Fiche de révision : Cellules excitables et contraction musculaire

📋 Plan du Cours

1. Membrane et transports cellulaires
2. Potentiel de membrane et canaux ioniques
3. Potentiel d’action et excitabilité
4. Organisation et propagation neuronales
5. Synapses et neurotransmission
6. Sarcomère et contraction musculaire
7. Jonction neuromusculaire et couplage

📖 1. Membrane et transports cellulaires

★ À maîtriser

• La membrane plasmique comprend environ 50 % de lipides en bicouche et 50 % de protéines transmembranaires ou périphériques, tandis que les sucres y sont en faible proportion.

📌 L’endocytose et la phagocytose font entrer des éléments par des vésicules ou vacuoles membranaires, tandis que l’exocytose les fait sortir.

📌 Le transport passif suit le gradient de concentration, du milieu le plus concentré vers le moins concentré, sans consommer d’énergie, tandis que le transport actif va à contre-gradient et consomme de l’énergie.

Compléments

• Le cholestérol contribue à la rigidité de la membrane plasmique.

• Les échanges vésiculaires nécessitent de l’énergie et font intervenir le cytosquelette.

💡 Astuce mémo

Transport passif : dans le sens du gradient ; transport actif : contre le gradient.

📖 2. Potentiel de membrane et canaux ioniques

★ À maîtriser

• La différence de concentration ionique entre cytosol et milieu extracellulaire contribue au potentiel de repos, d’environ −70 mV.

• Les canaux ioniques potentiel-dépendants s’ouvrent en réponse à une variation du potentiel membranaire et sont sélectifs d’ions tels que Na⁺, K⁺ ou Ca²⁺.

• Les canaux ioniques ligand-dépendants s’ouvrent après la fixation d’un ligand, tel qu’un neurotransmetteur.

• La Na⁺/K⁺-ATPase expulse 3 ions Na⁺ et fait entrer 2 ions K⁺ en consommant de l’ATP, ce qui contribue au maintien des gradients ioniques et du potentiel membranaire.

Compléments

• La Na⁺/K⁺-ATPase consomme environ 25 % de l’ATP mitochondrial.

• Le patch-clamp est une technique électrophysiologique sensible d’enregistrement des courants ioniques à travers les canaux, associée aux découvertes d’Erwin Neher et Bert Sakmann sur les canaux ioniques isolés.

📖 3. Potentiel d’action et excitabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Dépolarisation transitoire, locale et brève de la membrane, obéissant à la loi du tout ou rien.

★ À maîtriser

• Lors de la dépolarisation, l’entrée de Na⁺ fait passer le potentiel membranaire d’environ −70 mV à +30 mV, soit une variation d’environ 100 mV.

• La repolarisation ramène le potentiel membranaire vers −70 mV grâce à la sortie de K⁺.

📌 Les neurones et les cellules musculaires sont excitables parce qu’ils peuvent générer et propager des potentiels d’action, contrairement aux cellules non excitables dont la densité de canaux ioniques est insuffisante pour en générer.

Compléments

• La pompe Na⁺/K⁺-ATPase restaure les gradients ioniques après le potentiel d’action.

💡 Astuce mémo

Na⁺ entre et dépolarise ; K⁺ sort et repolarise.

📖 4. Organisation et propagation neuronales

★ À maîtriser

• Les dendrites et le corps cellulaire reçoivent les afférences excitatrices et inhibitrices, dont la sommation peut déclencher un potentiel d’action au cône d’émergence de l’axone.

• Le potentiel d’action se propage du cône d’émergence de l’axone jusqu’au bouton axonal, où peut être libéré le neurotransmetteur.

📌 Dans un axone non myélinisé, les canaux Na⁺ et K⁺ répartis régulièrement permettent une conduction continue, lente et de proche en proche, tandis que dans un axone myélinisé, leur accumulation aux nœuds de Ranvier permet une conduction saltatoire plus rapide.

Compléments

• Dans le système nerveux périphérique, une cellule de Schwann myélinise un segment d’axone, tandis qu’un oligodendrocyte du système nerveux central peut myéliniser plusieurs axones adjacents.

• Une section axonale peut modifier la distribution des canaux et des récepteurs et entraîner une hyperexcitabilité sans mort du neurone.

💡 Astuce mémo

Imaginez le PA sautant de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier.

📖 5. Synapses et neurotransmission

★ À maîtriser

📌 Une synapse électrique transmet directement l’influx par des jonctions communicantes entre membranes pré- et postsynaptiques, tandis qu’une synapse chimique transmet un signal par libération d’un neurotransmetteur dans la fente synaptique.

📌 Dans une synapse chimique excitatrice, le neurotransmetteur provoque une dépolarisation postsynaptique par entrée d’ions, tandis qu’une synapse inhibitrice provoque une hyperpolarisation par entrée de Cl⁻ ou sortie de K⁺.

• Les neurotransmetteurs sont stockés dans des vésicules synaptiques ou des grains de sécrétion et sont libérés par exocytose après le signal approprié.

Compléments

• Dans une synapse excitatrice, le récepteur peut être un canal ionique directement ouvert par le neurotransmetteur ou activer une cascade biochimique produisant un second messager qui modifie l’ouverture des canaux.

• Les neurotransmetteurs peuvent être produits dans l’appareil de Golgi puis transportés depuis le corps cellulaire, ou être synthétisés localement dans la synapse et stockés dans des vésicules.

💡 Astuce mémo

Synapse électrique : jonction directe ; synapse chimique : neurotransmetteur dans la fente.

📖 6. Sarcomère et contraction musculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Sarcomère : Unité contractile des myofibrilles, délimitée par deux disques Z.

★ À maîtriser

• La contraction raccourcit le sarcomère par glissement des filaments d’actine sur les filaments de myosine, sans que le cours précise un changement de longueur des filaments eux-mêmes.

• Le calcium rend accessibles les sites de fixation de la myosine sur l’actine, puis les têtes de myosine s’y fixent et font glisser l’actine.

• L’hydrolyse de l’ATP fournit l’énergie au mouvement des têtes de myosine, tandis que la liaison de l’ATP à la myosine rompt la liaison actine-myosine en fin de cycle.

Compléments

• Les filaments d’actine sont ancrés aux disques Z par l’α-actinine, tandis que les filaments de myosine occupent la région centrale sombre du sarcomère.

💡 Astuce mémo

Ca²⁺ libère les sites, la myosine s’accroche, l’ATP fait glisser puis décroche.

📖 7. Jonction neuromusculaire et couplage

🔑 Notions clés & Définitions

• Plaque motrice : Synapse entre le bouton axonal du neurone et la cellule musculaire striée.

★ À maîtriser

• À la jonction neuromusculaire, l’acétylcholine ouvre ses récepteurs ligand-dépendants, la dépolarisation ouvre ensuite les canaux Na⁺ potentiel-dépendants et le potentiel d’action se propage jusqu’aux tubules T.

• Dans la triade, les canaux Ca²⁺ potentiel-dépendants du tubule T interagissent avec les canaux de libération du calcium de la membrane du réticulum sarcoplasmique.

• Selon le cours, le calcium nécessaire à la contraction provient du réticulum sarcoplasmique via les récepteurs de la ryanodine et non du milieu extracellulaire via les canaux Ca²⁺ potentiel-dépendants des tubules T.

Compléments

• À la jonction neuromusculaire, le bouton présynaptique libère l’acétylcholine par exocytose, et la fente synaptique contient des acétylcholinestérases.

💡 Astuce mémo

ACh → PA musculaire → tubule T → réticulum sarcoplasmique → contraction.