon leur gradients de concentration
-Transport actif secondaire symport : On utilise le gradient de concentration d’une autre espèce pour traverser la membrane à l’aide d’un canal. Couplage d’une réaction énergétiquement défavorable à une réaction favorable.Les deux molécules voyagent dans le même sens
-Transport actif secondaire antiport : même chose que symport, couplage d’une réaction énergétiquement défavorable à une réaction favorable, mais les molécules voyagent dans le sens inverse
-Transport actif primaire : pompe ATP-dépendance, couplage d’une réaction énergétiquement défavorable à une réaction favorable
Quelles molécules font parties de l’intérieur de la cellule et contribue à sa charge négative?
- Protéines
- Acides aminés
- Phosphates (PO42-)
- Bicarbonate (HCO3-)
- Acides nucléiques
Qu’est-ce que l’électroneutralité?
Lorsque les concentrations intracellulaires ou extracellulaires positives sont égales à celles négatives
Où retrouve-t-on le plus de sodium et de potassium par rapport à une cellule?
Il y a plus de potassium dans la cellule et il y a plus de sodium à l’extérieur de la cellule
Quels sont les rôles des différents ions?
-Calcium (Ca2+): Signalisation, communication électrique, contractilité, fonction des organelles, modulation de l’activité de certains canaux ioniques
-Potassium (K+): Potentiel membranaire, communication électrique
-Sodium (Na+): Potentiel membranaire, communication électrique, transport secondaire
-Chlore (Cl-): Contrôle du volume cellulaire et de la sécrétion de fluides, rôle dans le potentiel d’action
- Cofacteurs enzymatiques: Mn2+, Mg2+, Fe2+/Fe3+, Cu2+, etc.
-H+: Processus digestifs, contrôle du pH, synthèse d’ATP, ligand de certains canaux
-HCO3-: Métabolisme, élimination du CO2, système tampon
-HPO42-: Signalisation, métabolisme, système tampon
Qu’est ce que le voltage?
Également appelé différence de potentiel électrique ou force électromotrice, est la différence d’énergie associée liée à des concentrations différentes d’un ion de part et d’autre d’une membrane plasmique. Cette énergie peut se dissiper suivant la diffusion de l’ion si le canal ionique approprié est ouvert
Qu’est-ce que le courant?
Il s’agit du flux de charges électriques passant par un point donné par unité de temps. Le courant a une direction.
À quoi correspond un courant + ?
Un efflux de change + ou influx de charge -
À quoi correspond un courant - ?
Un influx de charge + ou un efflux de charge -
À quoi correspond une dépolarisation? (Par rapport au voltage)
Un voltage intracellulaire plus positif
À quoi correspond une hyperpolarisation? (Par rapport au voltage)
Un voltage intracellulaire plus négatif
Quelle est la convention par rapport au courant?
Le courant est défini comme étant le déplacement des particules chargées positivement. Ainsi, les cations suivront le courant, alors que les anions iront en sens inverse
Par rapport au courant, à quoi correspond une dépolarisation?
Une entrée de charge positive ou une sortie de charge négative
Par rapport au courant, à quoi correspond une hyperpolarisation?
Une entrée de charge négative ou une sortie de charge positive
Par rapport au courant, à quoi correspond un influx?
Entrée des charges +
Par rapport au courant, à quoi correspond un efflux?
Une sortie de charge +
Qu’est-ce que la résistance?
Élément qui constitue une barrière au courant. Il s’agit de l’inverse de la conductance.
Qu’est-ce que la conductance?
Élément qui permet le passage du courant. Il s’agit de l’inverse de la résistance
Explique la relation courant-voltage.
Si le potientiel Vm négatif les cations vont vouloir entrer (courant négatif, entrant/inward)
Si potentiel Vm positif, les cations vont vouloir sortir (courant positif, sortant/outward)
Quels sont les deux paramètres qui régissent le déplacement des ions?
La concentration et la charge (gradient chimique et électrique)
À l’équilibre, le gradient chimique = gradient électrique
Que nous donne Veq?
La direction du courant d’un ion à un V donné
À quoi correspond le potentiel d’équilibre (Veq), aussi appelé potentiel de Nernst?
Il s’agit du voltage auquel le courant change de direction dans le canal. Cette valeur n’a pas de signification si on ne connaît pas la valeur du potentiel auquel la membrane se trouve au moment d’intérêt
Comment se calcule la force motrice de l’ion?
Force motrice de l’ion = Potentiel membranaire – Potentiel à l’équilibre de l’ion
Que nous indique la force motrice?
La force motrice donne la direction et la grandeur du courant ionique
Comment peut-on savoir si un ion entre ou sort de la cellule si on connaît FM et I?
FM et I positif: ion sort
FM et I négatif: ion entre
De quoi dépend le potentiel de repos?
