UA 2 Flashcards
Nommez deux facteurs qui contribuent à la génération du potentiel de repos des neurones.
Différence dans la composition ionique des milieux intra et extracellulaire
La perméabilité de la membrane à ces ions.
Quels sont les deux principaux ions qui déterminent le potentiel membranaire de repos?
L’ion sodium (Na+) et l’ion potassium (K+)
a) Quelle équation mathématique permet de calculer le potentiel membranaire de repos?
b) De quoi dépend-t-elle?
a) L’équation de Goldmann qui est une extension de l’équation de Nernst (E=60 log Co/Ci)
b) Elle dépend de la concentration de part et d’autre de la membrane de tous les ions et de la perméabilité de la membrane à ces différents ions.
Pour quel ion la membrane est-elle la plus perméable? Expliquez.
L’ion K+
Puisque le potentiel de repos est près du potentiel d’équilibre de l’ion K+ (-89mV). Au repos, il y a de 50 à 70 fois plus de canaux potassiques (canaux potassiques de fuite) ouverts que de canaux sodiques. Donc, au repos, la membrane plasmique est plus perméable aux ions K+ qu’elle ne l’est aux ions Na+. C’est la sortie du potassium qui est l’élément principal responsable du potentiel de repos.
Aussi, la pompe Na+/K+-ATPase ou pompe électrogénique participe au potentiel d’équilibre négatif (-70 mV) car pour 3 Na+ qui sortent seulement 2 K+ entrent, ce qui introduit une résultante négative de charges.
Définissez ce qu’est le potentiel d’équilibre d’un ion.
C’est le potentiel électrique nécessaire pour balancer le gradient chimique causé par la différence de concentration des ions de part et d’autre de la membrane lorsque celle-ci n’est perméable qu’à cet ion.
a) Donnez l’équation qui permet de calculer le potentiel d’équilibre d’un ion.
b) Comment la nomme-t-on?
a) Eion = 60 log concentration extracellulaire (Co) /concentration intracellulaire (Ci).
b) Équation de Nernst.
Selon l’équation de Nernst les potentiels des ions A, B, et C sont, +31,4 ; +13,3 et -81,7, respectivement. Parmi ces ions, lequel aura le potentiel d’équilibre le plus élevé?
L’ion C.
La différence de concentration de part et d’autre de la membrane pour cet ion est plus élevée que les deux autres (peut importe le sens du gradient). Il faudra un potentiel électrique plus élevé pour balancer le gradient chimique de cet ion.
Définissez dans vos termes ce qu’est:
-un gradient chimique:
-un gradient électrique:
- C’est un gradient qui implique une diffusion de molécules du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré.
- C’est un gradient qui implique un mouvement de charges positives vers des charges négatives.
Quel nom unique donne-t-on à un gradient ionique? Expliquez.
Un gradient électrochimique. L’ion diffusera selon son gradient de concentration en plus de son gradient électrique.
Le potentiel de repos est près du potentiel d’équilibre du potassium. Pourtant, en observant l’image il serait tentant de prioriser l’influence de l’ion sodique pour établir le potentiel de repos. Dites pour quelle raison?
Puisqu’il y a deux forces (électrique et chimique) qui incitent les ions Na+ à entrer dans la cellule, on s’attendrait à un potentiel de repos se rapprochant du potentiel d’équilibre du sodium. Ce n’est pas le cas, car pour un gradient de concentration donné, plus la membrane est perméable à un ion, plus grande sera la contribution de cet ion dans le niveau du potentiel membranaire. Au repos, les membranes sont fortement perméables au potassium, mais pas au sodium.
Quel facteur limite l’ion sodium à influencer le potentiel de repos?
Au repos, la membrane est très peu perméable à cet ion.
Comment expliquez-vous que le potentiel de repos ne soit pas exactement le même que le potentiel d’équilibre du potassium (-70 mV vs -89 mV)?
La membrane laisse diffuser quelques ions Na+ passivement vers l’intérieur de la cellule, ce qui rend moins négatif le potentiel membranaire au repos par rapport au potentiel d’équilibre du K+.
a) Si les ions potassiques sortaient continuellement vers l’extérieur (en suivant leur gradient de concentration) et que les ions sodium continuaient à entrer, que risquerait-il d’arriver?
b) Étant donné que ce phénomène n’a pas lieu, nommez et décrivez le mécanisme qui permet de préserver le potentiel de repos à –70 mV.
a) Il y aurait une diminution du gradient de concentration pour ces ions (et donc une perte de gradient électrique et du potentiel de repos).
b) La pompe Na+/K+ ATPase: elle pompe 2 ions K+ vers l’intérieur de la cellule contre 3 ions Na+ vers l’extérieur de la cellule.
