Voltage-gated calcium channelVoltage-gated calcium channels (VGCCs), also known as voltage-dependent calcium channels (VDCCs), are a group of voltage-gated ion channels found in the membrane of excitable cells (e.g., muscle, glial cells, neurons, etc.) with a permeability to the calcium ion Ca2+. These channels are slightly permeable to sodium ions, so they are also called Ca2+-Na+ channels, but their permeability to calcium is about 1000-fold greater than to sodium under normal physiological conditions.
Canal calciqueUn canal calcique est un canal ionique (cationique plus précisément), formé de protéines et traversant la membrane des cellules. Il permet le passage de l'ion calcium de l'extérieur à l'intérieur de la cellule. La plupart des canaux dits « calciques » peuvent aussi laisser passer une moindre quantité d'autres cations, plus ou moins selon la structure du pore qui les ouvre, ou selon le potentiel (voltage) ; leur rapport de perméabilité PCa/PNa varie de 0,3 à 10 . (voir aussi l'article transporteur membranaire).
Calcium in biologyCalcium ions (Ca2+) contribute to the physiology and biochemistry of organisms' cells. They play an important role in signal transduction pathways, where they act as a second messenger, in neurotransmitter release from neurons, in contraction of all muscle cell types, and in fertilization. Many enzymes require calcium ions as a cofactor, including several of the coagulation factors. Extracellular calcium is also important for maintaining the potential difference across excitable cell membranes, as well as proper bone formation.
Calcium sparksA calcium spark is the microscopic release of calcium (Ca2+) from a store known as the sarcoplasmic reticulum (SR), located within muscle cells. This release occurs through an ion channel within the membrane of the SR, known as a ryanodine receptor (RyR), which opens upon activation. This process is important as it helps to maintain Ca2+ concentration within the cell. It also initiates muscle contraction in skeletal and cardiac muscles and muscle relaxation in smooth muscles.
Canal sodiumUn canal sodium, ou sodique, est un canal ionique spécifique aux ions sodium. Il en existe de plusieurs types. Le premier à avoir été décrit est le canal sodique du potentiel d'action, responsable entre autres de la dépolarisation du neurone et du myocyte, de la propagation du signal nerveux et de la propagation de l'activation électrique du myocarde. thumb|Vue schématique du canal sodique La sous-unité Alpha constituée de quatre domaines et formant le pore central du canal ainsi que ses deux sous-unités béta Il faut différencier les canaux sodium stricts des canaux perméants aux cations, c’est-à-dire principalement sodium et potassium.
Calcium signalingCalcium signaling is the use of calcium ions (Ca2+) to communicate and drive intracellular processes often as a step in signal transduction. Ca2+ is important for cellular signalling, for once it enters the cytosol of the cytoplasm it exerts allosteric regulatory effects on many enzymes and proteins. Ca2+ can act in signal transduction resulting from activation of ion channels or as a second messenger caused by indirect signal transduction pathways such as G protein-coupled receptors.
Canal ioniqueUn canal ionique est une protéine membranaire qui permet le passage à grande vitesse d'un ou plusieurs ions. Il existe de nombreux types de canaux ioniques. Ils peuvent être sélectivement perméables à un ion tel que le sodium, le calcium, le potassium ou l'ion chlorure, ou bien à plusieurs ions à la fois. Les canaux ioniques sont présents dans la membrane de toutes les cellules. Ils ont un rôle central dans la physiologie des cellules excitables comme les neurones ou les cellules musculaires et cardiaques.
Muscle lissevignette|Tissu musculaire lisse sous microscope Le muscle lisse est un type de muscle dont, à l'inverse du muscle strié, les protéines contractiles ne sont pas organisées sous forme de sarcomères, ce qui lui ôte l'aspect strié lors de l'observation sous microscope. Le muscle lisse se contracte lentement et avec moins de force que le muscle strié. Il est sous le contrôle du système nerveux autonome et du système endocrinien et fonctionne donc de manière indépendante de la volonté.
Ondevignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.
Période réfractaire (physiologie)En électrophysiologie, la période réfractaire est la durée qui succède immédiatement à l'activité d'un nerf ou d'un muscle. Elle est constituée de deux phases. La première phase, pendant laquelle toute stimulation est ignorée, quelle que soit son intensité, par inactivation des canaux sodiques (protéines membranaires) à l'origine de la dépolarisation (phase réfractaire absolue). La deuxième, pendant laquelle le nerf ou le muscle devient hypoexcitable (phase réfractaire relative).
