(MEDI-G1103)
Les organismes vivants sont des structures complexes où l’organisation temporelle joue un rôle aussi important que l’organisation spatiale. Cette organisation temporelle s’exprime au travers d’un large éventail de phénomènes oscillants. Ces rythmes sont perceptibles au niveau de l’organisme dans son ensemble : rythmes circadiens, cycles hormonaux, respiration, rythme cardiaque. Cette propriété s’étend naturellement au niveau cellulaire où l’on rencontre oscillations biochimiques et activité électrique. L’objet de ce cours concerne cette dernière classe de phénomènes. L’activité électrique des cellules excitables se manifeste sous la forme d’oscillations de la différence de potentiel transmembranaire. L’existence de ces oscillations repose sur les propriétés électriques particulières de la membrane de ces cellules. L’existence de gradients ioniques transmembranaires entretenus par la cellule, combinée avec la perméabilité ionique sélective de la membrane due à l’existence des canaux ioniques, permet à cette dernière de se comporter comme un circuit électrique non linéaire. Cette non linéarité permet l’apparition d’oscillations complexes du potentiel membranaire qui jouent un rôle clé dans de nombreux processus physiologiques, notamment au niveau neuronal, cardiaque, musculaire et pancréatique. Ce cours a pour but de vous permettre d’acquérir les bases physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes qui sont à la base des propriétés spécifiques des cellules excitables. Dans ce but, les notions fondamentales liées aux phénomènes électriques en biologie seront graduellement abordées (champ électrique, potentiel et énergie électrique, électrostatique des conducteurs, courants électriques dans les conducteurs, théorie des circuits) et illustrées dans le cadre de l’étude de la physiologie des cellules excitables. Vous serez ainsi amenés à établir le lien entre les propriétés moléculaires de la membrane des cellules excitables et la modélisation de celle-ci en terme de circuit équivalent. Ceci vous permettra de comprendre les processus dynamiques à la base de l’excitabilité cellulaire et le rôle central joué par les différents types de canaux ioniques présents dans la membrane.