Une modification du potentiel membranaire de repos peut être causée par tous les facteurs qui changent soit :…
La concentration ionique des milieux intra- et extra-cellulaire ou les facteurs qui changent la perméabilité de la membrane à n’importe quel ion.
Quelle est la fonction des modifications du potentiel membranaire de repos?
Les modifications engendrent des signaux électriques qui permettent aux cellules nerveuses de communiquer. C’est de cette façon que ces cellules génèrent et transmettent l’information.
Nommez et définissez les deux types de signaux engendrés par une modification du potentiel membranaire.
a) Potentiel gradué: modification locale du potentiel membranaire d’amplitude et de durée variables qui parcourt une courte distance, sans seuil ni période réfractaire avec perte décrémentielle. Peut être bidirectionnel (sens de la propagation et direction du courant).
b) Potentiel d’action: modification locale en tout ou rien du potentiel membranaire d’amplitude constante et de courte durée qui peut parcourir de longue distance. Le potentiel membranaire doit atteindre un certain seuil avant que le potentiel d’action ne se déclenche. Il y a une période réfractaire. Son intensité ne diminue pas avec la distance (sans décrément) et est unidirectionnel.
Le potentiel gradué, de part sa nature locale et sa faible intensité, ne peut véhiculer une variation du potentiel membranaire sur de longues distances. Cependant, ce type de potentiel peut jouer un rôle important dans la sensibilité de certains neurones. Comment?
Un potentiel gradué peut s’additionner à un autre par un phénomène appelé «sommation». Le potentiel résultant aura un effet accentué par rapport aux potentiels gradués pris isolément.
Définir la dépolarisation:
Augmentation du potentiel membranaire causée par une entrée de charges positives (le potentiel membranaire devient moins négatif que le potentiel de repos et se rapproche de 0).
Définir l’hyperpolarisation:
Diminution du potentiel membranaire causée par une sortie d’ions positifs ou une entrée d’ions négatifs. Le potentiel membranaire devient plus négatif que le potentiel de repos.
Décrivez le mécanisme d’action d’un potentiel gradué dépolarisant. Vous devez spécifier les types d’ions impliqués dans le processus ainsi que leur déplacement latéral de part et d’autre de la membrane.
Les ions Na+ entrent dans la cellule et dépolarisent localement la membrane à partir du site générateur. À l’intérieur de la cellule, il y a un déplacement des charges positives (principalement les ions K+) vers les charges négatives adjacentes.
En partant du site de dépolarisation, décrivez le mécanisme qui mène à la réduction du courant pour cet ion en fonction de la distance parcourue.
La dépolarisation a mené à un déplacement de charges positives des ions K+ vers les régions adjacentes au site de dépolarisation. La membrane étant très perméable aux ions K+, ceux-ci sortent vers l’extérieur en suivant leur gradient de concentration. Ceci contribue à rendre l’intérieur de la cellule plus négatif et au retour au potentiel de repos.
Les potentiels gradués se manifestent chez la plupart des cellules de l’organisme. Ce sont des signaux électriques qui parcourent de très courtes distances. Or, le système nerveux ayant pour fonction de transmettre l’information à partir des cellules de la périphérie jusqu’au cerveau et vice-versa, le signal électrique doit parcourir de longues distances. Pour se faire, les cellules nerveuses génèrent des _________
Potentiels d’action
Quel autre nom attribue-t-on aux potentiels d’action?
Des influx nerveux
Quelle est la caractéristique spécifique aux cellules nerveuses qui leur permettent de générer des potentiels d’action.
Elles sont excitables.
