Caractérisation et étude des propriétés des canaux potassiques unitaires des cellules isolées du cœur de mammifère, en cultures primaires

Abstract

Le but du travail présenté dans ce mémoire, était d'étudier le mode de fonctionnement d'un canal unitaire potassique. Il a été précédé par la mise au point d'une technique d'isolation et de mise en culture primaire des cellules ventriculaires de coeur de mammifère (rats nouveau-nés). La seconde partie technique du travail a consisté à adapter la méthode de "patch clamp" proposée par HAMILL et coll., en 1981, à l'étude des canaux ioniques unitaires et aux courants macroscopiques des cellules cardiaques. Ceci nous a permis de montrer l'existence de plusieurs types de canaux Kea la surface de ces cellules. Malgré leur faible densité (1 canal/Ce) ces canaux ioniques transmembranaires doivent être groupés par petits nombres de 2 à 6 unités, en particulier pour ceux de type I, pour lesquels les enregistrements de type multi-canaux sont très souvent observés par rapport au petit nombre d'expériences où un seul canal est actif dans les fragments de membrane testés. Ce canal de type 1, sur lequel s'est focalisé l'ensemble de l'étude, a été défini comme étant un canal plutôt sélectif au K bien qu'il laisse perméer des ions Na avec un rapport de Perméabilité de PNa/PK = 0.056. Ce canal a la propriété de s'activer quand la membrane est dépolarisée, ce qui correspond à une augmentation de la probabilité d'ouverture du canal P en dépolarisation. D'autre part, la courbe courant/voltage du canal unitaire semble rectifier d'autant plus drastiquement que la concentration externe de K est élevée. II a également été montre que l'ion perméant pouvait influencer la conductance unitaire et le "gating" du canal. En effet, la propriété du canal a conduire les ions et son aptitude a passer dans l'état conducteur (état ouvert) augmente en fonction de [K]. La conductance du canal est un phénomène saturable qui rappelle les propriétés des systèmes enzymatiques. Une constante de dissociation apparente K = 100 mM a été évaluée pour le K pour une conductance maximale: y max - 50 pS avec [K]o = 500 mM. Ce travail a permis de montrer que le Na aurait un effet facilitateur sur la conductance pour les [K]o faibles. Le canal étudié a également la propriété intrinsèque de rectifier dans le sens entrant. Une série d'expériences a permis de montrer que le comportement global du canal pendant des impulsions de potentiels, dépendait du voltage avant et après les transitions. Ces expériences ont également permis de montrer que la propriété de rectification du canal était une caractéristique du canal dans l'état ouvert, et que cette rectification était un phénomène instantanément réversible en fonction du voltage qui correspond à une modification de la propriété de conduction du "pore". La cinétique du canal a été étudiée en détail à partir d'un modèle à 3 états de type C-0-C en fonction du potentiel transmembranaire et de la [K]o. Les effets d'inhibiteurs, tels que la 4.A.P., le Cs et le Ba, ont permis de montrer différents modes d'inhibition fonctionnelle de ce type de canal. Enfin, les canaux de type 1 ne sont pas sensibles à l'acétylcholine un activateur connu de certains types de canaux K

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