Système nerveux (cours 2) Flashcards
À quoi sert l’imperméabilité des membranes biologiques
- Permet d’isoler le milieu intracellulaire
- Rend nécessaire divers systèmes de transport actif (nécessitant de l’énergie – gradient ionique,
ATP) - Rend nécessaires certaines adaptations pour la communication entre cellules (jonctions serrées
par exemple - Permet la création d’un gradient ionique
Le gradient ionique est important pour
-La signalisation cellulaire (Ca2+)
* La régulation des échanges avec le milieu extracellulaire
* L’activité des cellules excitables (cellules musculaires, neurones)
Quels sont les mécanismes passifs (ne requérant pas d’énergie): diffusion (déplacement d’une molécule selon
son gradient)
Diffusion simple (passive): substances diffusant directement à travers la membrane
(molécules hydrophobes, gaz respiratoires)
Diffusion facilitée (passive): substances ne pouvant passer directement à travers la
membrane (glucides, acides aminés, ions)
Nécessitent l’aide de transporteurs, canaux protéiques
Régulé: expression du transporteur (GLUT), ouverture d’un canal ionique
Osmose: diffusion facilitée de l’eau selon son gradient (aquaporines)
Qu’est-ce que les bicouches lipidiques
Les bicouches lipidiques sont très perméables
aux gaz, à l’eau et aux molécules solubles
dans les lipides. Elles laissent également
plutôt bien passer les petites molécules
polaires dont l’eau. Elles sont en revanche
très imperméables aux ions.
Qu’est-ce que la diffusion passive et quel substance sort-elle
- Diffusion de substances qui passent
directement à travers la bicouche lipidique. - La diffusion se produit selon le gradient de
concentration. - De la concentration la plus élevée à la
concentration la plus faible. - Diffusion du K+ vers l’extérieur de la cellule.
Qu’est-ce que la diffusion facilitée et comment fonctionne-t-elle
Diffusion facilitée:
1) par transporteurs membranaires,
2) par canaux protéiques
Se font par l’intermédiaire de protéines
transmembranaires.
Permettent le mouvement d’ions et de petites
molécules polaires.- Ex.: glucose, acides aminés, Na+,
Ca2+, Cl−, …
Les canaux ioniques sont activés par quoi
- Voltage (dépolarisation)
- Ligand extracellulaire (neurotransmetteur)
- Ligand intracellulaire (nucléotides cycliques)
Quels sont les caractéristiques générales des transports actifs
- Nécessitent de l’énergie cellulaire.
- Se font par l’intermédiaire de transporteurs protéiques qui se combinent
spécifiquement et réversiblement avec les substances transportées. - Induisent le mouvement de solutés contre leur gradient de concentration.
Quels sont les 2 types de transport actif et les décrire
- Transport actif primaire: nécessite l’hydrolyse d’ATP comme source d’énergie
- Transport actif secondaire: dépend d’un gradient ionique créé par transport actif primaire
Qu’est-ce que la pompe K+/Na+ et comment foctionne-t-elle
*Na+ élevé dans le milieu extracellulaire, K+ élevé dans le cytoplasme
*Gradient nécessaire pour plusieurs activités cellulaires (excitation nerveuse et musculaire,
transport de molécules, équilibre hydrique)
*Gradient maintenu par la Pompe K+/Na+ grâce à l’hydrolyse de l’ATP comme source
d’énergie.
*Pompe le K+ vers le cytosol (intérieur) et le Na+ vers le liquide interstitiel (extérieur) contre
leur gradient respectif
Quelles sont les 6 étapes du fonctionnement de la pompe Na+/K+/ATPase (pompe à Na-K)
1) Le transporteur protéique, positionnée vers l’intérieur de la cellules, présente une forte affinité pour les ions Na+, avec trois de ces ions se liant au site Na+ de la protéine.
2) Le transporteur protéique effectue l’hydrolyse de l’ATP, entrainant la liaison d’un groupe phosphate à faible énergie.
3) En conséquence, le transporteur change de conformation et s’oriente vers l’extérieur de la membrane. L’affinité de la protéine pour le sodium diminue, entrainant la libération des trois ions Na+ du site de liaison.
4) Le changement de forme augmente l’affinité du transport pour les ions K+, et deux de ces ions se fixent à la protéine. Ensuite, le groupement phosphate à faible énergie se détache du transporteur.
5) Une fois que le groupe phosphate est éliminé et que les ions K+ sont fixés, la protéine transporteuse se repositionne vers l’intérieur de la cellule, celle-ci pompe 2 ions K+.
6) Le transporteur protéique a maintenant une affinité plus élevée pour les ions Na+ et le processus recommence.
