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9:on mesure l activité des neurones par des techniques d électrophysiologie principalement par la technique de courant imposé (current-clamp) qui mime mieux les conditions physiologiques normales. pendant un enregistrement électrophysiologique de courant imposé, le voltage (ou potentiel) membranaire du neurone varie librement tandis que le courant est contrôlé par l expérimentateur. faisons un petit rappel : la loi d ohm, u=rxi, affirme que le voltage (u) est le produit de la résistance (r) et du courant (i). rappelons-nous aussi que les canaux ioniques dans la membrane des neurones changent la résistance (r) de la membrane. ainsi, tous changements de résistance de la membrane (dűs ŕ l activité du neurone et ses canaux ioniques), dans des conditions de courant imposé (stable et connu par l expérimentateur), se reflčtent en variations de voltage. un enregistrement typique d un neurone est présenté ŕ la premičre figure. on y voit le potentiel de membrane qui varie selon l activité du neurone. on utilise généralement le terme potentiel, au lieu de voltage ou tension ou encore différence de potentiel. tous ces termes sont cependant équivalents. initialement, le neurone est inactif ou au repos et son potentiel de membrane est autour de -70mv. on appelle le potentiel durant cette période potentiel de repos . ensuite, le neurone produit une série de pics de potentiels que l on appelle des potentiels d action. les potentiels d action sont l expression électrique de nos influx nerveux.
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19:la pompe échangeuse na/k fait continuellement sont travail, lentement mais sűrement, établissant les gradients chimiques pour les ions sodium (na+) et potassium (k+) (voir génie 101). les ions na+ sont concentrés ŕ l extérieur du neurone, tandis que les ions k+ sont concentrés dans le neurone. le travail des pompes échangeuses d ions garde le potentiel pratiquement neutre (autour de zéro) et ne permet pas d établir un potentiel électrique ŕ elles seules. cependant, puisque les canaux ioniques au k+ sont ouverts, quelques ions k+ sortent du neurone sous la poussée du gradient chimique des ions k+. cette sortie d ions k+ déséquilibre les charges électriques de chaque côté de la membrane. par conséquent, il y a plus de charges positives du côté externe du neurone que du côté interne. en mesurant avec des électrodes de chaque côté de la membrane, on a déterminé que le potentiel de repos était autour de -70mv. suite ŕ l établissement du potentiel de membrane ŕ une valeur négative, une autre force agit sur les ions k+. en effet, les charges négatives dans le neurone attirent les ions k+, tandis que les charges positives les repoussent. dit autrement, une force électrostatique attire les ions k+ vers le milieu interne du neurone. -70mv est le point d équilibre entre le gradient chimique et la force électrostatique pour les ions k+ ce qui explique l établissement du potentiel de repos ŕ cette valeur. cependant, les ions na+ ont un léger effet qui dépolarise la membrane au repos parce que de rares canaux sodiques sont ouverts. le potentiel de repos est donc légčrement plus positif qu ŕ l effet seul des canaux potassiques et des ions k+.
20-neurone at work : potentiel d action
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29-conductances des canaux ioniques au sodium et au potassium en relation avec les étapes d un potentiel d action.
30:soudainement (en 2), un stimulus représenté par l étoile rouge et généralement produit par l action des synapses, dépolarise la membrane légčrement. si le potentiel de membrane atteint alors le potentiel de seuil, un potentiel d action est déclenché. le potentiel de seuil représente la limite minimale ŕ laquelle suffisamment de canaux sodiques peuvent s ouvrir. l ouverture des canaux au na+ permet un influx important d ions na+ dans le neurone (canal en jaune). cet influx d ions chargés positivement change rapidement la polarité de la membrane vers des valeurs plus positives. la membrane se dépolarise. l entrée d ions na+ est forte parce que le gradient chimique des ions na+ (en jaune) et le gradient électrostatique (en noir) vont dans la męme direction. l ouverture des canaux sodiques et l entrée d ions na+ agissent ensemble comme une réaction en chaîne (ou comme une rétroaction positive). plus de canaux sodiques s ouvrent, plus d ions na+ entrent et dépolarise la membrane qui active plus de canaux sodiques…
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