Les cellules nerveuses sont pourvues d’un type de canaux ioniques particuliers qui est absent de la plupart des autres cellules de l’organisme dites non excitables et qui permet la propagation du potentiel d’action.
a) Nommez-les.
b) À quel endroit sur le neurone les retrouve-t-on en grand nombre?
c) Décrivez leur mécanisme d’activation.
d) Nommez le mécanisme d’activation de ces canaux?
e) Lorsque la membrane est dépolarisée à un certain niveau, que se passe-t-il?
a) Canaux sodiques voltage-dépendants
b) Au cône d’implantation, à la base de l’axone.
c) Une dépolarisation membranaire cause un changement de conformation du canal et il s’ouvre laissant passer les ions Na+. L’entrée de sodium cause une dépolarisation subséquente de la membrane ce qui provoque l’ouverture d’autres canaux sodiques voltage-dépendants dans une sorte de cascade amplificatrice.
d) Ils s’activent par une rétroaction positive.
e) Il y a déclenchement d’un potentiel d’action.
Relevez la principale différence moléculaire entre ces deux types de canaux
Sodiques voltages-dépendants
Potassiques voltages-dépendants
Les canaux Na+ arborent une porte d’inactivation qui est absente chez les canaux potassiques.
Décrivez l’état d’activation et d’inactivation des canaux sodiques et potassiques en spécifiant le mouvement des charges pour chacun des numéros identifiés à la Figure 5.
1: Les canaux Na+ et K+ voltage-dépendants sont fermés.
2: Les canaux sodiques ligand-dépendants s’ouvrent et laissent entrer des ions Na+ dans la cellule. Lorsque la quantité d’ions sodium ayant traversée la membrane est suffisante, la dépolarisation atteint le niveau seuil (pas représenté dans l’animation).
3: Une grande quantité de canaux Na+ voltage-dépendants s’ouvrent alors brutalement. Cette entrée entraîne une activation subséquente d’autres canaux sodiques voltage-dépendants par rétrocontrôle positif (réaction en chaîne). Les canaux potassiques sont activés, mais s’ouvrent très lentement.
4: Lorsque le pic de dépolarisation est atteint, les canaux sodiques sont abruptement inactivés par la porte d’inactivation qui bloque le canal et empêchent l’entrée de Na+. Les canaux potassiques sont maintenant ouverts et permettent le passage des ions K+ hors de la cellule.
5: Les canaux potassiques sont ouverts et laissent sortir de grande quantité de K+. Les canaux sodiques sont toujours inactivés. La membrane se re-polarise.
6: Comme la fermeture des canaux potassiques est lente et laissent sortir encore des ions K+ hors de la cellule jusqu’au retour du potentiel de repos, le potentiel membranaire se retrouve momentanément sous le potentiel de repos. Il y a hyperpolarisation. Les canaux sodiques sont maintenant fermés (ne sont plus inactivés).
7: Lorsque tous les canaux voltage-dépendants (Na+ et K+) se referment le potentiel membranaire retourne à son état initial de repos. N.B. les canaux de fuite (non voltage-dépendants) demeurent actifs.
Quel est le mécanisme d’inactivation du Canal sodique voltage-dépendant:
Le canal est bloqué par la porte d’inactivation. Cette porte est en fait un segment protéique qui vient obstruer le canal lorsque le potentiel membranaire est fortement positif.
Quel est le mécanisme d’inactivation du Canal potassique voltage-dépendant:
Le canal se ferme graduellement par rétrocontrôle négatif (Plus l’intérieur de la cellule devient négatif, plus nombreux sont les canaux potassiques qui se ferment).
Un seul potentiel d’action ne suffit pas à la communication nerveuse. C’est le nombre de potentiels d’action par unité de temps (fréquence) ainsi que leur intégration par le neurone post-synaptique qui déterminera la nature de la communication entre les neurones.
Vrai
a) La période réfractaire relative est influencée par l’état d’activation des canaux sodiques voltage-dépendants. Quel autre facteur diminue la possibilité d’engendrer un potentiel d’action durant cette période?
b) Quelle est la condition pour engendrer un potentiel d’action durant cette période?
a) La fermeture lente des canaux potassiques cause la sortie de potassium et rend l’intérieur de la cellule plus négatif que le potentiel de repos (hyperpolarisation). La cellule est alors plus difficilement excitable.
b) Le stimulus électrique doit être plus intense pour atteindre le seuil d’excitabilité (ou potentiel seuil).
Quelles sont les fonctions de la période réfractaire?
- Permet de limiter le nombre de potentiel d’action qu’une membrane excitable peut produire à un moment donné (absolue et relative).
- Contribue à séparer temporellement les potentiels d’action (absolue et relative).
- Elle détermine le sens de la propagation de l’influx nerveux, i.e. du cône d’implantation jusqu’aux boutons axonaux ou terminaux (absolue seulement).
