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COURS DE PHARMACOLOGIE LES SYSTEMES IONIQUES LES SYSTEMES IONIQUESPLANIntroduction I. Les systèmes ioniques II. Biologie des systèmes ioniques III. Pharmacodynamie.

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1 COURS DE PHARMACOLOGIE LES SYSTEMES IONIQUES LES SYSTEMES IONIQUESPLANIntroduction I. Les systèmes ioniques II. Biologie des systèmes ioniques III. Pharmacodynamie des S.I. IV. Applications thérapeutiques Conclusion

2 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 1. Rôle de la membrane plasmique La membrane plasmique a une nature protéique, La membrane plasmique a une nature protéique, Les molécules sont assemblées par des interactions non covalentes en bicouche. Les molécules sont assemblées par des interactions non covalentes en bicouche. Les phospholipides sont organisées en bicouches et constituent une barrière pour les molécules hydrosolubles et les ions. Les phospholipides sont organisées en bicouches et constituent une barrière pour les molécules hydrosolubles et les ions. Les protéines sont dissoutes dans la bicouche lipidique et interviennent dans le fonctionnement membranaire: Les protéines sont dissoutes dans la bicouche lipidique et interviennent dans le fonctionnement membranaire:

3 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 1. Rôle de la membrane ionique Fonctionnement membranaire: transfert dions, réactions enzymatiques, récepteurs, transmission des signaux de médiateurs chimiques. Fonctionnement membranaire: transfert dions, réactions enzymatiques, récepteurs, transmission des signaux de médiateurs chimiques. Il existe une DDP de part et dautre de la membrane liée à des gradients de concentration ionique: activité des canaux et pompes ATPase. Il existe une DDP de part et dautre de la membrane liée à des gradients de concentration ionique: activité des canaux et pompes ATPase.

4 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques

5 2. Potentiel de repos cellulaire Le potentiel de repos cellulaire est fonction des espèces. Le potentiel de repos cellulaire est fonction des espèces. Il est maintenu grâce à la pompe Na + /K + ATPase et au canal K +. Il est maintenu grâce à la pompe Na + /K + ATPase et au canal K +. Na + /K + ATPase crée un déséquilibre entre les charges + (entrée de 2K + contre sortie de 3Na + ) Na + /K + ATPase crée un déséquilibre entre les charges + (entrée de 2K + contre sortie de 3Na + ) Lintérieur de la cellule sera donc électronégatif. Lintérieur de la cellule sera donc électronégatif. Le canal K + régule la fuite ou lentrée du K + selon le potentiel de mbre. Cela produit un gradient électrochimique K + de repos. Le canal K + régule la fuite ou lentrée du K + selon le potentiel de mbre. Cela produit un gradient électrochimique K + de repos. Toute modification du gradient électrochimique de repos provoque une dépolarisation ou une hyperpolarisation qui declenche le mécanisme de la pompe. Toute modification du gradient électrochimique de repos provoque une dépolarisation ou une hyperpolarisation qui declenche le mécanisme de la pompe.

6 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques Différence de potentiel membranaire

7 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques Le potentiel de membrane d'une cellule est dû à la séparation de charges consécutive au flux ionique à travers les canaux potassium, lui même dû au déséquilibre ionique entretenu activement par les pompes sodium/potassium

8 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 3. Potentiel daction La DDP est -60 à -70 mV et correspond au potentiel de repos: il sagit dun état déquilibre. La DDP est -60 à -70 mV et correspond au potentiel de repos: il sagit dun état déquilibre. La DDP est liée au transport et au gradient de concentration qui existe entre le Na + et le K +. La DDP est liée au transport et au gradient de concentration qui existe entre le Na + et le K +. Si la DDP est suffisamment proche de zéro, il se produit un phénomène de dépolarisation. Si la DDP est suffisamment proche de zéro, il se produit un phénomène de dépolarisation. Si la dépolarisation atteint un certain niveau (-20 mV par ex) un processus auto-catalytique fait apparaître un potentiel daction. Si la dépolarisation atteint un certain niveau (-20 mV par ex) un processus auto-catalytique fait apparaître un potentiel daction.