• La perméabilité membranaire aux différents ions intracellulaires et extracellulaires
• La pompe Na+/K+ ATPase
De quoi tient compte l’équation de GHK?
1- Des ions majoritairement d’intérêt (NA+, K+ et Cl -)
2- De leur perméabilité relative
La cellule au repos présente une perméabilité plus élevée à quel ion?
K+
Quelles sont les caractéristiques de la pompe NA+/K+ ATPase?
- Elle fonctionne continuellement
- Beaucoup moins rapide qu’un canal(100 ions par secondes)
- Le gradient qu’elle forme est essentiel car il alimente des
potentiels d’actions ainsi que de nombreux transports
actifs secondaires incluant le transport d’acides aminés et
autres nutriments. - Est l’un des principaux consommateurs d’ATP de la cellule.
Quelles sont les caractéristiques des canaux ioniques?
• Permettent un grand flux d’ions (comparer à une pompe)
• Montrent une sélectivité aux ions
• Leur ouverture est contrôlée par différents mécanismes
• Ils peuvent être groupés en familles en fonction de leur structure et/ou leur sélectivité aux ions
• Plusieurs agents endogènes (extra- et intracellulaires) et exogènes peuvent moduler leur activité
• Ils ont des rôles si importants que plusieurs d’entre eux
sont connus pour être impliqués dans diverses maladies.
• Leur expression est grandement variable dans les tissus,
les cellules, et même dans des régions d’une même cellule
Quel sont les différent segments contenus dans un canal ionique?
- S4: segment sensible au voltage (+++, résidus chargés)
- S1-S3: forment les crevasses dans lesquelles S4 se meut
- P: P loop réentrante. Filtre de sélectivité
- S5,S6: délimitent le pore, aussi appelé gate ou porte d’activation
Comment le K+ se lient-ils au filtre de sélectivité dans un canal?
Il entre en coordination avec les oxygènes des groupe carbonyls du squelette peptidique
Pourquoi les canaux ont une plus grande perméabilité pour le K+?
Car le Na+ est plus petit que le K+ et ne parvient pas à établir des liens avec les groupes carbonyles d’un pore de canal potassique
Quels sont les différents mode de régulation de l’ouverture des canaux ioniques?
-Voltage-dépendants : Vm. On trouvera des domaines sensibles au voltage
-Ligand-dépendants : On retrouvera des domaines de liaison à des ligands. Peuvent être extracellulaire, intracellulaire et membranaire
-Mécano-dépendant : sensible à l’étirement des membranes
-Sensibles à la température
-Sensibles à la lumière : change de conformation quand elle accepte un photon. Continue le chromophore rétinal
Comment la porte d’activation (pore) s’ouvre-t-elle dans les canaux voltage-dépendant?
Le segment S4 est repoussé vers l’extérieur lors d’une dépolarisation ce qui permet une ouverture du pore
Quelles sont les différentes méthodes utilisées pour la découverte du médicament?
1- Essais de liaison de ligands
2- Essais basés sur la fluorescence
3- Essais basés sur le flux d’électrons
4- Électrophysiologie
5- Électrophysiologie automatisée
Donne une descriptions des essais de liaison de ligand.
- Très utilisés pour le criblage de modulateurs de canaux
- liaison seulement
- Nécessitent la connaissance de sites de liaison et la formation de ligands radio-marqués spécifiques
- L’activité d’un ligand à tester est indiquée par le déplacement du radio-ligand
**Test du canal hERG
Donne un description des essais basés sur la fluorescence
- Ne mesurent pas le courant ionique directement
- Mesurent les variations en fluorescence qui peuvent dépendre du potentiel membranaire ou de la concentration en ions
- Utilisation du FRET
Décrit les essais basés sur le flux d’ions
- Permettent de mesurer un changement d’activité
- Utilisation de traceurs radioactifs
- Utilisation de plusieurs isotopes pour les canaux permettant le passage de plusieurs ions différents
Comment fonctionne une expérience de maintien du voltage?
On fixe Vm à une nouvelle valeur (on clampe) et on mesure ensuite le courant requis pour maintenir Vm à cette nouvelle valeur.
En électrophysiologie, qu’Est-ce qui nous permet d’inhiber certains courant spécifique de notre graphie?
Des toxines
Qu’est-ce que l’électrophysiologie automatisée?
Il s’agit de la technique de patch clamp considérablement réduite en taille afin d’augmenter les capacités de criblage
Quelle type de molécules bloquent la douleur via l’inhibition non-sélectives des canaux NAv?
Les anesthésiques comme la lidocaine
Quels sont les trois sites de liaisons aux drogues offrent le plus grand potentiel de découverte et d’optimisation d’inhibiteurs du Nav1.7, avec une sélectivité moléculaire plus grande que celle des autres Nav?
1- Le vestibule extracellulaire du pore
2- Les boucles extracellulaires du domaine senseur du voltage II
3- Les boucles extracellulaires du domaine senseur du voltage IV
