Transport Membranaire 2

Transport Membranaire 2

• Canaux ioniques: Possèdent une structure, une sélectivité et des modes d'activation. Les canaux potassiques régulent le potentiel de repos.

• Courants ioniques: La force électromotrice et la loi d'Ohm permettent le calcul du potentiel de repos.

Définitions

• Potentiel de membrane: Différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur d'une cellule.

• Potentiel d'équilibre (de Nernst): Potentiel membranaire où le flux net d'un ion est nul (flux entrant = flux sortant).

Structure des canaux ioniques

• Les canaux ioniques peuvent être formés de sous-unités qui traversent la membrane cellulaire.

Sélectivité des canaux ioniques

• Canaux sélectifs: Transportent préférentiellement un seul type d'ion. Par exemple, le canal sodique transporte Na+ plus que K+.

• Canaux non-sélectifs: Transportent plusieurs ions de même charge et valence. Un exemple de canal cationique transporte Na+, K+, et Ca2+ plus que Cl-.

Activation d'un canal ionique

• L'ouverture et la fermeture d'un canal ionique impliquent un changement de conformation de la molécule.
• L'activation peut être extrêmement rapide (µsec).
• Trois états sont possibles : Ouvert, Fermé, Inactivé (réfractaire).

Activité d'un canal ionique

• Le flux d'ions à travers un canal génère un courant mesurable électriquement par « patch-clamp ».
• L'amplitude du courant reflète la conductance du canal.
• La durée du courant reflète la probabilité d'ouverture du canal.
• La durée d'ouverture/fermeture du canal fournit des informations.

Modes d'activation

• Voltage: Canaux activés par les changements du potentiel de membrane.
• Ligands: Canaux activés par un agoniste extracellulaire (ex : glutamate, acétylcholine).
• Médiateurs intracellulaires: Canaux activés par des médiateurs intracellulaires (ex : cAMP, protéine G, calcium).
• Physico-chimique: Canaux activés par la lumière, une substance chimique, un changement de tension membranaire ou de température.

Rôle des modes d'activation

• Les modes d'activation jouent des rôles différents selon le type de cellule (ex : transmission rapide d'information, transmission lente d'information, détection de signaux).

Senseurs

• Fonction: Transforment un stimulus en un changement de potentiel membranaire, détectant un signal.
• Types: Photo-senseurs (vision), Mécano-senseurs (audition, toucher), Chimio-senseurs (CO2, pH, goût, olfaction), Osmo-senseurs (osmolarité), Thermo-senseurs (température).

Thermo-senseurs: canaux TRP

• Canaux TRP: Impliqués dans la détection de la chaleur, de la douleur et d'autres stimuli.
• Capsaïcine: Substance chimique qui active les canaux TRP et provoque une sensation de brûlure.

Le toucher: canaux Piezo

• Canaux Piezo: Responsable de la sensation tactile et de la proprioception (conscience de la position du corps).
• L'activation est en réponse à des forces mécaniques.

Canaux potassiques

• Potentiel d'équilibre: Négatif (-90 mV).
• Fonction: Stabilisent le potentiel de membrane, diminuent l'excitabilité cellulaire et participent à l'activité rythmique des cellules excitables.
• Diversité: Plus grande variété par rapport à d'autres canaux.
• Présence: Dans toutes les cellules.

Canaux K+ voltage-activés

• Fonction: Génèrent un courant dont l'amplitude varie en fonction du potentiel membranaire.
• Rôle: Actent comme des interrupteurs biologiques.

Filtre de sélectivité des canaux K+

• Le filtre de sélectivité est crucial pour le transport sélectif du potassium.

Courants ioniques

• Force générée par une différence de concentration : les ions vont de la concentration élevée vers la concentration faible.
• Force générée par le potentiel électrique : les ions vont vers des zones chargées opposément.
• La loi d'Ohm (I= g*V): permet de quantifier la force électromotrice.

Potentiel de repos

• Valeur: La somme des courants générés par tous les canaux ioniques est nulle au potentiel de repos.
• Conductance: La conductance des canaux potassiques est généralement la plus élevée dans la cellule au repos.

Potentiel d'action

• Fonction: L'état dynamique du potentiel de membrane des cellules excitables durant lequel le potentiel augmente puis diminue de façon stéréotypée.

Propagation du signal électrique

• Le potentiel de membrane s'estompe avec la distance.
• Autres stimulus: L'ouverture/fermeture des canaux Na+ et K+ crée des courants locaux qui propagent le signal.

Canaux calciques

• Potentiel d'équilibre: Positif (+120 mV).
• Gradient de concentration: Enorme.
• Fonction: Augmente la concentration de calcium intracellulaire, entraînant divers processus cellulaires.

Signaux intracellulaires

• Les signaux intracellulaires sont les signaux qui sont à l'intérieur de la cellule.

Décodage du signal électrique

• Les changements transitoires du potentiel de membrane (ouverture/fermeture de canaux spécifiques) initient des flux ioniques, conduisant à une réponse cellulaire.

Calcium et contraction musculaire

• Le calcium déclenche la contraction musculaire.

Pharmacologie

• Cibles: Canaux sodiques, canaux nicotiniques, canaux potassiques.
• Exemples: Apamine, Bungarotoxine, Curare, Toxine du scorpion.

Pompes ioniques (ATPases)

• Types: Pompes de type P, Pompes de type V, Pompes de type F.
• Fonction: Transport d'ions contre leurs gradients de concentration.

Structures des pompes ioniques

• Représentations schématiques des différentes structures des pompes ioniques.

Na+/K+ ATPase

• Fonction: Catalyse la sortie du sodium des cellules et est couplée à l'entrée de potassium.

Ca2+ ATPase

• Fonction: Pompe à calcium, régulant la concentration du calcium intracellulaire.

H+/K+ ATPases

• Fonction: Catalyse la sortie d'ions H+ en échange d'ions K+.

V-type H+ ATPases

• Fonction: Pompes à protons qui maintiennent le pH des organites intracellulaires.

F-type H+ ATP synthase

• Fonction: Génère de l'ATP en utilisant un gradient de protons. Fonction inverse des ATPases : ATP synthétase.

Transporteurs ABC

• Fonction: 40 transporteurs transportant divers molécules : ions, lipides, acides, drogues, fer etc.
• Exemples spécifiques: Mucoviscidose (CFTR), Chimiothérapie (MRP-1).

Résumé

• Transport Primaire: Transport actif de Na+ et K+.
• Transport Passif: Transport de Glucose.
• Transport Secondaire: Transport de Na+ et Ca++.
• Gradients de concentration: Pour Na+, K+, Glucose, Ca2+.

Ce quiz examine le transport membranaire avec un accent sur les canaux ioniques, leur structure et leur sélectivité. Les concepts de potentiel de membrane et de potentiel d'équilibre selon Nernst sont également abordés. Testez vos connaissances sur les courants ioniques et leur influence sur le potentiel de repos cellulaire.