Signalisation nerveuse et structure du système nerveux

Question 1

La force d’attraction électrique entre les charges positives et négatives … (augmente ou diminue) avec la quantité de charges et avec la diminution de la distance entre les charges.

Answer 1

La force d’attraction électrique entre les charges positives et négatives augmente avec la quantité de charges et avec la diminution de la distance entre les charges.

Question 2

Quelle est la formule de l’équation de Nerst ? Quelles sont les variables qui varient dans l’équation et celles qui ne varient pas ?

Answer 2

E(différence de potentiel) = RT/ZF ln X2/X1
avec X1 = concentration intracellulaire et X2 = extracellulaire
Beaucoup de variables de cette équation ne varient pas : R, T, F => on peut donc la simplifier.
Ce qui varie, c’est le rapport des concentrations entre le compartiment intracellulaire et le compartiment extracellulaire.
Ce potentiel d’équilibre est valable que si la membrane est perméabe à un et un seul électrolyte : la force générée par le gradient de concentration s’équilibre avec la force généré par la force électrique.

Question 3

Si on a un électloyte 10x plus concentré en intracellulaire qu’en extracellulaire et si la membrane est uniquement perméable à cet électrolyte, à un moment donné, la force générée par le gradient de concentration va s’égaliser à la force générée par le gradient électrique. On trouvera le potentiel d’équilibre, qui sera de …

Answer 3

Si on a un électloyte 10x plus concentré en intracellulaire qu’en extracellulaire et si la membrane est uniquement perméable à cet électrolyte, à un moment donné, la force générée par le gradient de concentration va s’égaliser à la force générée par le gradient électrique. On trouvera le potentiel d’équilibre, qui sera de -61mV.

Question 4

Si on a une différence de concentration de 1/100 : le logarythme du rapport sera … On aura une différence de potentiel au niveau de la membrane de … La différence de potentiel évolue en fonction de la différence de concentration. Plus la différence de concentration va être élevée et plus la différence de potetiel à l’équilibre va être importante.

Answer 4

Si on a une différence de concentration de 1/100 : le logarythme du rapport sera -2. On aura une différence de potentiel au niveau de la membrane de -122mV. La différence de potentiel évolue en fonction de la différence de concentration. Plus la différence de concentration va être élevée et plus la différence de potetiel à l’équilibre va être importante.

Question 5

De combien est le potentiel d’équilibre du potassium ?

Answer 5

Exemple concret du potentiel d’équilibre du potassium qui est de - 90mV. Si la membrane est perméable qu’au potassium, les différences de concentrations physiologiques (générées par les pompes potassium) génèrent une différence de concentration, provoquant une force électrique. Quand les deux gradients se mettent à l’équilibre, on trouve une différence de potentiel au niveau de la membrane de -90mV.

Question 6

Quel est le potentiel d’équilibre du sodium ? Pourquoi est t il positif ?

Answer 6

+ 60 mV
Car il est plus concentré en extracellulaire qu’en intracellulaire

Question 7

Le potentiel d’équilibre du potassium est positif ou négatif ?

Answer 7

négatif

Question 8

Quel est le potentiel membranaire de repos ?

Answer 8

Quand on mesure le potentiel membranaire de repos, il est de - 70mV. Il est donc relativement proche du potentiel d’équilibre du potassium.

Question 9

Vrai ou faux : Au repos, la membrane du neurone est peu perméable au potassium. La perméabilité au sodium va être plus importante que la perméabilité au potassium .

Answer 9

Faux ! Au repos, la membrane du neurone est peu perméable au sodium. La perméabilité au potassium va
être plus importante que la perméabilité au sodium.

Question 10

Vrai ou faux : dans l’équation de goldman (extension de l’équation de NERST) le chlore a une concentration intracellulaire au numérateur car il est chargé négativement.

Answer 10

vrai

Question 11

Quelle est la différence entre potentiel gradué et potentiel d’action ?

Answer 11

Potentiel gradué : modification passagère de la perméabilité membranaire, plus particulièrement aux ions sodium, à un endroit bien déterminé de la membrane, provoquant une dépolarisation.

• Site initial : les canaux sodium se sont ouverts, la perméabilité au sodium augmente => rapprochement vers le potentiel d‘équilibre du sodium ➔ dépolarisation.
• A proximité : les canaux ne sont pas ouverts mais les charges positives vont être attirées de part en part par les charges négative à l’intérieur de la cellule. Les charges positives en extracellulaire vont se décaler pour venir combler les charges positives qui sont rentrées => courants locaux dus à la mobilisation des électrolytes au niveau intracellulaire et extracellulaire.

Les potentiels gradués en fonction du temps (a) peuvent être dépolarisants ou hyperpolarisants
(b) peuvent être de taille différente : potentiel gradué faible ou plus important. Ce n’est pas un système de tout ou rien. (c) sont conduits de façon décrémentielle : s’atténue en fonction du temps

La perte de charges à travers la membrane plasmique diminue le courant local le long de la membrane quand on s’éloigne du site initial de dépolarisation.

Potentiel d’action :

Le potentiel d’action est un système de « tout-ou-rien ». Il ne peut pas y avoir des petits et grands potentiels d’action. Si le potentiel gradué dépasse un potentiel seuil, il provoque un cercle vicieux : l’ouverture rapide des canaux sodium provoque la dépolarisation membranaire et la dépolarisation membranaire va provoquer l’ouverture des canaux sodium. Il va y avoir une inversion de polarité jusqu’à ce que les canaux sodium soient inactivés.
En même temps, il va y avoir l’ouverture lente des canaux potassium qui vont conduire à ramener la différence de potentiel membranaire vers le potentiel d’équilibre du potassium. Les canaux potassium à fermeture lente, vont rester ouverts un petit temps, provoquant une phase d’hyperpolarisation.

