[PDF] Potentiel daction et synapse Na+. Ce sont ces deux

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Potentiel d'action et synapse

1. Le potentiel de repos

valeur TépenT TeV celluleV (une cellule végéWale a une TTp Te - 90 mV). concernant les ions K+, ces derniers VonWH en revancUeH bien pluV concenWréV Na+. Ce sont ces deux caWionV qui VonW impliquéV TanV la naiVVance TeV potentiels d'action dans les neurones.

Voir l'animation flash J poWenWiel Te repoV

2. Le potentiel d'action (d'aprğs le site UniverViWé Lille 1H ScienceV eW TecUnologieV)

Il fautH pour meWWre en éviTence un potentiel d'action (PA), générer une acWiviWé TanV le neurone ce quiH une foiV Te pluVH eVW beaucoup pluV facile à réaliVer Vur une fibre in viWro que Vur un neurone enWier in ViWu. Nn praWiqueH on uWiliVe un généraWeur TGimpulVionV élecWriqueV qui permeW TGenvoyer TeV cUocV calibréV eW paraméWréV en WempV eW en inWenViWé verV la fibre par lGinWerméTiaire TGune élecWroTe Te Vurface ou TGune microélecWroTe inWracellulaire ViWuée à quelque TiVWance Te lGélecWroTe récepWrice.

Meux caV Te figure peuvenW alorV Ve proTuire.

- Si la stimulaWion appliquée WenT à renTre lGinWérieur Te la fibre encore pluV négaWifH on conVWaWe VimplemenW une augmenWaWion Tu

poWenWiel Te repoV qui Ve WraTuiW par une hyperpolarisation (TTp encore pluV négaWive) qui reVWe locale eW qui ne Ve propage paV.

- Par conWre Vi la VWimulaWion appliquée enWraîne une TiminuWion Tu poWenWiel Te repoV qui Ve WraTuiW par une dépolarisation (TTp moinV

négaWive)H on conVWaWe à parWir TGun seuil critique lGappariWion TGun potentiel d'action qui Ve propage TanV la fibre eW que lGon peuW

enregiVWrer aprèV un WempV Te laWence en raiVon Tu WempV que meW la TépolariVaWion pour aWWeinTre lGélecWroTe Te récepWion.

Il faut noter que si l'apparition du potentiel d'action est liée à l'intensité de la stimulation, une fois le seuil critique aWWeinWH il eVW

imméTiaWemenW maximal. Son ampliWuTe eW Va Turée TépenTenW Tu WiVVu eW Te lGeVpèce maiV VonWH WouW comme le poWenWiel Te

repoVH conVWanWeV pour un Wype cellulaire Tonné cUeY une eVpèce Tonnée. Nn effeWH VoiW lGinWenViWé Te VWimulaWion eVW inVuffiVanWe

pour aWWeinTre le Veuil criWique - on TiW quGelle eVW infraliminaire - eW le poWenWiel TGacWion nGapparaîW paVH VoiW lGinWenViWé Te

VWimulaWion eVW VuffiVanWe pour aWWeinTre le Veuil criWique - on TiW quGelle eVW supraliminaire - eW le poWenWiel TGacWion eVW

imméTiaWemenW maximal. On TiW que la fibre obéiW à la loi du tout ou rien. Ce poWenWielH qui correVponT à une moTificaWion

Wemporaire Te la polariWé membranaire comprenT WroiV pUaVeV J

Document 1 ͗ le potentiel d'action

- une première phase de dépolarisation exWrêmemenW brève puiVquGelle ne Ture quGune fracWion Te milliVeconTe eW qui Ve WraTuiW par une bruVque inverVion Tu poWenWiel Te membrane (on paVVe en moyenne Te - 60 mV à + 40 mV) ; - une seconde phase de repolarisation un peu pluV lenWe qui permeW au poWenWiel Te membrane Te revenir à Von niveau Te repoV ;

