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Tome I partie 2

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baharicot's version from 2017-01-08 03:36

Chapitre 6. Transports assistés d'ions: canaux ioniques

Technique du patch-clamp

Question Answer
Technique de patch-clamp - 6 étapes1) micropipette de verre remplie de solution saline sur la surface cellulaire
2) légère aspiration = giga-seal
3) retrait brusque de la pipette, on arrache un patch de mb (technique on-sell) ou on ouvre la cellule (en whole-cell)
4) la mb est en configuration inside out (on-sell) ou outside out (xhole-cell)
5) on clampe une différence de potentiel entre l'int et l'ext de la pipette
6) on mesure le courant envoyé à travers la mb via un circuit électrique
Giga sealcontact serré entre la mb et la pipette, empêchant la fuite de courant de la pipette vers l'ext
En whole-cell, on mesure ...le courant à travers tte la mb, donc pour tous les canaux ioniques
En on-cell, on mesure ...le courant à travers le patch de mb, cad pour 1 seul canal ionique
Configuration inside outen on-sell, quand la face externe de la mb est située à l'int de la pipette
Configuration outside outen whole-cell, quand la face interne est située à l'int de la pipette
Propriétés des canaux ioniques (4)1) alternance régulière d'états ouverts et fermés: conducteur ohmique intermittent avec une probabilité d'ouverture
2) intensité du courant de l'ordre du picoA (càd plusieurs millions d'ions/s),
3) spécifique, inhibable et non saturable (saturation seulement si valeurs non-physiologiques)
4) contrôle fin de la diffusion par régulation de la Po
Régulation de la Po - 3 moyens1) modification de G
2) modification de γ par fixation de ligands ou par modifications covalentes (ex. phosphorylation)
3) modification de N par régulation hormonale (contrôle de la synthèse des canaux et de leur insertion dans la mb)
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VOC

Question Answer
Définition des VOCcanaux membranaires des cellules excitables, activés par un changement de potentiel.
Propriétés des VOC1) phénomène d'inactivation spontanée 2)
Phénomène d'inactivation(VOC) diminution spontanée très rapide ou très lente d'un courant ionique, malgré le maintien d'une différence de potentiel stable
Relation entre Po et EMCourbe sigmoïde: passage état fermé à ouvert via une série d'étapes intermédiaires réversibles
Configurations (3) possibles du VOC Na+1) Configuration fermée: peut s'ouvrir
2) Configuration ouverte: peut se fermer ou être inactivé
3) Configuration inactivée: doit se fermer pour passer en 1)
Structure (4)1) Partie pore = 4 sous-unités (distinctes pour K+ ou en chaîne polypeptidique pour Na+ et Ca²+)
2) Chaque s.u = 6 segments TM
3) chaque domaine TM = 1 hélice alpha de 20 à 27 a.a
4) + des s.u complémentaires pour l'activation/l'inactivation du canal
Relations structure-fonction (3)1) Changement de configuration lors d'une variation de VM: domaine n°4 présente une répétition de 3a.a (2 premiers hydrophobes, le dernier chargé+)
2) Filtre de sélectivité: 4 boucles H-5 composés d'a.a chargés
3) Inactivation du VOC K+: modèle bilboquet (1er domaine) ou sous-unité beta
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ROC

Question Answer
Définition des ROCrécepteurs-canaux abondants aux jonctions synaptiques, activés par la liaison d'un ligand sur le récepteur ou sur le canal.
Récepteurs nicotiniques de lACh peuvent être inhibés parD-tubocurarine (inhibiteur compétitif), et alpha-bungarotoxine
Récepteurs nicotiniques de l'ACh peuvent être activés parsubéryldicholine et carbachol
Structure du récepteur nicotinique de l'ACh (3)1) pentamère de glycoprotéines (2 sous-unités α, 1β, 1 γ, 1 δ)
2) chaque s.u = 4 domaines TM (M1-M4)
3) domaine M2 fait face au pore du canal: impliqué dans la sélectivité et le mécanisme d'activation.
Citer les exemples de ROC (5)- récepteur nicotinique de l'ACh
- récepteurs NMDA, AMPA, Kainate du glutamate
- récepteurs de l'ATP, récepteurs sérotoninergiques
- récepteurs GABA types A et C
- récepteurs de la glycine.
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SMOC

Question Answer
Définition des SMOCrécepteurs activés par des seconds messagers tels que Ca2+, AMPc, GMPc et l'IP3
Citer les exemples de SMOC (3)- récepteurs RYR sensible au Ca2+ intracellulaire
- récepteurs à l'IP3
- canal K+ (Kir) sensibles à l'ATP
Rôle du canal Kir dans les cellules B de Langerhans - mécanisme en 5 étapes1) entrée du glucose (GLUT2) dans les cellules, métabolisation, et production d'ATP
2) ↑ [ATP] donc canal Kir se ferme --> dépolarisation
3) ouverture du canal Ca²+, entrée de calcium
4) exocytose des vésicules d'insuline, et libération d'insuline
5) provoque migration de GLUT4 à la surface, absorption du glucose, régulation de la glycémie
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Autres canaux

