Activit

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Activité électrique du nerf
Université Mohamed Premier Faculté des
Sciences Oujda - Maroc

• Cours de physiologie animale
• SVI S4

Pr. Abdelkhaleq LEGSSYER a.legssyer_at_ump.ma
2013
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K Cl-
A
B
KCl 4 mM
KCl 120 mM
Les deux compartiments sont séparés par une
membrane perméable uniquement aux ions K.
3
K Cl
0

-
A
B
KCl 4 mM
KCl 120 mM
Le K passe de B vers A sous leffet du gradient
chimique.
Le Cl- a tendance à se déplacer vers A mais ne
peut pas traverser la membrane, il reste dans B.
Il se produit alors un gradient électrique entre
A et B.
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K Cl
0
-

A
B
KCl 4 mM
KCl 120 mM
Sous leffet du gradient électrique, le K se
déplace vers B
Le K continue à se déplacer vers A sous leffet
du gradient chimique
Il se produit alors un état déquilibre. La ddp
correspondant à cet état est appelée potentiel
déquilibre de K noté EK
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Calcul du potentiel déquilibre dun ion cas du
K EK

• EK est calculé par léquation de Nernst
• Cette équation prend en considération uniquement
  la concentration de lion à lintérieur et à
  lextérieur de la cellule
• Le rapport des concentrations est toujours ext /
  int

EK est exprimé en V et doit être transformé en
mV T Température en K 273 t en C R
Constante des gaz parfaits 8,32 J/ mol. K F
Constante de Faraday 96500 C z charge de
lion (1 pour le K)
6
Application
Cas du K

• On veut calculer le EK dans le cas dun axone
  placé à 25C
• On a Ke 5 mM et Ki 140 mM.

EK - 0,085 V - 85 mV
Si la membrane de laxone était perméable
uniquement au K, le potentiel de la membrane
serait égal à - 85 mV.
7
Application
Cas du Na

• On veut calculer le ENa dans le cas dun axone
  placé à 25C
• On a Nae 150 mM et Nai 15 mM.

ENa 0,059 V 59 mV
Si la membrane de laxone était perméable
uniquement au Na, le potentiel de la membrane
serait égal à 59 mV.
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Potentiel de repos de laxone

• Laxone au repos a un potentiel Er -70 mV.
• Ce potentiel est différent de ENa et de EK.
• La membrane de laxone est perméable aux deux
  ions.
• Er est proche de EK cela signifie que la
  membrane est plus pérméable au K quelle ne
  lest au Na.

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Origine de lactivité électrique de laxone

• A létat de repos laxone est chargé positivement
  à lextérieur et négativement à lintérieur.
  Cette répartition des charges entre extérieur et
  intérieur est à la base de lactivité électrique
  de laxone. Elle donne naissance à une ddp entre
  lextérieur et lintérieur appelée potentiel de
  membrane.
• Quelle est lorigine de ce potentiel de membrane
  ?

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Origine de lactivité électrique de laxone
Il existe un gradient de concentration pour le
sodium et le potassium. Le sodium est plus
concentré à lextérieur et le potassium est plus
concentré à lintérieur.
Na K Cl-
Extérieur 150 mM 5 mM 120 mM
Intérieur 15 mM 140 mM 9 mM

• Le Na a tendance à quitter laxone et le K a
  tendance à entrer dans laxone.
• La membrane de laxone est plus perméable au K
  quelle ne lest au Na.

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K
Canal Na Perméabilité PNa
Canal K Perméabilité PK
12
K
Puisque chaque ion porte une charge positive, il
se produit une accumulation de charges positives
à lextérieur et de charges négatives à
lintérieur.
Ces charges migrent les unes vers les autres mais
restent séparées par la membrane.
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Création dune ddp entre lintérieur et
lextérieur appelée potentiel de membrane. Au
repos ce potentiel est de -70 mV.
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Mouvements des ions Na et K au repos

• Au repos, il y a un mouvement continue de Na
  vers lintérieur et de K vers lextérieur à
  travers des canaux ouverts appelés canaux de
  fuite.
• Ces mouvements ont tendance à équilibrer les
  concentrations des deux ions entre lintérieur et
  lextérieur.
• Afin de maintenir un gradient de concentration,
  un transport actif de Na vers lextérieur et de
  K vers lintérieur seffectue grâce à une pompe
  appelée pompe Na-K. Cette pompe utilise lATP.

