Application Potentiel de Membrane et Potentiel d'Action PDF

Application Potentiel de membrane et potentiel Action Neuro I. Potentiel de repos de la membrane cellulaire Rappel: En présence d’une répartition di érente, des ions en intra et en extra cellulaire, et en considérante l’existence d’une perméabilité spéci que à un ion....

Application Potentiel de membrane et potentiel Action Neuro I. Potentiel de repos de la membrane cellulaire Rappel: En présence d’une répartition di érente, des ions en intra et en extra cellulaire, et en considérante l’existence d’une perméabilité spéci que à un ion. Deux forces de déplacements sont mises en action: - La force de migration électrique - La force de di usion Exemple du potassium: en xant la concentration la concentration intra-cellulaire très supérieur à la concentration en extra-cellulaire. En créant une perméabilité spéci que de la membrane à l’ion potassium. Nous observons ainsi un passage d’ions potassium K+ de l’intra-cellulaire vers le milieu extra-cellulaire. Ce transport de charges positives vers l’espace extra-cellulaire va créer une électropositivité dans ce compartiment extra- cellulaire et d’autre part une augmentation de l’électronégativité dans le compartiment intra-cellulaire. En e et, les anions ne vont pas suivre compte-tenu du fait que la membrane est uniquement perméable au K+. En une fraction de millisecondes, cette di érence de potentiel entre le milieu intra/extra va devenir su samment importante pour s’opposer au gradient de di usion du K+ et nous allons obtenir le potentiel d’équilibre. Dans cette cellule nerveuse, ce potentiel d’équilibre est mesuré à 94 mvolts et associé à une négativité dans la bre. Nous disons que le potentiel de repos de membrane de cette bre nerveuse est de -94 mvolts. Autre exemple: NA+, avec di érence de potentiel = 61 mvolts. Cette di érence de potentiel est associé à une positivité intra-cellulaire dans cette bre et muni d’un potentiel de membrane de + 61 mV. ★ Equation de Nernst La force de di usion électrique et la force de di usion, l’équilibre entre c’est deux forces est la force électromotrice. Elle peut être donnée par l’équation de Nernst. A noté que: - La Force électromotrice (FEM) est positive si l’ion di usant de l’intra vers l’extra est négatif Page 1 sur 12 ffi ff ff ff fi ff ff ff fi ff ff fi fi fi ff ff fi - La force électromotrice (FEM) est négative si l’ion di usant de l’intra vers l’extra est positif. ( ex: ion K+) Cette équation de Nernst ne peut pas s’appliquer si plusieurs perméabilité à di érents ions sont considérées au niveau de la membrane. La force électromotrice dépendra alors d’autres facteurs qui seront intégrés dans l’équation de GOLDMAN: - La polarité de l’ion - La perméabilité de la membrane à cet ion ( P ). - La concentration C des ions en intra et extra Du point de vue de l’électrophysiologie ( nerveuse, neuronale ou musculaire). Ce sont essentiellement les ions Na+, K+ et CL- qui apparaissent: - L’importance de chaque ion va être dé nie par sa perméabilité - Un ion (+) di usant de l’intra vers l’extra crée une électronégativité intra cellulaire (ex K+) - Un ion (–) di usant de l’extra vers l’intra crée une électronégativité (Cl-) - Les changements de perméabilité au K+ et Na+ expliquent les changements de potentiels dans les neurones, muscles cardiaques et squelettiques. ★Déterminants du potentiel de membrane de repos Dépend surtout des transports (perméabilité respective) K+ et Na+ à travers les canaux, selon l’équilibre entre la force de di usion et de migration électrique ( Equation de Goldman). Facteur principal! Dépend de l’activité de la pompe Na K ATPase génère gradient de concentration Na et K (intra/extra). gradient électrogénique 3Na+/2K+ générant un dé cit net d’ions positifs en intra qui est responsable du potentiel négatif Dépend de la présence d’un canal de fuite de K+ ( de l’intra vers l’extra) à travers la membrane; le Na+ peut également passer mais la perméabilité pour le K+ est 100 plus grande. Page 2 sur 12 ff ff fi ff fi ff ff II. Le potentiel d’action Page 3 sur 12  Technique du patch clamp (= mesurer l’activité des canaux ioniques) est la technique de référence pour l’étude électrophysiologie des canaux ioniques. Le principe est basé sur la propriété des pipettes en verre de coller aux membranes formant ainsi une zone de très forte résistance ("gigaseal") qui isole électriquement la portion de membrane (« patch »). La pipette en verre va être remplie d’un liquide conducteur qui va nous donner des informations sur la ddp ou l’intensité du courant. En français technique d’électrophysiologie moléculaire. Di érents types de patch clamp: - Cellule attachée (courant unitaire). On mesure l’amplitude du courant transitant par un canal, ce qui permet de mesurer la conductance du canal On mesure la probabilité d’ouverture du canal ( temps ouvert/ temps total). Les drogues peuvent agir sur le temps, le nombre d’ouverture ou l’amplitude. - Cellule entière ( courant globaux) On enregistre l’ensemble des courants passant à travers tous les canaux de la cellule. NB: la di érence de cinétique d’activation, et la sensibilité à la dépolarisation ( stimulus). Page 4 sur 12 ff ff Sur le plan historique, le potentiel de repos à été mesuré d’abord sur un axone géant ( diamètre 0,5 à 1mm) de calamar. Potentiel d’action: Variation stéréotypée ( = toujours identique face à une simulation) du potentiel transmembranaire suite à une stimulation. C’est une caractéristique des cellules excitables comme les neurones et les cardio- myocytes. Durée de l’ordre de la milliseconde. Page 5 sur 12 Page 6 sur 12 Rôle des canaux calciques Ca2+ dans le potentiel d’action: Sont impliqués en association avec ou parfois à la place des canaux Na+ Transport Ca2+ de l’intra vers l’extra ou le réticulum sarcoplasmique créant un gradient de concentration de l’ordre de 10 000 fois ( intra 10e-7 M extra 10e-3 M) Perméable au Ca2+ et/ou Na+ lais Ca2+ >>>> Na+ ( 1 000 fois) Voltage dépendant: entrée de Ca2+ intra Dans les cellules cardiaques : contribuent à la phase de dépolarisation du PA et Long casting: participe au plateau du PA Page 7 sur 12 Page 8 sur 12 Page 9 sur 12 Origine du potentiel d’action: Page 10 sur 12 Page 11 sur 12 Page 12 sur 12