2 - Biologie

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Questions and Answers

Quelle affirmation concernant les courants passifs est correcte ?

Les courants passifs s'intensifient lorsqu'ils parcourent de longues distances.

Les courants passifs ne mesurent aucune variation du potentiel de membrane à distance. (correct)

Les courants passifs se propagent de manière illimitée.

Les courants passifs sont des phénomènes biologiques.

Quelle caractéristique du potentiel d'action (PA) est correcte ?

Le PA naît de manière progressive.

Le PA a une amplitude variable selon la distance.

Le PA est mesurable uniquement près de l'électrode de stimulation.

Le PA se propage sans atténuation. (correct)

Comment peut-on calculer la vitesse de propagation du potentiel d'action (PA) ?

V = temps (sec) / distance (m)

V = distance (m) / temps (sec) (correct)

V = temps (sec) + distance (m)

V = distance (m) * temps (sec)

Où les canaux sodiques voltage dépendants sont-ils présents en forte densité ?

Uniquement dans la membrane plasmique axonale. Signup and view all the answers

Quel est le comportement du potentiel d'action par rapport au seuil de stimulation ?

Il naît en tout ou rien. Signup and view all the answers

Quel est le fonctionnement principal des canaux ioniques sélectifs ?

Ils permettent la diffusion des ions selon leur gradient de concentration. Signup and view all the answers

Pourquoi dit-on que la membrane plasmique est semi-perméable au repos ?

Elle permet le passage sélectif des ions potassium. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui pousse les ions K+ à sortir de la cellule ?

Le gradient de concentration qui favorise leur sortie. Signup and view all the answers

Quel rôle joue le potassium (K+) dans l'équilibre de la membrane au repos ?

Il est responsable du potentiel d'équilibre au potassium. Signup and view all the answers

Lorsqu'un équilibre s'installe entre l'entrée et la sortie des ions K+, que se passe-t-il ?

La sortie du K+ devient plus importante que son entrée. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui attire les ions K+ à l'intérieur de la cellule ?

Les charges négatives présentes à l'intérieur de la cellule. Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique des pompes ioniques par rapport aux canaux ioniques ?

Les pompes ioniques utilisent de l'énergie ATP pour fonctionner. Signup and view all the answers

Quel phénomène permet aux ions de se disperser dans une solution ?

La loi de diffusion selon le gradient de concentration. Signup and view all the answers

Quelle est la principale caractéristique de la membrane plasmique des neurones au repos ?

Elle est électriquement polarisée. Signup and view all the answers

Quelle est la répartition des ions K+ dans le milieu intracellulaire ?

[K+] = 140 mM Signup and view all the answers

Quel rôle joue la pompe à sodium et potassium ATPase ?

Elle maintient le gradient ionique en consommant de l'ATP. Signup and view all the answers

Quel ion est plus concentré dans le milieu extracellulaire ?

Na+ Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui assure la neutralité électrique des milieux intra- et extracellulaires malgré la répartition inégale des ions ?

L'égalité entre les charges positives et négatives. Signup and view all the answers

Comment les ions traversent-ils la membrane plasmique ?

Via des protéines transmembranaires qui ne sont pas des pompes. Signup and view all the answers

Quel est le milieu extracellulaire riche en termes d'ions ?

[Na+] = 140 mM et [K+] = 5 mM. Signup and view all the answers

Quel type de molécule constitue la majeure partie de la membrane plasmique ?

Phospholipides. Signup and view all the answers

Quelles sont les caractéristiques des potentiels d'action (PA) des neurones?

Ils sont identiques en amplitude et durée parmi tous les neurones. Signup and view all the answers

Quelles conditions permettent à un neurone de générer des potentiels d'action?

Uniquement lors d'une stimulation électrique expérimentale. Signup and view all the answers

Quel est le potentiel de membrane au repos d'un neurone?

-60 à -70 mV Signup and view all the answers

Quel changement de potentiel de membrane observe-t-on après la stimulation d'un neurone?