- une troisième phase de (poVW-)hyperpolarisation encore pluV lenWe (pluVieurV milliVeconTeV) eW Te WrèV faible ampliWuTe

penTanW laquelle leV concenWraWionV ioniqueV inWracellulaireV reWrouvenW leurV valeurV iniWialeV. Document 2 J moTificaWion Te la conTucWance Te Na+ eW O+ lors d'un PA Ce sont en effet des mouvements de sodium et de poWaVVium qui VonW à lGorigine TeV TifférenWeV pUaVeV Tu poWenWiel TGacWion. Au repoVH la perméabiliWé membranaire (ou conTucWance) au VoTium (PNa) est WrèV faible car la pluparW TeV canaux au VoTium VonW ferméV. OrH ceV canaux éWanW VenVibleV au poWenWiel Te membrane (on TiW quGilV VonW élecWroTépenTanWV ou volWage-TépenTanWV)H une légère TépolariVaWion VuffiW à provoquer leur ouverWure. LeV ionV VoTium renWrenW alorV maVVivemenW TanV la cellule en raiVon Te leur graTienW Te concenWraWion eW Te leur graTienW élecWrique ce qui augmenWe la TépolariVaWion eW finiW par inverVer le poWenWiel Te membrane qui aWWeinW une valeur TGenviron + 40 mV. CeWWe forWe TépolariVaWion finiW par inacWiver leV canaux au VoTium maiV inTuiW lGouverWure Te canaux au poWaVViumH égalemenW élecWroTépenTanWVH ce qui a

pour effeW TGaugmenWer la perméabiliWé au poWaVVium (PK). Les ions potassium, beaucoup plus nombreux à l'intérieur qu'à

lGexWérieurH quiWWenW alorV la cellule en maVVe eW permeWWenW au poWenWiel Te membrane Te reWrouver Va valeur iniWiale. TouWefoiV

leV canaux au poWaVVium nGéWanW paV imméTiaWemenW inacWivéV au momenW où la fibre reWrouve Von poWenWiel Te repoVH leV ionV

poWaVVium conWinuenW à quiWWer la cellule eW provoquenW ainVi une légère UyperpolariVaWionH le WempV que la perméabiliWé au

poWaVVium reWrouve Va valeur Te repoV. ManV le même WempVH la pompe Na-O VGacWive eW expulVe le VoTium enWré penTanW la

pUaVe Te TépolariVaWion.

La preuve en fuW apporWée en uWiliVanW Teux TrogueV VpécifiqueVH lGune bloquanW VélecWivemenW leV canaux au VoTiumH lGauWre ceux

au poWaVVium. Nn ajouWanW à la préparaWion Te la tétrodotoxine ou TTX (une Woxine iVolée Tu foie eW TeV ovaireV Te cerWainV

poiVVonV Te lGorTre TeV TéWraonToWiformeV vivanW TanV leV merV cUauTeV aViaWiqueVH comme le fameux fugu japonaiV)H le poWenWiel

TGacWion nGapparaîW paV. La TTX préVenWe en effeW la parWiculariWé Te bloquer leV canaux au VoTium eW empêcUe ainVi WouWe

TépolariVaWion. InverVemenWH en ajouWanW Tu tétraéWUylammonium ou TEA (un ammonium quaWernaire) à la préparaWionH une foiV

la fibre TépolariVéeH la repolariVaWion apparaîW beaucoup pluV WarTivemenW. Cela eVW Tû au faiW que le TNA bloquanW leV canaux au

poWaVViumH il fauW aWWenTre que leV canaux au VoTium VoienW complèWemenW inacWivéV eW que la pompe Na-O aiW réWabli leV

concenWraWionV iniWialeV pour que la fibre Ve repolariVe.

neurone ou de l'actiǀitĠ globale d'un nerf. Voici les edžpĠriences rĠalisables et les questions associées J

- Yuel seuil d'intensitĠ aǀez-ǀous dĠterminĠ pour le neurone de l'edžpĠrience ? - Quelle est la durée approximative du phénomène ?

- Classer les 4 phases du potentiel d'action, en leur donnant les numĠros 1 ă 4 J repolariVaWionH poWenWiel d'action,

hyperpolarisation, dépolarisation.