Décrivez l’itinéraire de la propagation des potentiels d’action. Vous devez spécifier les sites de départ de la propagation et de fin du potentiel d’action.
Il naît au cône d’implantation du neurone, voyage le long de l’axone et se termine au niveau des terminaisons nerveuses.
Relevez la différence entre la direction de la propagation des potentiels d’action et celle des potentiels gradués.
Le sens de propagation des potentiels d’actions est unidirectionnel, tandis que celui des potentiels gradués est bidirectionnel.
Quelle serait la conséquence s’il n’y avait pas de période réfractaire absolue?
Il n’y aurait pas de sens privilégié pour la propagation de l’influx nerveux. Le potentiel d’action doit se rendre jusqu’aux boutons terminaux pour stimuler la libération de neurotransmetteur.
Nommez les deux facteurs qui influencent la vitesse de propagation du potentiel d’action.
La présence de gaines de myéline le long de l’axone
Le diamètre de l’axone.
Comment nomme-t-on la propagation du potentiel d’action le long d’un axone myélinisé?
Conduction saltatoire.
Expliquez comment l’influx nerveux se propage le long du neurone pour les deux types de cellules?
- Neurone non-myélinisé: - Neurone myélinisé:
- Neurone non-myélinisé: l’influx se propage en causant une dépolarisation unidirectionnelle d’une région avoisinante à une autre.
- Neurone myélinisé: l’influx se propage en causant une dépolarisation unidirectionnelle, de façon saltatoire, par saut, d’un nœud de Ranvier à un autre.
Lequel de ces deux neurones (diamètre différent) conduira le plus rapidement l’influx nerveux? Expliquez votre réponse.
Celui avec le diamètre plus grand. Un diamètre élevé favorise le déplacement des charges (offre moins de résistance aux courants locaux). La quantité d’ions qui se déplacent en un temps donné est plus importante. Le potentiel seuil est atteint plus rapidement dans les régions adjacentes de la membrane.
a) Lorsque le corps développe des anticorps contre sa propre myéline, quelle maladie risque-t-il de développer?
b) Expliquez l’absence et la réapparition des symptômes de cette maladie.
La sclérose en plaque. On parle alors d’une maladie auto-immune.
Étant donné que l’axone reste intact, le corps compense l’absence de la myéline en augmentant le nombre de canaux sodiques voltage-dépendants des neurones devenus amyélinisés pendant un certain temps. Ce qui explique l’absence et la réapparition des symptômes de cette maladie.
Le poisson FUGU contient une toxine (tétrodotoxine) qui bloque les canaux sodiques voltage-dépendants. Expliquez comment cette toxine peut être létale lorsqu’elle est ingérée.
Elle bloque la transmission nerveuse de façon générale. Elle bloque la propagation des influx nerveux. La mort résulte généralement d’une paralysie musculaire au niveau respiratoire.
Quel type de médicaments bloque les canaux sodiques voltage-dépendants et donc empêche le déclenchement des potentiels d’action?
Les anesthésiques locaux comme la procaïne et la lidocaïne. Sans les potentiels d’action déclenchés par les stimuli douloureux le cerveau ne peut donc plus percevoir la douleur.
Quelle est la fonction d’une synapse?
La synapse permet la transmission d’information d’un neurone à un autre neurone ou d’un neurone à une cellule effectrice.
Pour chacune d’elles, décrivez brièvement leur mécanisme de la transmission nerveuse.
a) Synapse électrique: b) Synapse chimique:
a) Elle transmet directement l’influx électrique d’un neurone à l’autre par le passage direct d’ions du neurone pré-synaptique au neurone post-synaptique via des canaux protéiques perméables à ces ions.
b) elle transforme d’abord le message électrique en message chimique. Ce dernier est ensuite reconverti en message électrique par le neurone post-synaptique.
En vous référant à la figure précédente, répondez aux questions suivantes qui concernent la synapse électrique:
a) Quelle composante permet le passage direct du courant d’une cellule à l’autre?
b) Décrivez la fonction de cette synapse:
c) Quel est le sens de la transmission de l’information?
a) Ce sont des canaux ioniques formés de protéines appelées connexines faisant partie intégrante des jonctions communicantes.
b) Permet le passage direct et rapide de l’influx nerveux. Elle permet de synchroniser l’activité électrique de plusieurs neurones voisins.
c) Il n’y a pas de sens privilégié, il peut être dans un sens ou dans l’autre (bidirectionnel).