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Pompe Na-K
K
Canaux de fuite ouverts au repos
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Calcul du potentiel de membrane Em

• Em est calculé par léquation de Goldmann
• Cette équation prend en considération la
  concentration des ions à lintérieur et à
  lextérieur et la perméabilité de la membane
  vis-à-vis des ions Na, K et Cl-

Em est exprimé en V et doit être transformé en
mV T Température en K 273 t en C R
Constante des gaz parfaits 8,32 J/ mol. K F
Constante de Faraday 96500 C P perméabilité
de la membrane pour lion X
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Application

• On veut calculer le Em dun axone au repos
  sachant que sa membrane est 60 fois plus
  perméable au K quelle ne lest au Na et au
  Cl-.
• Laxone est placé à une température de 25C

On a PK 60 PNa 60 PCl On remplace PK par 60
PNa et PCl par PNa
Em - 0,07 V - 70 mV
18
Mesure expérimentaletechnique de la
microélectrode
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Mesure expérimentaletechnique de la
microélectrode
Avant introduction de la microéléctrode La ddp
entre les 2 électrodes 0 mV
mV
50
0
-50
-100
Écran de loscilloscope
Après introduction de la microéléctrode On
observe la naissance dune ddp
20
Réponse de laxone à une stimulation
Em
21
Réponse de laxone à une stimulation
Em
22
Stimulation supraliminaire
23
Loi de tout ou rien
PA de même amplitude
Laxone obéit à la loi de tout ou rien Soit il
ny a pas de PA Soit il y a un PA damplitude
maximale
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(No Transcript)
25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
27
(No Transcript)
28

• Laxone obéit à la loi de tout ou rien
• Soit il ny a pas de PA
• Soit il y a un PA damplitude maximale

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Périodes réfractaires
Technique du double choc
1er choc
2ème choc
30
Périodes réfractaires
1er choc
2ème choc
31
Périodes réfractaires
1er choc
2ème choc
32
Périodes réfractaires
Le 2ème choc ne donne pas de PA car le canal
sodique se trouve dans un état inactivé
1er choc
2ème choc
33
Périodes réfractaires
1er choc
2ème choc
34
Périodes réfractaires
1er choc
2ème choc
35

• La période pendant laquelle le 2ème choc ne donne
  pas de réponse sappelle période réfractaire
  absolue (PRA). Elle correspond à la durée du PA
  qui est de lordre de 2 ms.
• La période pendant laquelle le 2ème choc donne
  un PA damplitude plus faible sappelle période
  réfractaire relative (PRR). Elle est de lordre
  de 10 ms.

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Propagation du PA le long de laxone
stimulation
37
dépolarisation
stimulation
38
Courants locaux
stimulation
39
Courants locaux
Stimulation de la zone voisine
Ouverture de gNa
Naissance de PA
stimulation
40
Naissance de PA
stimulation
41
repolarisation
stimulation
42
repolarisation
stimulation
43
repolarisation
stimulation
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Activité électrique du nerf
axones
nerf
Lactivité électrique du nerf est la somme de
lactivité électrique des axones qui le composent
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Mesure expérimentale de lactivité électrique du
nerf
2 électrodes de surface
Les électrodes mesurent la ddp entre 2 zones
situées à la surface électrodes de surface
PA de surface
46
stimulation
0
Dépolarisation au niveau de la 1ère électrode
1
Repolarisation au niveau de la 1ère électrode
2
Dépolarisation au niveau de la 2ème électrode
3
Repolarisation au niveau de la 2ème électrode
4
47
stimulation
0
1
2
1
2
4
3
3
PA de surface biphasique
4
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Synapse neuromusculaire

• Cest une jonction entre deux cellules
• La cellule présynaptique est une cellule nerveuse
  toujours.
• La cellule post synaptique est une cellule
  musculaire

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Membrane post synaptique
Récepteur ACh
Canal Na ROC
Canal Na VOC
50
ACh
Na
51
ACh
Na
52
ACh
Na
53
ACh
Na
54
ACh
Na
Potentiel de plaque motrice ppm
Potentiel dAction musculaire
55
Dégradation de lACh
Fermeture du Canal Na ROC
Canal Na VOC fermé