_____de l’énergie utilisée par les neurones sert au fonctionnement des pompe Na+/K+/ATPase
Environ 70%
Le potentiel de repos de la membrane plasmique dépend de quoi
-Dépend de la différence de charge d’un côté à l’autre de la membrane: distribution asymétrique
des ions de part et d’autre de la membrane plasmique
* Toutes les cellules sont polarisées (-50 à -100 mV)
* Potentiel maintenu par l’action de la pompe K+/Na+
Pompe 3 Na+ pour 2 K+
Rôle majeur du K+:
Cytosol: K+ et anions protéiques
Milieu extracellulaire: Na+ et Cl-
K+ peut sortir de la cellule par canaux passifs
Rend l’intérieur de la membrane négatif
Diffusion arrête à l’équilibre (-90 mV)
Rôle du Na+:
Le Na+ entre dans la cellule selon son gradient
Diminue le potentiel de repos (-70 mV)
Membrane plus perméable au K+ que Na+
Définir le potentiel membranaire:
différence de charge entre les deux faces de la membrane plasmique
Le potentiel de repos est de combien
-70 mV (intérieur plus négatif que l’extérieur)
Qu’est-ce que la dépolarisation
la face interne de la membrane devient moins négative (comprend
également le passage à un mV positif)
Qu’est-ce que l’hyperpolarisation
la face interne de la membrane devient plus négative
Qu’est-ce que la conséquence de la dépolarisation sur les neurones
*Génération d’un potentiel gradué (dendrites, corps cellulaire)
*Génération d’un potentiel d’action (axone)
Qu’est-ce que la conséquence de la l’hyperpolarisation sur les neurones
inhibition de l’influx nerveux
Le potentiel de repos de la membrane plasmique est régulé par quoi
Régulé par l’ouverture de canaux ioniques ligand-dépendant ou voltage-dépendant
Quels sont les 2 modifications locales et de courte durée du potentiel membranaire
-Dépolarisation
* Hyperpolarisation
Pourquoi on dit potentiel gradué
parce que proportionnel à l’intensité du stimulus
Quels sont les deux potentiels gradués générsé suite à l’ouverture de canaux ioniques ligand-dépendants
- Potentiel récepteur (stimulus externe)
- Potentiel postsynaptique (neurotransmetteur)
Les potentiels gradués agissent sur ________
de courtes distances
Quelles sont les caractéristiques du potentiel d’action
- Produit seulement dans des membranes excitables - l’axone dans le cas des neurones
- Présente une brève inversion du potentiel membranaire (de -70 mV à +30 mV) - dépolarisation
- Ne diminue pas avec la distance
- Généré par l’ouverture de canaux ioniques voltage-dépendant.
La transition entre le potentiel gradué et le potentiel d’action se produit généralement au niveau du _______
cône d’implantation (zone gâchette).
Expliquer ceci: La génération d’un potentiel d’action dépend du seuil d’excitation
-Voltage à partir duquel la dépolarisation va se poursuivre d’elle-même
* Dépend de l’intensité des potentiels gradués qui sont générés dans les dendrites/corps
cellulaire
* Obéit à la loi du tout ou rien: un potentiel d’action a toujours la même valeur
indépendamment de la force du stimulus initial (potentiels gradués)
Quels sont les éléments importants pour le potentiel d’action (canaux(
1) Canaux Na+ V-dépendants
* Vanne d’activation activée par dépolarisation
* Vanne d’inactivation qui se ferme lorsque V > 0 mV
2) Canaux K+ V-dépendants
* Vanne d’activation qui s’ouvre lorsque V > 0 mV
Quels sont les 4 étapes du potentiel d’Action
1) État de repos: Aucun ion ne passe à travers les canaux voltage-dépendants
2) Dépolarisation: La dépolarisation est causée par la diffusion du Na+ vers l’intérieur de la cellule.
3) Repolarisation: causée par la diffusion du K+ vers l’extérieur de la cellule
4) L’hyperpolarisation: causée par la perte excessive de K+
Quels sont les points importants lors de la génération d’un potentiel d’action
- À partir du seuil d’excitation, la dépolarisation se poursuit par rétroactivation jusqu’à ce que
la vanne d’inactivation se ferme - À V>0 mV, l’entrée de Na+ diminue (entrée contre son gradient électrique), puis cesse
lorsque le canal ferme - L’ouverture des canaux K+ permet la repolarisation et mène à un hyperpolarisation
transitoire - L’équilibre ionique est rétabli par la pompe Na+/K
Qu’est-ce que la période réfractaire absolue
Couvre la durée d’ouverture des canaux Na+
Permet d’avoir des potentiels d’action distincts
- Impossible de générer nouveau potentiel d’action
Qu’est ce que la période réfractaire relative:
- Canaux Na+ fermés, la plupart sont revenus à leur position de repos
- Canaux K+ ouverts, seuil d’excitation très élevé
- Seul un stimulus intense peut générer un nouveau potentiel d’action
- Période permettant de coder l’intensité du stimulus (potentiels gradués)
Les courants locaux engendrés par la dépolarisation causent quoi
- La dépolarisation des régions adjacentes (ouverture de canaux NaV)
- La génération d’un potentiel d’action
La fermeture des canaux NaV prévient quoi
la propagation de l’influx vers son lieu d’origine
Une fois généré, un potentiel d’action se propage donc à vitesse ______ vers l’extrémité de
l’axone
constante
Comment sont les canaux dans la propagation continue vs saltatoire
Propagation continue: canaux distribués le long
de l’axone
Conduction saltatoire: regroupement de canaux aux noeuds de Ranvier
Comment fonctionnne le codage de l’intensité du stimulus
Les potentiels gradués sont proportionnels à l’intensité du stimulus, mais pas les potentiels
d’action
C’est la fréquence des potentiels d’action, et non leur intensité (qui ne varie pas), qui code
pour l’intensité du signal
La génération du potentiel gradué est stimulée par quoi
- stimulus sensoriel (exemple: photorécepteurs dans la rétine)
- stimulus chimique (neurotransmetteur)