Il passe à environ +40 mV. Signup and view all the answers

Comment se fait la stimulation électrique d'un neurone dans les expériences?

En injectant des charges positives via une électrode intracellulaire. Signup and view all the answers

Quelle est la durée typique d'un potentiel d'action?

Environ 1 à 2 ms. Signup and view all the answers

Qu'arrive-t-il à la fréquence des PA lorsqu'une structure cérébrale est suractivée?

Elle émet des PA à une fréquence supérieure à la fréquence basale. Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des potentiels d'action dans les neurones?

Ils codent des informations à travers leur fréquence. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui rend la conduction saltatoire plus rapide que la conduction classique?

La myéline autour des axones Signup and view all the answers

Quel effet a un gros diamètre d'axone sur la conduction des potentiels d'action?

Accélère la conduction Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lorsque la fréquence des potentiels d'action augmente?

La libération des molécules chimiques augmente Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique d'un nerf contenant des fibres nerveuses?

Il peut contenir des milliers à un million de fibres nerveuses Signup and view all the answers

Quelle technique est utilisée pour enregistrer l'activité nerveuse d'un nerf?

Des électrodes réceptrices et stimulatrices placées sous le nerf Signup and view all the answers

Quel est le rôle des ions sodium (Na+) lors de la dépolarisation membranaire?

Ils favorisent une dépolarisation locale et amplifiée. Signup and view all the answers

Que se passe-t-il après l'activation des canaux Na+ voltage-dépendants (VD)?

D'autres canaux Na+ VD s'ouvrent plus loin le long de l'axone. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une période réfractaire?

Un état où les canaux Na+ VD ne peuvent pas s'ouvrir. Signup and view all the answers

Où se trouvent principalement les canaux Na+ et K+ VD dans un neurone myélinisé?

Au niveau des nœuds de Ranvier. Signup and view all the answers

Quel phénomène permet la conduction saltatoire?

Le déplacement des charges d'un nœud de Ranvier à l'autre. Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui provoque l'inactivation des canaux Na+ VD?

L'obturation du canal par un bouchon moléculaire. Signup and view all the answers

Quelle est la durée typique de la période réfractaire après un potentiel d'action?

De une à quelques millisecondes. Signup and view all the answers

Quel rôle joue la repolarisation dans la fonction des canaux ioniques VD?

Elle permet la réouverture des canaux Na+ VD précédemment inactifs. Signup and view all the answers

Study Notes

Potentiel Membranaire de Repos

Les neurones communiquent via courants électriques.
La membrane plasmique est polarisée au repos.
La membrane est une double couche de phospholipides, une barrière aux substances solubles dans l'eau (ions).
La répartition ionique n'est pas homogène :
- Le milieu extracellulaire est riche en Na+ (sodium)
- Le milieu intracellulaire est riche en K+ (potassium).
- La concentration de Ca2+ et Cl- diffère également.
Ces différences de concentration sont maintenues par une pompe à sodium et potassium ATPase, qui consomme de l'ATP pour maintenir le gradient ionique.
Les concentrations sont exprimées en mM (millimolaire).
[Na+] extracellulaire = 140 mM, [Na+] intracellulaire = 14 mM.
[K+] extracellulaire = 5 mM, [K+] intracellulaire = 140 mM.

Diffusion des ions à travers les canaux membranaires

Les protéines transmembranaires (canaux ioniques sélectifs) permettent le passage d'ions.
Leur fonctionnement n'exige pas d'ATP.
Les ions diffusent selon leur gradient de concentration du compartiment le plus concentré vers le moins concentré.

Diffusion des ions potassium et potentiel d'équilibre au potassium

Des canaux potassiques sont présents et ouverts au repos dans la membrane.
Le K+ diffuse de l'intracellulaire vers l'extracellulaire.
Les charges positives dans l'extracellulaire, et les charges négatives dans l'intracellulaire, attire le K+ .
Un équilibre dynamique s'installe entre la sortie et l'entrée de K+.
La sortie est légèrement plus importante que l'entrée.
Le potentiel d'équilibre au potassium (-84 mV) est une différence de potentiel électrique qui s'établit entre les deux côtés de la membrane lorsque la diffusion du potassium est en équilibre dynamique.

