• rappel sur le principe du patch clamp et ses différentes configurations :
• étude électrophysiologique d’un canal unitaire
• courbe i = f(V) ; calcul de la conductance unitaire
• sélectivité partielle ; calcul du rapport de conductance pour deux ions différents.
• inactivation – probabilité d’ouverture
• du courant unitaire au courant global
• courbe IV en configuration cellule entière
• canaux ioniques non dépendants du potentiel

cellule entière (whole cell clamp)

patch excisé (excised patch) :

Quelles sont les caractéristiques, les avantages et les inconvénients de chaque méthode ?

Qu’est-ce qui permet de dire que le canal étudié est un canal dépendant du potentiel (voltage-dependent) ?

Ces concentrations Na⁺ et en K⁺ sont-elles proches des concentrations physiologiques ?

Calculer les potentiels d’équilibre pour chaque ion.

réalisation de sauts de potentiel d’amplitude et de durée variable, à partir d’un potentiel de maintien (V_H = holding potential)

pour chaque valeur de potentiel membranaire la valeur du courant du courant a été la suivante :
 

Vm (mV)	-40	-20	0	20	40	60
i (pA)	-1,853	-1,453	-1,053	-0,653	-0,253	0,147

Tracer la courbe i = f(V).

Déterminer le potentiel d’inversion du courant. Comparer au potentiel d’équilibre des ions Na⁺ et en K⁺. Que peut-on en conclure sur la nature du courant étudié ?

À partir de la courbe iV, déterminer la conductance (g) du canal étudié. 

On substitue dans le milieu intrapipette une partie des ions Na⁺ par de la choline (substance ionique de diamètre trop important pour traverser le canal). Les concentrations en sodium et potassium sont alors les suivantes :

composition des milieux intra- et extrapipette :
 

On obtient les valeurs suivantes de courant pour les sauts de potentiels correspondants :
 

tracer la courbe i = f (V). Déterminer le potentiel d’inversion. Que peut-on en conclure sur la spécificité du canal étudié ?

Calculer le rapport des conductances au Na⁺ et au K⁺ (g_Na/g_K).
 

Quel est l’effet de la pronase sur le courant unitaire ?

Pourquoi détermine-t-on la probabilité d’ouverture à l’état stationnaire en présence de pronase ?

Courant globaux sodiques recueillis sur un axone de nerf sciatique de grenouille. Les expériences sont effectuées en présence de tétraéthylammonium (TEA).

Comment expliquer l’aspect du courant global en fonction des caractéristiques du courant unitaire ?
Pourquoi les expériences ont-elles été effectuées en présence de TEA ?

Les concentrations ioniques sont les suivantes.
 

Les résultats sont les suivants :

Vm (mV)

-80	-60	-40	-20	0	20	40	60	80
-0,729	-4,502	-23,350	-63,740	-70,974	-50,637	-25,562	0,000	25,599

I (nA)

Tracer la courbe IV. Déterminer le potentiel d’inversion. Le comparer au potentiel d’équilibre des ions Na⁺ et K⁺. Que peut-on en déduire sur la nature du courant ?
 

• dépendant d’un agoniste : la probabilité d’ouverture dépend de la liaison d’un agoniste

• mécanosensible : la probabilité d’ouverture dépend de la pression

• dépendant du calcium : la probabilité d’ouverture dépend de la concentration cytosolique en Ca²⁺

Comment varie l’intensité du courant en fonction de la concentration cytosolique en calcium ? Comment varie l’intensité du courant en fonction du potentiel de membrane ? pourquoi ?