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CONSTANCE HAMMOND
NEUROPHYSIOLOGIE CELLULAIRE
LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-1 : Observations et récepteurs-canaux du glutamate
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
PPSE = dépolarisation transitoire de la membrane postsynaptique
potentiel d’action
potentiel postsynaptique
• configuration cellule entière • mode courant imposé
1
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
l’APV (40 µM) modifie le décours temporel du PPSE
2
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
APV + NBQX (1 µM) font disparaître le PPSE
2’
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
Parfois : réponse résiduelle
3
Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE) 4
Les récepteurs du glutamate
• récepteurs ionotropiques (= récepteurs-canaux)
• récepteurs métabotropiques
5
Structure d’un récepteur-canal du glutamate
4 sous-unités
6
Structure d’un récepteur-canal du glutamate
3 types de récepteurs-canaux du glutamate :
• AMPA (sous-unités GluA1-4)
• Kaïnate (sous-unités GluK1-5)
• NMDA (sous-unités GluN1-2A-D)
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NEUROPHYSIOLOGIE CELLULAIRE
LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-2 : Courant glutamate unitaire de type AMPA
Le récepteur-canal glutamate de type AMPA 8
AMPA
glutamate
O
HO
O
OH
NH2
HONH2
OHO
ON
• configuration outside-out• mode voltage imposé
Le courant glutamate de type AMPA 9
Le courant glutamate de type AMPA
• Courant AMPA voltage-indépendant • Courant cationique
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Le courant glutamate de type AMPA
les ions Na+ participent au courant AMPA. OF
11
CONSTANCE HAMMOND
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LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-3 : Courant AMPA total
Le courant AMPA total
Pour isoler les courants AMPA
Bloquants :
• gabazine (10 µM) vs canaux GABA
• APV (40 µM) vs canaux NMDA
• bloquant spécifique des canaux kaïnate, si nécessaire
• configuration cellule entière• mode voltage imposé• activité spontanée
12
Courant AMPA total et PPSE AMPA
Le courant AMPA total est entrant
13
Résumé sur les récepteurs AMPA
• Agonistes : o glutamate o AMPA
• Antagoniste compétitif : NBQX (1 µM)
• Voltage-indépendant
• Courant cationique : ions Na+ et K+
• Perméabilité au Ca2+ : selon la sous-unité GluA2
(voir annexe)
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LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-4 : Courant glutamate unitaire de type NMDA
Le récepteur-canal du glutamate de type NMDA15
NMDA
glutamate
O
HO
O
OH
NH2
HN
OHHO
O
Le courant unitaire NMDA
• configuration outside-out• mode voltage imposé
16
Le courant unitaire NMDA
• configuration outside-out• mode voltage imposé
17
Les ions Mg2+ extracellulaires bloquent les récepteurs NMDA à des potentiels hyperpolarisés.
Blocage des récepteurs NMDA par les ions Mg2+
• configuration outside-out• mode voltage imposé
18
Blocage des récepteurs NMDA par les ions Mg2+
Blocage Mg2+ sensible au voltage
Ca2+
Mg2+
Na2+
K+
19
-60 mV
-
+
Blocage des récepteurs NMDA par les ions Mg2+
Blocage Mg2+ sensible au voltage
Ca2+
Mg2+
Na2+
K+
20
+40 mV
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LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-5 : Courant NMDA total
Le courant NMDA total
• configuration cellule entière• mode voltage imposé
Pour isoler les courants NMDA :
Bloquants :• gabazine (10 µM) vs canaux GABA• CNQX (10 µM) vs canaux AMPA/KA
VH = +40 mV (pas de blocage Mg2+)
21
Le courant NMDA total
e e
22
Le courant NMDA total
Les récepteurs NMDA sont perméables aux ions Ca2+ et bloqués par les ions Mg2+.
e e
23
Résumé sur les récepteurs NMDA
• Agonistes : o glutamate o NMDA
• Antagoniste compétitif : APV
• Voltage-dépendant (blocage Mg2+) - (voir annexe)
• Courant cationique : ions Na+ , K+ et Ca2+
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LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE GLUTAMATERGIQUE
Vidéo 4-6 : Conclusion
Membrane présynaptique : - canaux Ca2+
- protéines d’ancrage
- sites de libération des vésicules synaptiques (glutamate)
- transporteurs du glutamate (recapture)
Membrane postsynaptique : - récepteurs-canaux AMPA, KA
et/ou NMDA
- récepteurs métabotropiquesmGluR
La transmission glutamatergique en bref25
3 types de récepteurs-canaux du glutamate : AMPA, KA et NMDA.
Tous formés par 4 sous-unités (tétramères)
• Récepteurs AMPA : sous-unités GluA1 à GluA4
• Récepteurs NMDA : 2 sous-unités GluN1 + 2 sous-unités GluN2A à D
La transmission glutamatergique en bref26
2 types de récepteurs AMPA :
Avec la sous-unité GluA2 :• perméables aux cations Na+ et K+
• imperméables aux ions Ca2+ (voir annexe)• les plus abondants
Sans la sous-unité GluA2 : perméables aux cations Na+, K+ et Ca2+ (voir annexe)
La transmission glutamatergique en bref27
Récepteurs NMDA
Fixation combinée de deux ligands :• glutamate sur les sous-unités GluN2 (A-D) • glycine sur la sous-unité GluN1 (voir annexe)
Perméables aux cations Na+, K+ et Ca2+
Sensibles au voltage (blocage par les ions Mg2+ à des potentiels hyperpolarisés - voir annexe)
Cinétique lente
La transmission glutamatergique en bref28
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