Bilan

Le K+ est plus concentré à l'intérieur de la cellule que à l'extérieur.
La pompe sodium/potassium (Na+/K+ ATPase) maintient ce gradient de concentration.
L'équilibre dynamique entre l'entrée et la sortie du K+ crée la polarisation électrique de la membrane.
Le potentiel de membrane au repos est d'environ -65 mV.

### Potentiel d'action

Dans certaines conditions, les neurones peuvent développer une activité électrique transitoire appelée potentiel d'action (PA).
Les PA sont identiques entre les neurones, mais la fréquence et le rythme peuvent varier.
Les PA sont déclenchés suite à une stimulation électrique ou sensorielle.

Utilisation d'électrodes intracellulaires pour l'enregistrement du PA

Les électrodes intracellulaires permettent la mesure du potentiel de membrane.
La stimulation électrique injecte des charges positives dans la cellule, ce qui provoque une dépolarisation de la membrane.
Aprés la stimulation, le potentiel de la membrane se rétablit progressivement (repolarisation).

### Seuil de genèse des PA et fréquence des PA

Si l'intensité de stimulation est faible, un courant passif se produit, mais pas de PA.
Au dessus d'un certain seuil, la fréquence des PA peut augmenter.
La fréquence des PA code l'information nerveuse.

### Les courants passifs

Les courants passifs sont des fluctuations locales, qui décroissent avec la distance.
Ils ne correspondent pas à des potentiels d'action.

### Le PA est un processus régénératif

Le PA est mesurable sur toute la longueur de l'axone avec la même amplitude.
Il se propage sans atténuation le long de l'axone.

Canaux ioniques de la membrane axonale, impliqués dans le PA

Les canaux sodiques voltage-dépendants (CNaVD) sont localisés au niveau des nœuds de Ranvier, et ils sont essentiels à la dépolarisation.
Les canaux potassiques voltage-dépendants (CKVD) sont essentiels à la repolarisation.

Fonctionnement des canaux ioniques pendant le PA

La conformation des canaux CNaVD et CKVD change (ouverts, fermés ou inactifs).
L'ouverture et la fermeture sélective des canaux ioniques sont responsables de la dépolarisation et la repolarisation de la membrane.

Conformation des CNaVD

Fermé (F) : le canal ne laisse pas passer les ions, au repos.
Ouvert (O) : le canal laisse passer les ions, en réponse à la dépolarisation.
Inactif (I) : le canal ne laisse pas passer les ions, malgré la dépolarisation, et il est réfractaire à une nouvelle dépolarisation jusqu'à la repolarisation.

Conduction saltatoire

La myéline accélère la propagation de l'influx nerveux.
Les courants locaux passifs permettent le saut entre les nœuds de Ranvier (zones démyélinisées).
La conduction saltatoire est plus rapide et plus économique que la conduction classique.

Propagation jusqu'aux terminaisons synaptiques

Le potentiel d'action (PA) se propage jusqu'aux terminaisons synaptiques.
L'arrivée du PA déclenche la libération de molécules chimiques (neurotransmetteurs) dans la fente synaptique.
La fréquence des PA influence la libération des neurotransmetteurs.

### Enregistrement de l'activité d'un nerf

Les électrodes enregistrent une réponse nerveuse biphasique.
Plus la stimulation est forte, plus on recrute d'axones, et plus la réponse est ample.

Période réfractaire de l'axone après passage du PA

L'inactivation des canaux Na+ VD engendre une période réfractaire pendant laquelle la portion de membrane ne peut pas être dépolarisée.
La période réfractaire empêche la propagation rétrograde du potentiel d'action.

### Structure et conformation des canaux ioniques VD

L'ouverture des canaux vd correspond à l'ouverture d'une porte du côté intracellulaire.
L'inactivation des canaux Na+ VD correspond à l'obturation du canal par un bouchon moléculaire.

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