Dites quelle est la fonction des structures:
a) Neurotransmetteur
b) Vésicule synaptique
c) Fente synaptique
a) transmettre l’information nerveuse d’un neurone à l’autre
b) emmagasiner le neurotransmetteur
c) Lieu de libération du neurotransmetteur. Empêche la propagation directe du courant entre les neurones pré- et post-synaptiques. (Dissipation des charges électriques).
Je suis une zone spécialisée de la membrane plasmique d’un neurone, riche en protéine, recevant l’information nerveuse?
La densité post-synaptique
Quel type de canal retrouve-t-on à l’étape #5?
Liaison du neurotransmetteur au récepteur de la membrane du neurone post-synaptique.
Canal sodique ligand-dépendant
Quel est le rôle du calcium au niveau de la structure des Protéines SNARE (ou d’arrimage)?
Se fixe sur la synaptotagmine et déclenche ainsi la fusion de la membrane vésiculaire avec la membrane plasmique (favorise donc la libération du neurotransmetteur).
Quel est le mode de transport impliqué dans la libération du contenu des vésicules synaptiques?
L’exocytose
Qu’advient-il du neurotransmetteur par la suite?
Élimination (ou l’inactivation) du neurotransmetteur hors de la fente synaptique.
Nommez les deux mécanismes responsables de l’élimination du neurotransmetteur de la fente synaptique.
Il y a recapture par la terminaison pré-synaptique via un transporteur membranaire et/ou dégradation enzymatique.
Cette image veut rendre compte qu’un neurone peut recevoir plus d’une synapse à la fois, c’est à dire qu’il y a une ________ des influx nerveux. De plus, un neurone peut faire une synapse avec plusieurs neurones à la fois: on parle alors de _______ des influx nerveux.
Convergence (réseau b)
Divergence (réseau a)
Que sont les potentiels post-synaptiques?
Ce sont des potentiels gradués
Définissez les acronymes suivants et décrivez leur fonction:
PPSE
PPSI
-PPSE:
Potentiel post-synaptique excitateur. Il cause une dépolarisation transitoire de la membrane post-synaptique suite à la liaison d’un neurotransmetteur libéré par un neurone pré-synaptique à son récepteur spécifique. C’est un potentiel gradué qui tend à favoriser l’atteinte du seuil de déclenchement d’un potentiel d’action.
-PPSI:
Potentiel post-synaptique inhibiteur. Il engendre une hyperpolarisation transitoire de la membrane post-synaptique suite à la liaison d’un neurotransmetteur à son récepteur spécifique. Il tend à éloigner le potentiel membranaire du seuil de déclenchement du potentiel d’action
Qu’est-ce qui génère:
a) un PPSE?
b) un PPSI?
a) L’entrée d’ions Na+ génère des PPSE.
b) L’entrée d’ions Cl- ou la sortie d’ions K+ génère des PPSI.
Pour quelle raison n’y a-t-il pas de déclenchement de potentiel d’action au niveau des dendrites ou encore au niveau du corps cellulaire?
Parce qu’à ce niveau, il n’y a pas (ou il y a peu) de canaux sodiques voltage-dépendants mais seulement des canaux ligand-dépendants.
Nommez l’endroit du neurone qui est responsable du déclenchement des potentiels d’action en spécifiant ce qui le caractérise des autres régions du neurone.
Le segment initial ou cône d’implantation qui est riche en canaux sodiques voltage-dépendants
Pourquoi l’entrée d’ions Cl- ou l’augmentation de la perméabilité aux ions K+ génère-t-elle un PPSI plutôt qu’un PPSE?
Parce que l’entrée de chlore (ion négatif) ou la sortie de potassium (potentiel d’équilibre plus négatif que le potentiel de repos) tire le potentiel membranaire vers le bas et défavorise ainsi l’atteinte du potentiel seuil.
L’activité d’un neurone peut être altérée par plusieurs synapses provenant de différents neurones. La membrane du neurone post-synaptique peut ainsi contenir plusieurs types de récepteurs transmembranaires. Lorsqu’ils sont activés par la liaison de leur neurotransmetteur spécifique, ils génèrent chacun un PPSE ou un PPSI. Le neurone post-synaptique intègre cette information et transmet ensuite le résultat de cette intégration au neurone suivant (où à une cellule effectrice).
Vrai
Relevez la différence entre ces deux mécanismes de sommation spatiale et temporelle.
