La plupart des cours de physiologie commencent par enseigner les potentiels membranaires dans différentes cellules. Beaucoup de nos étudiants trouvent ces idées difficiles à comprendre. Souvent, ils essaient de mémoriser des faits plutôt que de comprendre les mécanismes. La tâche la plus difficile peut être l’interprétation de la génération potentielle du stimulateur cardiaque dans les cellules sino-auriculaires (SA)., Cet éclairage tente d’améliorer la compréhension des potentiels membranaires par les élèves en leur donnant une interprétation simplifiée de la génération de potentiel de stimulateur cardiaque avant d’avoir des discussions de groupe.

Ce modèle simplifié interprète le potentiel du stimulateur cardiaque comme une onde d’hyperpolarisation qui n’est pas capable d’atteindre le potentiel hypothétique de la membrane de repos (calculé pour être d’environ -14 mV), car le potentiel de déclenchement des canaux calcium / sodium (-40 mV) initie le cycle suivant., Le cycle continu de l’activité électrique dans les cellules SA serait alors composé de quatre étapes: dépolarisation (ouverture des canaux calcium/sodium), repolarisation avec hyperpolarisation (ouverture de plusieurs types de canaux potassiques), récupération d’hyperpolarisation (arrêt de la perméabilité potassique), et déclenchement de la dépolarisation sans jamais atteindre le potentiel membranaire au repos. Bien qu’il s’agisse d’une interprétation trop simplifiée de la génération potentielle de SA, les étudiants qui peuvent La comprendre et en discuter sont mieux en mesure d’interpréter les potentiels membranaires de repos et d’action.,

le texte suivant est donné aux étudiants en médecine comme matériel de lecture pour la discussion qui est habituellement prévue pour la semaine suivante. Les étudiants peuvent utiliser leurs manuels (1, 3) ou d’autres références (2, 4). Dans les caractéristiques simplifiées des cellules SA ci-dessous, les étudiants sont invités à calculer le potentiel de repos hypothétique des cellules SA sur la base d’un rapport de perméabilité Na/K de 0,58:1,00 et des concentrations d’ions suivantes: na extracellulaire+ = 142 meq/l et K+ = 4; Na intracellulaire+ = 14 meq/l et K+ = 142 meq/l (4).,

Réponse

où FEM est la force électromotrice.

on s’attend également à ce qu’ils dessinent un graphique similaire à la Fig. 1.

Une interprétation simplifiée de la SA génération de potentiel. Veuillez vous référer à vos manuels et à d’autres sources.

faits simples sur les potentiels membranaires.,

1) les membranes plus perméables ont des potentiels membranaires mieux définis qui sont moins variables que les potentiels des membranes moins perméables. La perméabilité élevée semble ancrer le potentiel membranaire près du potentiel de Nernst de cet ion. Le coût de la stabilisation est le flux ionique élevé qui doit être compensé par Plus de travail des pompes ioniques.

2) L’hyperpolarisation peut être décrite comme une négativité plus prononcée du potentiel membranaire après repolarisation., L’occurrence, la quantité et la durée de l’onde d’hyperpolarisation reflètent nécessairement la perméabilité momentanée de la membrane pour certains ions. L’hyperpolarisation est causée par l’augmentation relative temporaire de la perméabilité au potassium par rapport à la phase de repos. Si cette augmentation de la perméabilité au potassium est faible, l’onde d’hyperpolarisation sera également faible. Par exemple, si une certaine membrane est presque exclusivement perméable aux ions K+, elle aura un potentiel membranaire proche du potentiel de Nernst de potassium., Pendant la repolarisation, cette membrane ne s’hyperpolarisera pas, car une ouverture supplémentaire des canaux potassiques ne peut pas rapprocher le potentiel du potentiel de Nernst.

Caractéristiques simplifiées des cellules SA.

dans les cellules SA, la perméabilité pour Na+ et K+ est similaire, de sorte que les potentiels membranaires sont entre les potentiels de Nernst pour le potassium et pour le sodium. Parce que la perméabilité globale est faible, le potentiel de membrane est également moins stable. Calculer le potentiel de repos si le rapport de perméabilité Na/K est de 0,58: 1.,00 et Na+ extracellulaire = 142 meq/l, K+ = 4; intracellulaire de Na+ = 14 meq/l et K+ = 142 meq/l (4).

proposition d’hyperpolarisation de la base de l’interprétation de SA potentiels.

1) lors de la repolarisation à partir du pic de dépolarisation, les canaux K+ lents qui sont progressivement activés pendant la dépolarisation rendent la membrane beaucoup plus perméable au potassium. Ainsi, le potentiel membranaire devient progressivement plus négatif, se déplaçant vers le potentiel de potassium Nernst. Cette onde d’hyperpolarisation est formée par l’ouverture et la fermeture de différents ensembles de canaux K+.,

2) lorsque tous les canaux K + qui ont été ouverts pendant la dépolarisation sont fermés, le potentiel membranaire atteindra le potentiel de repos qui reflète le rapport de perméabilité Na/K. Dans les cellules SA, le potentiel membranaire au repos n’est jamais atteint, car il se situe au-dessus du potentiel de déclenchement des canaux calcium/sodium.,

3) un cycle continu d’activité électrique dans les cellules SA comprend les quatre étapes suivantes: dépolarisation (ouverture des canaux calcium / sodium), repolarisation avec hyperpolarisation (ouverture de plusieurs types de canaux potassiques), récupération d’hyperpolarisation (arrêt de l’augmentation de la perméabilité potassique) et déclenchement de la dépolarisation sans jamais atteindre les potentiels membranaires au repos.,

activités pour les étudiants

1) Utilisez les chiffres des potentiels SA de votre manuel et marquez le niveau calculé du potentiel membranaire hypothétique au repos des cellules SA-nodales.

2) Cela a-t-il un sens pour vous?

3) dessinez un graphique de deux potentiels D’action SA. Marquez l’axe vertical en mV (+ ET−) et l’axe horizontal en secondes.

4) énumérez les avantages et les inconvénients du modèle proposé.

5) discutez du modèle avec vos camarades de classe.