Potentiel d'action - Chapitre 4

Potentiel d\'action Dépolarisation : vers des valeurs positives, la cellule se dépolarise Hyperpolarisation : vers des valeurs négatives, la cellule s\'hyperpolarise I- Potentiel electrotonique ou electrotonus L'injection d'un courant positif à l'intérieur de la cellule produit une dépolarisatio...

Potentiel d\'action Dépolarisation : vers des valeurs positives, la cellule se dépolarise Hyperpolarisation : vers des valeurs négatives, la cellule s\'hyperpolarise I- Potentiel electrotonique ou electrotonus L'injection d'un courant positif à l'intérieur de la cellule produit une dépolarisation tandis que l'injection d'un courant négatif à l'intérieur de la cellule produit une hyperpolarisation. Caractéristiques : - Gradués : fonction de l\'intensité du stimulus - Se propage mais s\'atténue avec la distance → Distance de propagation courte - Variation locale de potentiel - Excitateur = Potentiel postsynaptique excitateur → PPSE = Dépolarisation - Inhibiteur = Potentiel postsynaptique inhibiteur → PPSI = hyperpolarisation Au niveau négatif plus on stimule plus on aura une hyperpolarisation mais pas de potentiel d\'action. Au niveau positif plus on stimule plus on aura une hyperpolarisation et plus la probabilité d\'avoir un potentiel d\'action sera élevée. Le potentiel d\'action : Si je fais une stimulation je crée un electrotonus qui créer une stimulation, et peu dépasser un seuil pour créer une stimulation. C\'est le courant imposé qui permet de déclencher un potentiel d\'action. On peut déterminer pour des couples de stimulation, l\'intensité nécessaire pour dépasser le seuil. On peut par la suite tracer la courbe intensité de stimulation seuil = f (durée de stimulation). Zone supraliminaire : au dessus du seuil Zone infraliminaire : en dessous du seuil Rhéobase : L\'amplitude minimale du courant de durée infinie qui entraîne l\'atteinte du seuil de dépolarisation des membranes cellulaires. Chronaxie : est le temps minimum requis pour qu\'un courant électrique deux fois plus fort que la rhéobase stimule un muscle ou un neurone. U=R\*I Vseuil = Rm\*Iseuil La membrane est un condensateur : 2 milieux conducteurs séparés par un milieu isolant. Le condensateur est caractérisé par sa capacité noté C. Elle se calcul en microfarad Une membrane une capacité de 1µF/cm² Le voltage a une allure exponentielle avec une constante de temps. Modèle membranaire : Rm= Résistance membranaire Cm= Capacité membranaire Dans un muscle squelettique, il y a toujours une phase de dépolarisation et de repolarisation mais il n\'y a pas d\'hyper polarisation. On revient par-contre au potentiel de repos. Au niveau du cœur : Dépolarisation puis repolarisation rapide, toujours pas d'hyper polarisation. On revient au PR II- Mesure extracellulaire de l\'activité électrique EEG : électroencéphalogramme ECG : électrocardiogramme ENG : electronervogramme EMG : électromyogramme Loi du tout ou rien : il faut passer le seuil pour avoir un potentiel d\'action Amplification : Grande variation de la réponse. Le facteur d\'amplification est de 5 à 6 selon le type cellulaire IL y a une propagation de l\'influx nerveux sans diminution dans l\'espace. Période réfractaires : Période pour laquelle lorsque l\'on réduit l\'intervalle de stimulation, le potentiel d\'action est plus faible voir inexistant Périodes réfractaires relative : Période d\'excitabilité partielle Période réfractaire absolue : Inexcitabilité totale Rôle: Propagation unidirectionnelle Limiter la fréquence des PA  Propriétés des potentiel d\'action : - Initié par la dépolarisation ( stimulus) - Présence d\'un seuil - Inversion de la polarité membranaire (overshoot) - Tout ou Rien - Amplification - Propagation sans atténuation = distance longue - Périodes réfractaires III- Mécanismes du PA Julius Bernstein (1902): théorie membranaire -- Potentiel de repos : pile au potassium dans ce cas la -70 mv soit rien Overton (1902) : si modification du sodium modification du potentiel d\'action. Si on l\'enlève plus de potentiel d\'action. Hodgkin & Katz (1949) et Hodgkin & Huxley (1952) : Ils ont diminué la concentration de sodium est ont remarqué que ça joué sur le potentiel d\'action lors de la phase de dépolarisation. Ils ont réalise plusieurs expérience en modifiant le sodium à l\'extérieur et ont réalisé un graphique comprenant la concentration de sodium en abscisse et le potentiel de membrane en ordonnée. Le sodium rentre dans la cellule suite à une variation de la perméabilité des ions en fonction du temps, c\'est ce qui génère le potentiel d\'action. Si la perméabilité sodique augmente → dépolarisation Si la perméabilité potassique augmente → hyperpolarisation IV- Les canaux ioniques La perméabilité est modulée par le potentiel membranaire (voltage) = dépendance vis à vis du potentiel. Au repos canaux ionique toujours ouverts qui laissent passer nettement plus de potassium que de sodium. Il y a également un canal spécifique au sodium et un spécifique au potassium, à l\'état normal ils sont fermés. Lors d\'une dépolarisation ouverture des canaux spécifique. Le canal sodique s\'ouvre très rapidement puis se referme. Le canal potassique s\'ouvre très lentement mais ne se referme pas pour un même voltage. Le sodium entre : les charges positive rentrent donc dépolarisation Le potassium sort : les charges positive sortent donc retour de la polarité Loi d\'OHM : U = R I  I = U / R R: résistance g : conductance = 1/R I = g. U I = g. V Conductance : - Mesure de la perméabilité - Unité Siemens (S) - Toujours positive ou nulle - Fonction du temps - Fonction du potentiel membranaire Lors de la dépolarisation, la conductance augmente jusqu\'à un maximum avant de diminuer mais elle ne commence pas en même temps que le potentiel d\'action. V- Les courants ioniques Ils ont mesuré la différence de potentiel de chaque côté de la membrane, et on choisit une valeur de potentiel, puis ont renvoyé un courant permettant de modifier le potentiel pour le maintenir à la valeur souhaité. Ce qui donne un système de régulation appelé voltage imposé. On lit le courant membranaire qui transite lorsque l\'on impose un potentiel fixe. Vm est maintenu constant. On enregistre les courants ioniques. Quand le courant est négatif on dit qu\'il est entrant et lorsqu\'il est positif on dit qu\'il est sortant. Courant négatif : entrée de cation dans la cellule, c\'est un courant entrant sortie d\'anions dans la cellule. Courant positif : sortie de cations de la cellule, c\'est un courant sortant, entrée d\'anions dans la cellule. Pour isoler un courant on peut utiliser des molécules appelés bloquer pour bloquer un courant. (ex : hypertension). Mais on peut aussi supprimer les ions du milieu extérieur.  La Tétrodotoxine (TTX): - Issu du poisson FUGU, tétraodon - Intoxication à la TTX - inhibiteur du courant potassique TEA : Tétraéthylammonium = inhibiteur du courant potassique Courants ioniques : I = g. V Ix = gx. (Vm -- Ex ) g= Mesure électrique de la perméabilité Soit Ex = Force électro motrice INa = gNa (Vm -- ENa) IK = gK (Vm -- EK ) ICl = gCl (Vm -- ECl) Le moteur des ions est la force électromotrice. La force électrique dépend de la polarisation membranaire. Tant que Vm \< ENA les ions rentrent. Si Vm = ENA le courant sodique est nul Tant que Vm \> ENA les ions sortent si gx = constant et EX= 0 donc Ix = gx Vm si gK = constant et EX= EK donc IK = gK (Vm - EK )