- > La sommation spatiale représente l’addition des PPSE générés simultanément par différents contacts synaptiques sur une même dendrite, ou corps cellulaire.
- > La sommation temporelle représente l’addition des PPSE générés au niveau d’une synapse mais de façon répétitive et rapide.
La complexité de la transmission synaptique ne s’arrête pas à l’intégration des PPSE et PPSI du neurone post-synpatique. En fait, la force de la transmission synaptique peut être régulée aussi au niveau du _______
Neurone pré-synaptique
Réponse neuronale de: Inhibition de l’enzyme de dégradation post-synaptique
Augmentation
Réponse neuronale de: Inhibition de l’enzyme de synthèse du neurotransmetteur
Diminution
Réponse neuronale de: Inhibition de la re-capture
Augmentation
Réponse neuronale de: Facilitation de la libération du neurotransmetteur
Augmentation
Réponse neuronale de: Blocage des récepteurs postsynaptiques
Diminution
a) Comment nomme-t-on les médicaments qui bloquent un récepteur sans l’activer?
b) Un médicament qui mime l’effet du neurotransmetteur naturel?
a) Un antagoniste
b) Un agoniste
Nommez une toxine qui dégrade des protéines SNARE pré-synaptiques.
Toxines du tétanos
Une infection causée par la toxine du tétanos mène à une augmentation de la contraction musculaire (qui est un indice de la stimulation neuronale). Cette toxine agit-elle sur des neurones inhibiteurs ou excitateurs. Expliquez.
Inhibiteurs. Cette toxine diminue la libération de neurotransmetteur. Si la réponse est une augmentation de la contraction, le neurotransmetteur visé était alors inhibiteur de la contraction nerveuse (synapse inhibitrice libérant de la glycine). Il y a trop de neurotransmetteur excitateur et le muscle devient tétanisé.
Les neurotransmetteurs sont des molécules qui agissent comme traversiers et assurent ainsi le …
Transfert de l’information d’un neurone à un autre
Relâchés dans la fente synaptique, les neurotransmetteurs vont interagir avec leurs récepteurs _____.
Spécifiques
Certains neurotransmetteurs vont faciliter la propagation de l’influx nerveux, on les dit_______, alors que d’autres vont diminuer la probabilité que le neurone suivant envoie un influx; ils sont dits________.
excitateurs
inhibiteurs
Premier neurotransmetteur à être identifié par un biologiste Allemand, M. Otto Loewi en 1921
L’acétylcholine
Quels sont les critères pour qu’une molécule soit considérée comme un neurotransmetteur?
a) Elle doit être produite à l’intérieur du neurone
b) Elle doit se retrouver au niveau des boutons terminaux
c) Elle doit être relâchée suite à l’arrivée d’un potentiel d’action
d) Elle doit produire un effet post-synaptique (donc avoir des récepteurs spécifiques)
e) Elle doit posséder un système d’inactivation rapide (recapture ou dégradation enzymatique)
f) L’application expérimentale sur un neurone post-synaptique doit avoir le même effet que lorsqu’elle est relâchée par un neurone.
Comment nomme-t-on les autres molécules qui participent à la neurotransmission?
Des neuromodulateurs
Neurotransmetteurs des : Acides aminés ou dérivés d’acides aminés
Aspartate (Asp), GABA, glutamate (Glu), glycine
Neurotransmetteurs des: Amines biogènes
Adrénaline (A), dopamine (DA), noradrénaline (NA), sérotonine (5-HT), histamine
Neurotransmetteurs des: Gaz
Monoxyde d’azote (NO), monoxyde de carbone (CO)
Neurotransmetteurs des: Neuropeptides
Cholécystokinine, dynorphines, endorphines,
enképhalines, neurokinines, somatostatine,
tachykinines (substance P).
Neurotransmetteurs des: Purines
Adénine, ATP
Quels neurotransmetteurs ou neuromodulateurs constituent:
a) les catécholamines?
b) les opioïdes endogènes?
a) La dopamine (DA), la noradrénaline (NA) et l’adrénaline (A)
b) Les endorphines, enképhalines et dynorphines
Parmi les acides aminés qui agissent comme neurotransmetteurs, lesquels jouent un rôle:
a) Excitateurs?
b) Inhibiteurs?
a) Le glutamate et l’aspartate
b) Le GABA et la glycine.