- Yuel est l'interǀalle madžimal entre deudž stimulations pour obtenir un potentiel d'action, dans le cas du neurone de

réponse.

- Yuelle est la durĠe de la pĠriode rĠfractaire, dans le cas du neurone de l'edžpĠrience ?

- Dans cette expérience, les stimulations ont une intensité __________ au seuil. On applique au neurone ____

obtient un potentiel d'action seulement aprğs la ͺͺͺͺͺͺͺͺ stimulation. Si ce dĠlai est ͺͺͺͺͺͺͺͺͺ ă cette ǀaleur, on

- Le nerf ne prĠsente aucune rĠponse audž stimulations dont l'intensitĠ est infĠrieure ă enǀiron ͺͺ milliampğres. Pour des

intensitĠs de stimulation situĠes entre ͺͺ et ͺͺ mA, l'amplitude de la rĠponse est ͺͺͺͺͺͺͺͺͺͺ. Pour des intensitĠs

ensemble de ________ dont chacun possède un _____ de ___________ différent. réfractaire.

4. tude de l'action du message nerǀeudž affĠrent lors du rĠfledže myotatique

Cette mesure a été réalisée ans le cas d'un fuseau neuromusculaire de grenouille Técérébrée (TeVWrucWion Tu corWex cérébral) maiV non TéméTullée (moelle épinière inWacWe)

Document 4 J ÓeVVageV enregiVWréV Vur leV fibreV nerveuVeV iVVueV Te 3 fuVeaux neuromuVculaireV.

Ces trois fuseaux VonW localiVéV Te façon

TifférenWe TanV le muVcle. On meVure leV

meVVageV enregiVWréV Vur leV fibreV nerveuVeV afférenWeV, pour 2 ǀaleurs croissantes d'Ġtirement de ce muscle.

Document 5 ͗ Potentiel global enregistrĠ au niǀeau de la racine dorsale d'un nerf musculaire.

Le muscle est soumis à des Ġtirements trğs brefs, d'intensitĠ croissante de A ă H. Ce message global est enregistré au moyen de 2 électrodes posées à la Vurface Te la racine TorVale eW reliéeV à un oVcilloVcope (appareil Te meVure).

5. Origine du message nerveux efférent

Les neuroneV afférenWV miV en jeu TanV le réflexe myoWaWique VonW connecWéV au niveau Te la moelle épinière avec leV

moWoneuroneV Tu muVcle éWiré. Document 6 J comparaiVon TeV meVVageV nerveux afférenWV eW efférenWV Cette comparaison est effectuée à la VuiWe de stimulations d'intensitĠ croissante (I1, I2, I3 et I4) sur le nerf musculaire.

Temeure WoujourV la même maiV on augmenWe la fréquence Te la VWimulaWion au fur eW à meVure.

6. La synapse chimique

La synapse est une zone de transfert d'une information entre un neurone et une autre cellule (un autre neurone ou une cellule

musculaire par exemple). On distingue différents types de synapses chimiques J la VynapVe neuro-neuronale (ou neuro-

neuronique)H la VynapVe neuro-muVculaire (on parle Te joncWion neuromuVculaire) eW la VynapVe neuro-glanTulaire (conWacW avec

une glanTe enTocrine comme leV méTullo-VurrénaleV par exemple). a. La synapse neuro-neuronique

La synapse neuro-neuronique eVW Yone Te joncWion enWre 2 neuroneV. Ce Wype Te VynapVe cUimique Ve ViWue WoujourV TanV la

VubVWance griVe de l'encĠphale et de la moelle Ġpiniğre ou dans les ganglions rachidiens.