Question 12

Vrai ou faux :
À l’état basal : canaux potassium partiellement ouverts et canaux sodium fermés.

Answer 12

vrai

Question 13

Vrai ou faux : En cas de potentiel : ouverture des canaux sodium puis ouverture des canaux potassium beaucoup plus tard, concomitamment à l’inactivation des canaux sodium. Les canaux potassium vont ensuite prendre du temps à se fermer, provoquant une hyperpolarisation.

Answer 13

Vrai !

Question 14

Vrai ou faux : l’inactivation des canaux potassiques voltage dépendant se fait de manière spontané

Answer 14

Faux ! L’inactivation se fait uniquement lorsque la membrane se repolarise

Question 15

Vrai ou faux : Les canaux sodium ont une ouverture et fermeture rapide et les potassium ouverture et fermeture lente

Answer 15

Vrai

Question 16

Refaites le shcéma p 76 avec le cercle vicieux du potentiel d’action

Question 17

Vrai ou faux : Si on augmente encore l’intensité du stimulus, le potentiel d’action ne sera pas pour autant plus élevé. Il n’est pas modulable comme le potentiel gradué.

Answer 17

Vrai

Question 18

Vrai ou faux : toutes les membranes dans notre corps ne sont pas capables de développer un potentiel d’action.

Answer 18

Vrai

Question 19

Qu’est ce que la rhéobase et la chronaxie ?

Answer 19

L’excitabilité membranaire dépend de :
- Rhéobase : l’intensité du stimulus qu’il faudrait appliquer à l’infini pour développer un potentiel d’action.
Pratiquement, on isole un neurone et on augmente progressivement le stimulus jusqu’au potentiel d’action, on connait alors la valeur de la rhéobase.
- Chronaxie : durée pendant laquelle il faut appliquer un stimulus qui correspond à 2x la rhéobase. On règle le
stimulateur sur 2x l’intensité de la rhéobase et on commence à allonger la durée du stimulus jusqu’à ce qu’on voit le potentiel d’action se développer. On connait alors la chronaxie.
 L’excitabilité membranaire augmente à mesure que la rhéobase et la chronaxie diminuent.

Question 20

vrai ou faux : L’excitabilité membranaire augmente à mesure que la rhéobase et la chronaxie diminuent.

Answer 20

vrai

Question 21

Différence entre les trois types de périodes réfractaires

Answer 21

• Période réfractaire absolue (ARP) : lorsque un potentiel d’action est généré, c’est la période durant laquelle le potentiel d’action dure et où il impossible de développer un autre PA.
• Période réfractaire relative (RRP) : elle est plus longue et représente le moment où l’excitabilité membranaire est diminuée suite au premier PA mais où elle retrouve progressivement sa valeur de base.
  Pendant cette période, le deuxième potentiel d’action devra donc être supérieur avec une intensité
  ou une durée plus grande.
• Période réfractaire fonctionnelle : elle couvre l’entièreté de la période réfractaire absolue et le début de la période réfractaire relative.

Question 22

Vrai ou faux : Période réfractaire relative : elle est évolutive. Il est plus facile de développer un PA à la fin de celle-ci qu’au début car il y a progressivement récupération de l’excitabilité.

Answer 22

vrai : Période réfractaire relative : elle est évolutive. Il est plus facile de développer un PA à la fin de celle-ci qu’au début car il y a progressivement récupération de l’excitabilité.

Question 23

comment se déroule la propagation du potentiel d’action le long de l’axone ?

Answer 23

La zone de dépolarisation initiale transmet le potentiel à la zone 2, puis la zone 2 fait de même vers la zone 3 (le courant ne peut aller que dans un sens car la zone 1 passe en période réfractaire lorsque la zone 2 se dépolarise)

Question 24

Vrai ou faux : le potentiel d’action chemine sur une membrane de façon uniforme

Answer 24

Faux ! Un potentiel d’action ne « chemine » pas sur une membrane. Ce sont des potentiels d’action qui se développent dans différentes régions. Ils sont saltatoires. Ils apparaissent à un endroit, disparaissent, se développent à un autre endroit et ainsi de suite. Ce n’est donc pas le même potentiel d’action qui se déplace tout le long de la membrane. Ils se redéveloppent car le potentiel d’action aura développé des courants locaux qui permettent une dépolarisation membranaire, développant un nouveau potentiel d’action si le seuil est dépassé.
Le potentiel d’action va dans un sens et ne retourne pas dans l’autre parce qu’il y a des périodes réfractaires absolues.

Question 25

Quel est l’intérêt des noeuds de Ranvier et de la gaine de myéline ?

Answer 25

Myélinisation et conduction saltatoire : les manchons de myéline qui protègent physiquement les neurones vont jouer un rôle important dans la vitesse de propagation de l’influx nerveux. Entre deux manchons, il y a un interstice (nœud de Ranvier). La membrane ne peut se dépolariser qu’à cet endroit. Le PA va générer des courant locaux et le PA suivant ne pourra se développer qu’au nœud de Ranvier suivant. L’influx nerveux va donc être véhiculé plus rapidement dans des neurones myélinisés.

Question 26

Trouvez un exemple de protéine réceptrice qui fait office de canal ionique (indice : sodium)

Answer 26

Ex : sodium (synapse) : l’acétylcholine est le premier messager. On trouve des récepteurs à l’acétylcholine sur la dendrite. Le récepteur va lier l’acétylcholine, ouvrant le canal. La concentration en sodium, plus élevée en extracellulaire, le sodium va entrer. On va amener des charges positives à l’intérieur de la cellule, ayant tendance à réduire voire inverser la différence de potentiel, pouvant conduire à la dépolarisation membranaire.