Certains neurotransmetteurs sont associés avec des voies de neurotransmission dites diffuses tels que:
La sérotonine, la noradrénaline et de la sérotonine.
Les principaux noyaux qui produisent (synthétisent) les monoamines ainsi que l’acétylcholine se trouvent
Au niveau du tronc cérébral et du mésencéphale.
Tous les neurotransmetteurs classiques du cerveau sont synthétisés localement par une cascade enzymatique. Après leur synthèse, ils sont emmagasinés dans des _________. Lors de l’arrivée d’un influx nerveux, ils sont libérés dans la _________ où ils agissent en se liant à leurs récepteurs spécifiques localisés sur la membrane post-synaptique. Après leur action, ils sont rapidement inactivés par recapture via un________ situé sur la membrane pré-synaptique de la terminaison nerveuse, et/ou dégradés par des enzymes.
1- vésicules (vésicules synaptiques)
2- fente synaptique
3- transporteur
Parmi ces molécules, lesquelles sont les plus abondantes dans le cerveau?
La dopamine et la noradrénaline
Nommez le précurseur commun des catécholamines.
La L-DOPA
Quel acide aminé est primordial pour la synthèse de la dopamine?
La tyrosine
Quel acide aminé est primordial pour la synthèse de la sérotonine?
Le tryptophane
Quel acide aminé est primordial pour la synthèse de la noradrénaline?
La tyrosine
Quel acide aminé est primordial pour la synthèse du GABA?
Le glutamate ou glutamine
Décrivez le mécanisme de la synthèse des neuropeptides.
Les neuropeptides sont produits à partir de précurseurs plus volumineux en terme de structure et sont synthétisés dans le corps cellulaire. Ces précurseurs sont ensuite emmagasinés dans des vésicules de transport qui gagnent les boutons terminaux via un système de transport axonal. Dans les boutons terminaux, le précurseur est clivé par des peptidases spécifiques pour produire le neuropeptide. Ce dernier est généralement emmagasiné simultanément avec un autre neurotransmetteur classique dans des vésicules synaptiques.
Les neurotransmetteurs sont en mesure d’activer deux types de récepteurs membranaires.
a) Lesquels?
b) Quel type de réponses membranaires ces récepteurs induisent-ils?
a) Des récepteurs ionotropes (récepteurs-canaux, ou couplés à des canaux ioniques) et des récepteurs métabotropes (récepteurs à 7 passages transmembranaires couplés à une protéine G (RCPG)).
b) Les récepteurs ionotropes induisent une réponse membranaire directe générant des potentiels post-synaptiques excitateurs ou inhibiteurs rapides tandis que les récepteurs métabotropes modifient la physiologie du neurone post-synaptique en modifiant des cascades d’événements intracellulaires (seconds messagers) et modulent ainsi la neurotransmission plus lentement et de façon indirecte.
L’acétylcholine est l’un des neurotransmetteurs qui peut activer ces deux types de récepteurs, soit un récepteur canal (ionotrope) ou un RCPG (métabotrope).
a) Nommez-les et décrivez leur mécanisme d’action.
-Récepteurs-canaux:
Les récepteurs nicotiniques: lorsque l’acétylcholine se lie à ce récepteur, le récepteur canal s’ouvre et laisse entrée des ions sodiques et sortir des ions potassiques. Ceci mène à une dépolarisation membranaire rapide et transitoire.
-RCPG:
Les récepteurs muscariniques: une fois activé, ce récepteur mène à l’activation d’une protéine G (Gi ou Gq, selon le sous-type du récepteur).
Hormis le cerveau, où retrouve-t-on ces deux types de récepteurs (Nicotiniques et Muscariniques) ?
Les récepteurs nicotiniques sont nombreux à la jonction neuromusculaire et au niveau des muscles squelettiques.
Les récepteurs muscariniques sont nombreux au niveau des glandes ou des organes comme le cœur.
Nommez les deux principaux récepteurs ionotropes du glutamate et indiquez de quelle façon ces récepteurs modulent la neurotransmission (types de canal):
Le récepteur N-Méthyl-D-Aspartate (NMDA); c’est un récepteur-canal pour les cations et laisse passer les ions Na+ et Ca2+, ce qui favorise la dépolarisation du neurone post-synaptique (facilite la neurotransmission, PPSE). Le récepteur NMDA est de plus sensible au voltage (c’est un récepteur-canal voltage-dépendant). Un ion Mg2+ bloque le pore du canal en dessous d’un certain voltage. Le récepteur AMPA est un récepteur-canal pour les cations monovalents (Na+). Il permet de produire des PPSE.