La VynapVe a une structure asymétrique avec :

- un élément présynaptique reconnaissable à la présence de véViculeV au niveau Tu bouWon VynapWique ;

- un élément postsynaptique avec une membrane plasmique épaissie. Document 8 J VynapVe neuro-neuronique obVervée au ÓNT x 90 000 conWacW avec TifférenWeV parWieV Tu neurone poVWVynapWique J le pluV VouvenWH une TenTriWe ou le corpV cellulaire. La membrane Tu neurone préVynapWique eVW Véparée Te celle Tu neurone poVWVynapWique par une fente synapWique de 20 à 50 nm de large. CeW eVpace eVW VuffiVanW pour aVVurer une iVolaWion enWre leV 2 membraneV ͗ un potentiel d'action atteignant cette zone ne peut donc être transmis directement à la cellule voisine par des courants locaux. La WranVmiVVion Tu meVVage nerveux au niveau Te la VynapVe néceVViWe un messager chimique appelé neurotransmetteur accumulé dans les vésicules du neurone Document 9 J dĠtail d'une synapse neuro-neuronique obVervée au ÓNT x 120 000 MocumenW 10 J mécaniVmeV Te la WranVmiVVion VynapWique

RéVulWaWV page VuivanWe

La transmission synaptique est unidirectionnelle et ceci est en relation avec la structure asymétrique de la synapse. La nature

cUimique Te la WranVmiVVion VynapWique explique que celle-ci VoiW relaWivemenW lenWe J le délai synaptique ou temps de

efférente, ce qui explique sa rapidité par rapport à une commande volontaire.

Document 11 J TeV VynapVeV aux effeWV variéV

On stimule les fibres afférentes selon deux intensités. Elles émeWWenW un meVVage nerveux (non VcUémaWiVé) eW on enregiVWre le Une même stimulation des fibres afférentes peut avoir deux effets différents selon le motoneurone : ͻ La synapse entre la fibre afférente et le motoneurone A est excitatrice ͗ elle actiǀe l'actiǀitĠ du motoneurone. ͻ La synapse entre l'interneurone et le motoneurone B est inhibitrice ͗ elle inhibe (freine) l'actiǀitĠ du motoneurone. Document 12 J expérienceV T'injection par microionophorğse

Document 13 J TeV récepWeurV poVW-VynapWiqueV

Des expériences consistant à marquer par radioactivité les molécules contenues dans les vésicules, ont permis, après une stimulaWion Tu

neurone pré-VynapWique Te leV reWrouver TanV un premier WempV fixéeV Vur TeV récepWeurV implanWéV TanV la membrane poVW-VynapWiqueH eW Te

moléculeV proWéiqueV ayanW une VWrucWure complémenWaire TeV moléculeV Te neuroWranVmeWWeurV. NnfinH aprèV leur TégraTaWionH leV

neuroWranVmeWWeurV VonW recapWuréV au niveau Te la membrane préVynapWique. Reconstitution par ordinateur d'un rĠcepteur membranaire. Ce rĠcepteur membranaire, protéine située sur la membrane postsynaptique, se lie b. La synapse neuro-muVculaire

La jonction neuromusculaire (ou plaque motrice) est la jonction entre un neurone moteur (motoneurone) et une fibre

muVculaire. Nlle eVW conVWiWuée TGun WrèV granT nombre Te VynapVeV concernanW la même cellule poVWVynapWique qui eVW ici une

cellule muVculaire. Au niveau Te cUaque VynapVe Te la plaque moWriceH le neuroWranVmeWWeur libéré eVW Te lGacéWylcUoline.

LeV moléculeV TGacéWylcUoline VynWUéWiVéeV par le neurone préVynapWique VeronW libéréeV TanV lGeVpace inWraVynapWique puiV

capWéeV par TeV récepWeurV VpécifiqueV (récepWeurV cUolinergiqueV) ViWuéV Vur la membrane Te la fibre muVculaire poVWVynapWique

ce qui TéclencUera une caVcaTe Te réacWionV abouWiVVanW à la conWracWion Te ceV fibreV.

Document 14 J plaque moWrice

Document 15 ͗ synapse d'une jonction neuromusculaire gauche et l'ĠlĠment postsynaptique constitué par la cellule muVculaire en-TeVVouV à TroiWeH avec Te nombreuVeV miWocUonTrieV. En bas, on retrouǀe les filaments de l'unitĠ contractile de la myofibrille. engendranW la conWracWion TeV myofibrilleV J animaWion flaVU. ComplĠments d'information sur les synapses J CourV PCNÓ1 LariboiVièrequotesdbs_dbs45.pdfusesText_45

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