Question Answer
SOCcanaux dont l'ouverture dépend de stocks intracellulaires d'une molécule
CRACcanaux activés par le relargage de calcium àpd du RE
SACcanaux activés par l'étirement de la membrane
VRACcanaux activés par l'osmolarité du milieu
CFTRcanal activé par la phosphorylation d'un a.a par la PKA, permettant l'entrée de chlore
ENaCcanal Na+ exprimé lors de la stimulation par la vasopressine ou l'aldostérone
ENaC - 3 rôles1) réabsorption du Na+ dans le tubule contourné distal du rein, dans le colon distal, etc.
2) régulation du volume et de la pression sanguine.
3) sécrétion de fluide dans les poumons
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Chapitre 7. Transports actifs

Pompe Na+/K+ ATPase

Question Answer
Pompe Na+/K+ ATPase enzyme capable d'expulser les ions Na+ hors de la cellule et de capter les ions K+ du milieu extérieur, en utilisant l'énergie fournie par l'hydrolyse de l'ATP
Propriétés de la pompe1) Flux de Na et de K sont saturables et inhibés par l'ouabaine
2) L'efflux de Na+ est couplé à l'influx de K+ (arrêt si un des deux flux est absent)
3) Flux de Na+ et de K+ couplés à une hydrolyse de l'ATP (activité ATPase)
Stœchiométrie3 Na+ intra / 2 K+ extra / 1 ATP
Cinétique de l'ATP[ATP]i influence l'activité ATPasique selon une cinétique hyperbolique: K1/2 (0,2 mM) > [ATP] (2-5 mM)
Cinétique du Na+Cinétique d'efflux de Na+ sigmoïde p/r [Na]i. K1/2 (20 mM) proche de [Na]i --> toute variation de [Na]i influence la pompe dans un sens qui corrige la perturbation.
Cinétique du K+Cinétique de l'influx de K+ sigmoïde p/r [K]i. K1/2 (2 mM) proche de [K]e: toute augmentation de [K]e active la pompe, toute diminution la ralentit.
Fonctions physiologiques assurées (4)1) création et l'entretien des distributions du Na+ et du K+.
2) potentiels bioélectriques: détermine le potentiel de repos et l'excitabilité.
3) source d'énergie pour les transports actifs secondaires.
4) régulation de la kaliémie.
Valeur de kaliémie normale3,5 à 4,5 milli M
Agents hyperkaliémants- glucagon
- exercice musculaire
Agents hypokaliémants- adrénaline
- insuline
- hormones thyroïdiennes
- aldostérone
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Cycle enzymatique de l'ATPase

Question Answer
1)liaison à l'ATP: état E1 ATP, grande affinité pour Na+.
2)fixation de 3 Na: état E1 ATP - 3 Na+, favorise l'hydrolyse d'ATP.
3)libération d'ADP état E1 P - 3Na+, liaison phosphate à très haute énergie.
4)transfert de l'énergie du P à l'enzyme, perte des ions Na+ par manque d'affinité: état E2P.
5)E2P forte affinité pour l'ouabaine (si présent) et pour K extracellulaire: fixation de 2K+.
6)Etat E2P - 2K+ libère le Pi: état E2 - K+, instable.
7)libération de 2K+ dans le milieu intracellulaire: état initial E1, qui peut fixer l'ATP.
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Transport actif secondaire

Question Answer
Flux donneur d'énergieflux entrant de Na+
Exemples de co-transports et leurs rôles- SGLUT = absorption intestinale et rénale
- Na/a.a = absorption intestinale et réanle
- Na+/2Cl-/K+ = flux de sels et d'eau dans les sécrétions exocrines
Exemples de contre-transports et leurs rôles- 3-4 Na+/Ca2+ = contrôle de [Ca2+]i
- Na+/H+ = contrôle du pH intra
- Na+/2HCO3-/Cl- = réponse à l'acidification
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Chapitre 8. Transports transépithéliaux

Introduction

Question Answer
Principes d'organisation des transports transépithéliaux - citer (5)1) 2 faces: face basolatérale, face apicale
2) 2 directions: BL vers apical (sécrétion), apical vers BL (absorption)
3) asymétrie des transporteurs
4) séparation entre les 2 faces par zona occludens
5) voie transcellulaire et paracellulaire
Voie transcellulaire transport à travers la cellule, spécifique, impliquant principalement des transports actifs.
Voie paracellulairetransport entre les cellules, aspécifique, mais favorisant les anions grâce aux protéines chargées + de la zona occludens.
Potentiel transépithélialdifférence de potentiel électrique entre les faces apicale et basolatérale d'un épithélium, due à l'asymétrie des transporteurs.
Transporteurs côté apicalcanaux Na+, co-transporteurs Na/ ... et canaux K+ ~= +30mV
Transporteurs côté basal et VMpompe Na+/K+ et canaux K+, Vm ~= -70mV
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Etude expérimentale du potentiel transépithélial