Chloride channelChloride channels are a superfamily of poorly understood ion channels specific for chloride. These channels may conduct many different ions, but are named for chloride because its concentration in vivo is much higher than other anions. Several families of voltage-gated channels and ligand-gated channels (e.g., the CaCC families) have been characterized in humans. Voltage-gated chloride channels perform numerous crucial physiological and cellular functions, such as controlling pH, volume homeostasis, transporting organic solutes, regulating cell migration, proliferation, and differentiation.
Voltage clampThe voltage clamp is an experimental method used by electrophysiologists to measure the ion currents through the membranes of excitable cells, such as neurons, while holding the membrane voltage at a set level. A basic voltage clamp will iteratively measure the membrane potential, and then change the membrane potential (voltage) to a desired value by adding the necessary current. This "clamps" the cell membrane at a desired constant voltage, allowing the voltage clamp to record what currents are delivered.
Potentiel d'actionvignette|Le déplacement d'un potentiel d'action le long d'un axone, modifie la polarité de la membrane cellulaire. Les canaux ioniques sodium Na+ et potassium K+ voltage-dépendants s'ouvrent puis se ferment quand la membrane atteint le potentiel seuil, en réponse à un signal en provenance d'un autre neurone. À l'initiation du potentiel d'action, le canal Na+ s'ouvre et le Na+ extracellulaire rentre dans l'axone, provoquant une dépolarisation. Ensuite la repolarisation se produit lorsque le canal K+ s'ouvre et le K+ intracellulaire sort de l'axone.
Potentiel électrochimique de membraneToute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.
MyocyteLes myocytes, ou fibres musculaires, sont des cellules capables de contraction (syncytium, fusion de plusieurs cellules). On distingue principalement les des myocytes lisses. Les propriétés contractiles des cellules musculaires tiennent de la présence d'éléments du cytosquelette capables de se contracter à la suite d'une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire. Ces éléments contractiles élémentaires sont constitués de microfilaments d'actine couplés à des myofilaments de myosine.
Échangeur sodium-calciumL'échangeur sodium-calcium (souvent noté Na+ / Ca2+ échangeur, NCX, ou protéine de change) est une protéine de membrane, ou canal ionique, qui utilise l'énergie qui est stockée dans le gradient électrochimique de sodium (Na+), en permettant au Na+ d'entrer dans la cellule selon son gradient en échange d'une sortie (antiport) d'ions calcium (Ca2+). Le NCX fait sortir un seul ion calcium, en échange de l'importation de trois ions sodium. L'échangeur existe dans beaucoup de différents types de cellules et d'espèces animales.
Contraction musculaireLa contraction musculaire résulte de la contraction coordonnée de chacune des cellules du muscle. Il existe quatre phases au cours de la contraction d'une cellule musculaire « type » : l'excitation ou la stimulation qui correspond à l'arrivée du message nerveux sur la fibre musculaire ; le couplage excitation-contraction qui regroupe l'ensemble des processus permettant de transformer le signal nerveux reçu par la cellule en un signal intracellulaire vers les fibres contractiles ; la contraction proprement dite ; la relaxation qui est le retour de la cellule musculaire à l'état de repos physiologique.
Gating (electrophysiology)In electrophysiology, the term gating refers to the opening (activation) or closing (by deactivation or inactivation) of ion channels. This change in conformation is a response to changes in transmembrane voltage. When ion channels are in a 'closed' (non-conducting) state, they are impermeable to ions and do not conduct electrical current. When ion channels are in their open state, they conduct electrical current by allowing specific types of ions to pass through them, and thus, across the plasma membrane of the cell.
Capillary waveA capillary wave is a wave traveling along the phase boundary of a fluid, whose dynamics and phase velocity are dominated by the effects of surface tension. Capillary waves are common in nature, and are often referred to as ripples. The wavelength of capillary waves on water is typically less than a few centimeters, with a phase speed in excess of 0.2–0.3 meter/second. A longer wavelength on a fluid interface will result in gravity–capillary waves which are influenced by both the effects of surface tension and gravity, as well as by fluid inertia.
Récepteur de la ryanodineLes récepteurs de la ryanodine RyR constituent une classe de canaux calciques dans diverses formes de muscles. Ce sont des homotétramères formés de 4 sous-unités identiques, insérées dans la membrane du réticulum sarcoplasmique. Chaque monomère comporte 4 hélices transmembranaires qui entourent un canal permettant la sortie des ions calcium Ca de la lumière du réticulum vers le cytoplasme. Leur ouverture est déclenchée par des concentrations micromolaires d'ions calcium ou par la ryanodine (mais inhibitrice à forte dose) ou la caféine.
