Chapitre 3: Le Potentiel d'Action

Cours en construction

Chapitre 3: Le Potentiel d'Action

I Introduction

Le potentiel d'action est une dépolarisation transitoire de Vm qui peut se propager le long des axones sans atténuations. Le PA se propage au delà d'un seuil de dépolarisation. Le potentiel est obtenu par ouvertures successives de canaux Na⁺ et K⁺ dépendant du voltage (différents des canaux de fuite ouverts au potentiel de repos).

1)Dépolarisation
2)Repolarisation
3)Hyperpolarisation

On peut obtenir un PA en dépolarisant un neurone par:
1. Activation d'un neurotransmetteur exitateur (PPSE)
2. Injection d'un courrant (méthode artificielle)
3. Activation d'un récepteur sensoriel (fibres sensitives)

II Mécanisme du Potentiel d'Action

Lorsque le cône d'émergence est dépolarisé, il y a une ouverture de canaux Na⁺ qui entraine une dépolarisation qui ouvre d'autre canaux Na⁺, et ainsi de suite.
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A ce niveau, il y a une entrée massive de charges positives (Na⁺). Ces charges vont repousser les charges + du cytoplasme K⁺.
Les ions K⁺ vont se déplacer et dépolariser d'autres endroits de l'axone => les noeuds de ranviers. On aura déclenchement du potentiel d'action par ouverture de canaux Na⁺.

(Je ne suis pas très fier de ce schéma)

Pour une bonne conduction du PA il ne faut pas "perdre" les charges positives intracellulaires, car elles permettent
la propagation de la dépolarisation. Dans certaines conditions pathologiques, il peut y avoir une fuite excessive de charges + qui empêche la conduction.
Les noeuds de ranviers:
on aura déclenchement du PA par ouverture de canaus K⁺.

III Etude de canaux impliqués dans les Potentiels d'Action

Il faut absolument du sodium pour avoir un PA. Pour étudier ces canaux Na⁺K⁺, on peut utiliser une approche pharmacologique.
Plusieur substance peuvent bloquer (ou agiter) les canaux dépendants du voltage (par ex, des extraits de venin animaux).

Canaux Na⁺ : La tétrodotoxine ("fugu"). Bloqueur des canaux Na⁺ dépendants du voltage. Idem pour la Lidocaine.

Canaux K⁺: Toxines de Scorpions. Bloqueur de canaux K⁺ dépendants du voltage. Tetra-ethylammonium (TEA) (a vos souhaits)

Sur les canaux Na⁺ on peut trouver des substances qui empêchent l'inactivation (elles retardent la repolarisation), ex la pronase.


La fonction des canaux Na⁺K⁺ a été mise en évidence grâce à une technique électrophysiologique de patch-clamp.

La technique de patch clamp:
Étude des canaux impliqués dans le PA.
Cette technique permet d'enregistrer l'activité d'un seul canal ionique et elle permet d'imposer un voltage auquel on va travailler, a une membrane. L'expérimentateur choisit Vm et peut le modifier (dépolarisation, hyperpolarisation...) C'est le voltage imposé.
Cette technique permet d'observer l'ouverture de canaux ioniques dépendant du voltage en mimant une dépolarisation produite lors d'un PA.

Lorsque le canal s'ouvre, en réponse a une dépolarisation, il y a un flux d'ion. On mesure donc un courant.

Si il y a un canal Na+ voltage dépendant sous l'électrode, on obtient le courant suivant.
Cette méthode a permis de définir la période réfractaire d'un potentiel d'action.

Périodes réfractaires:
-Absolue
Tous les canaux Na+ sont inactivée
-Relative
Certains canaux Na+ passent a l'état fermé, ce qui veux dire qu'on pourra obtenir un 2ieme PA en stimulant plus fort.
L'analyse d'un canal K+ dépendant du voltage a montré que ce canal passe de l'état fermé a l'état ouvert en réponse a une dépolarisation.
Ce canal n'a pas d'état inactif.

Si on analyse a la fois un canal Na+ et un canal K+:


IV Exemple de vitesse de propagation dans des fibres

La vitesse de propagation dépend de la myélinisation et du diamètre des axones.
Tableau a insérer

Sur les fibres myéliénisées on observe:
Vitesse de propagation(m/s) = 6 x Diamètre (um)

V Codage de l'information

Sur un axone, le codage de l'information sera donné par la fréquence des potentiels d'actions, sachant que leur amplitude est constante.
Par contre si on mesure les potentiels d'action sur un nerf (qui contient plusieurs fibres), on pourra observer des sommations en fonction du recrutement de fibres.