Indiquez de quelle façon le récepteur ionotrope du GABA module la neurotransmission:
Il active des canaux perméables aux ions chlore (Cl-), se qui cause une hyperpolarisation rapide (PPSI), ce qui provoque une inhibition de la neurotransmission.
Qu’arrive-t-il au neurotransmetteur une fois qu’il a activé son récepteur spécifique? Nommez deux possibilités.
Il est soit dégradé par une enzyme ou soit re-capté via un transporteur de la membrane pré-synaptique.
a) Expliquez comment les deux récepteurs ionotropes du glutamate peuvent coopérer pour moduler la neurotransmission?
b) Comment nomme-t-on ce phénomène et à quelles fonctions cognitives supérieures ce processus cellulaire est-il associé?
a) L’arrivé du glutamate active les récepteurs AMPA. L’entrée de sodium provoquée par l’ouverture des récepteurs-canaux AMPA produit une dépolarisation de la membrane qui permet aux récepteurs NMDA à proximité d’être activés (expulsion d’ion magnésium qui obstruait le pore). L’ouverture du récepteur-canal NMDA fait aussi entrer du calcium dans la cellule, ce qui active les systèmes de seconds messagers dépendant du calcium. La coopération entre les récepteurs AMPA et NMDA renforce l’impact du glutamate sur la neurotransmission.
b) Ce phénomène se nomme potentialisation à long terme (PLT) et est associé à l’apprentissage et à la mémoire
a) Quel type de récepteur l’ACh stimule-t-elle?
b) Quelle réponse la stimulation de ce récepteur déclenche-t-elle?
c) Nommez l’enzyme de dégradation de l’ACh.
d) Nommez les produits de dégradations de l’enzyme lytique en spécifiant la destinée de chacun d’eux.
a) Nicotinique ou de type canal
b) Une dépolarisation de la membrane du muscle (qui mènera à une contraction musculaire)
c) L’acétylcholinestérase
d) Choline et acétate (acide acétique). L’acétate est éliminé dans la circulation tandis que la choline est re-captée dans le neurone pré-synaptique pour re-synthétiser l’acétylcholine.
Décrivez les deux mécanismes qui mènent à la diminution de la concentration des amines biogènes dans la fente synaptique.
Les amines biogènes sont re-captées via un transporteur qui leur est spécifique ou dégradées de façon enzymatique. La dégradation des catécholamines (amines biogènes) implique principalement l’action de l’enzyme monoamine oxydase (MAO). Il y a 2 types de MAO, la type A et B. Les MAOs se retrouvent au niveau de la membrane externe des mitochondries des astrocytes et des neurones (éléments présynaptiques). La MAO de type B est principalement retrouvé au niveau du système nerveux alors que la MAO de type A se retrouve également en périphérie (principalement au foie). La catéchol-O-méthyl-transférase (COMT), une enzyme à la fois neuronale (sur les éléments postsynaptiques) et extracellulaire, inactive également les monoamines (DA, NA et A). On retrouve cet enzyme également au foie.
Quelles enzymes sont responsables de la dégradation des neuropeptides.
Se sont des endopeptidases
Transmission synaptique de: Une inhibition de l’enzyme acétylcholinestérase (par exemple avec l’administration de rivastigmine)
Augmentation
Transmission synaptique de: Un blocage des transporteurs pré-synaptiques responsable de la recapture de la dopamine (par exemple avec de la cocaïne)
Augmentation
Transmission synaptique de: Un blocage des récepteurs nicotiniques (comme avec les alcaloïdes de la famille du curare)
Diminution
Transmission synaptique de: Une stimulation des auto-récepteurs présynaptiques adrénergiques
Diminution
Transmission synaptique de: Inhibition de la re-capture de la sérotonine (comme avec certains antidépresseurs)
Augmentation
Transmission synaptique de: Inhibition de la tyrosine hydroxylase
Diminution
Les individus souffrant de la maladie d’Alzheimer ont moins de neurones cholinergiques, situation attribuable principalement à leur neurodégénérescence. D’après vous, quel est le type de médicament le plus souvent utilisé présentement pour améliorer la transmission cholinergique chez ces patients.
Les inhibiteurs de l’acétylcholinestérase