Question Answer
Courant de court-circuitcourant observé après l'annulation de la différence de potentiel entre les 2 faces d'un épithélium, qui est dû au transport actif de Na+ par la pompe Na+/K+
Expliquer la technique de court-circuit (4)1) on relie les 2 compartiments par des électrodes d'AgCl
2) on court-circuite la mb, et chaque fois qu'un Na+ va du côté muqueux vers séreux, un Cl- quitte le compartiment muqueux
3) Cl- se fixe à l'électrode d'Ag et forme AgCl, son électron traverse le générateur pour rejoindre le côté séreux
4) on mesure le courant de Cl-, qui est égal au courant de Na+ (le passage d'un Na+ = disparition d'un Cl- côté muqueux = apparition d'un Cl- côté séreux).
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Absorption du glucose dans l'intestin

Question Answer
Segment proximal de l'intestin - transporteurs et [glucose] ?10 à 20mM de glucose au pôle apical, pénétration par GLUT1 et sortie par GLUT2
Segment distal de l'intestin - transporteurs (3) et [glucose] ?< 5 mM, pénétration assurée par SGLUT (cotransport): SGLUT2 au début (1Na+/1Glu), puis SGLUT1 (2Na+/1Glu), et sortie par GLUT2, tandis que Na sort par pompe Na+/K+
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Résorption couplée de NaCl et d'eau - tube contourné distal

Question Answer
Transporteurs (2) côté apicalaquaporine (H2O), canal Na
Transporteurs (2) côté basalaquaporine (H2O), pompe Na/K
Mécanisme de résorption de NaCl et d'H2O - 3 étapes1) flux transcellulaire de Na+ au PA par gradient de [ ]
2) par électroneutralité--> transfert transépithélial de NaCl et de NaHCO3
3) création d'un gradient osmotique stationnaire --> flux d'eau transcellulaire
[source d'nrj = hydrolyse d'ATP par pompe Na+/K+]
Effet de l'amiloride- inhibe canal ENaC
- inhibe donc la réabsorption d'eau = diurétique (urine +)
Effet de la vasopressine- active pompe Na/K
- augmente la réabsorption de Na et donc d'eau = antidiurétique (urine -)
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Branche ascendante de l'anse de Henlé

Question Answer
Transporteur côté apicalsymport Na+ / K+ / 2 Cl- (NKCC)
Transporteur côté basalpompe Na+/K+
Mécanisme1) flux de NaCl et de KCl (électroneutralité) vers le pôle BL 2) pas de flux d'eau car imperméabilité: augmentation de la pression interstitielle (hyperosmotique) 3) déshydratation des GR et forte réabsorption de Na+ et de Cl-
Gradient osmotique de l'anse de Henlé mis à profit pour ...la récupération d'eau au niveau du tube collecteur, sous contrôle de la vasopressine.
Effet du furosémideinhibe NKCC donc empêche la récupération d'eau au tube collecteur = effet diurétique
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Autres échanges d'eau et de sel au niveau rénal

Question Answer
Excrétion des protons H+ dans l'urine - transporteurs ?transport actif de l'H+ utilisant directement l'ATP (pompe à protons) ou antiport Na+/H+ -> acidification de l'urine, contre le gradient électrochimique de H+
Réabsorption du calcium dans le tube contourné distal - transporteurs au PA et au PBL?- PA: ECaC
- PBL: pompe Ca²+, NCC (symport Na+/Ca²+)
Réabsorption du calcium dans le tube contourné distal couplée àla réabsorption de Na+ et d'eau
Effet des chlorothiazidesinhiber NCC et donc la réabsorption d'eau = diurétique
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Sécrétion acide de l'estomac

Question Answer
Transporteurs côté apicalantiport K+ (entrée) / H+ (sortie), symport KCl (sortie)
Transporteurs côté basalpompe Na+ / K+, antiport HCO3- (sortie) / Cl- (entrée), symport Cl-/ Na+ (entrée)
Mécanisme - 6 étapes1) réaction de l'anhydrase carbonique produit HCO3- et H+
2) HCO3- diffuse vers le PBL en échange de Cl-
3) accumulation intracellulaire de Cl-, amplifiée par symport Na/Cl
4) Cl- diffuse vers le PA via symport K+ / Cl-
5) H+ de l'anhydrase expulsés au PA via antiport H+ / K+
6) association H+ et Cl - dans lumière gastrique --> acidification
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Canal CFTR

Question Answer
Mécanisme de transport de Cl-1) Na passe en paracellulaire (!) et est récupérée au pôle basoatéral (!) par NKCC
2) entrée de Cl- au PBL via NKCC et par antiport HCO3- / Cl-
3) sortie du Cl- au PA par CFTR
Effet de la pilocarpinestimule CFTR
CFTR doit être activée parphosphorylation, via PKA (activée par AMPc)
Mucoviscidose - cause et conséquences- CFTR absent ou anormal, transport de NaCl et d'eau inadéquat
- pas d'hydratation du mucus de l'épithélium bronchique: devient visqueux
- mucus anormalement éliminé par les cils de l'épithélium: infections récidivantes, respiration anormale
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