9 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 3. Potentiel daction Après le potentiel daction, la DDP revient à sa valeur initiale après être passée par une valeur inférieure à celle du potentiel de repos (hyperpolarisation). Après le potentiel daction, la DDP revient à sa valeur initiale après être passée par une valeur inférieure à celle du potentiel de repos (hyperpolarisation). Le mécanisme est le suivant pour la cellule nerveuse: Le mécanisme est le suivant pour la cellule nerveuse: - La dépolarisation augmente la perméabilité au sodium (ouverture des canaux Na + ). - Après quelque msec, le canal NA + se referme et il y aura répolarisation par une sortie de K +. - Hyperpolarisation légère suite à laugmentation transitoire de la perméabilité au K +.

10 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 3. Potentiel daction Le mécanisme est le suivant pour la cellule cardiaque: Le mécanisme est le suivant pour la cellule cardiaque: - La dépolarisation augmente la perméabilité au sodium (ouverture des canaux Na + ). - Après quelque msec, le canal NA+ se referme et il y aura ouverture des canaux Ca2 + et K + (Entrée de Ca2+ et sortie de K + ) provoquant une répolarisation lente. - Répolarisation rapide par entrée de K +. - Retour au potentiel de repos grâce à la pompe Na + /K + ATPase. - La durée du PA cardiaque est > à celle de la cellule nerveuse.

11 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 4. Effet biologique des systèmes ioniques 4.1. Système Nerveux Central. - Maintien DDP et PA grâce à la pompe Na+/K+ ATPase et au Canal K+ - Libération des neurotransmetteurs grâce au canal Ca2+. - Transmission de linflux nerveux, activation des enzymes grâce aux ions Mg Système nerveux périphériques Cœur Cœur - Maintien de la DDP, répolarisation, contraction, conductibilité, rythme grâce aux ions Na+, Cl-, Ca2+, K+

12 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 4. Effet biologique des systèmes ioniques 4.2. Système nerveux périphériques Intestin Intestin - Transport de substances comme les acides aminés, vitamines, autres ions grâce à la pompe Na+/K+ ATPase. - Sécrétion cellulaire grâce au canal Ca2+. Estomac Estomac - Constitution du suc gastrique grâce aux ions H+, Cl-. - Neutralité gastrique grâce aux ions HCO Sécrétion acide grâce au canal K+/H+

13 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 4. Effet biologique des systèmes ioniques 4.2. Système nerveux périphériques Rein Rein - Réabsorption Na+ et eau grâce à la pompe Na+/K+ ATPase. - Co-transport au niveau de lanse de Henlé grâce au canal Na+/K+/Cl-. - Acidification de lurine au niveau du TCD grâce au canal Na+/H+

14 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 4. Effet biologique des systèmes ioniques 4.2. Système nerveux périphériques Métabolisme Métabolisme - Exocytose neuronal, dégranulation mastocytaire, processus sécrétoire, migration cellulaire grâce à la pompe Na+/K+ ATPase, aux canaux Ca2+, aux ions Mg2+. - Sécrétion rénale, acide au niveau du TD et dinsuline grâce au canal K+/H+.

15 LES SYSTEMES IONIQUES II. Biologie des systèmes ioniques 4. Effet biologique des systèmes ioniques 4.2. Système nerveux périphériques Métabolisme Métabolisme - Coagulation sanguine, contraction musculaire, formation des dents, activation enzymatique, métabolisme protéique grâce au canal Ca2+ et aux ions Mg2+. - Équilibre acido-basique grâce aux canaux H+, Cl-, K+, Na+, HCO Equilibre aqueux grâce aux ions H+, Cl-, K+. - Contraction musculaire grâce au canal K+

16 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 1. Transport actif par les pompes Grâce à lénergie fournie par lhydrolyse de lATP ou le mouvement de Na+, ces pompes vont intervenir dans: Lhoméostasie cellulaire Lhoméostasie cellulaire Maintien à leur valeur normale des différentes constantes physiologiques (concentration ionique, pH…) dans un environnement ionique variable. Le gradient ionique régulant le potentiel de membrane Le gradient ionique régulant le potentiel de membrane La fonction spécifique par sécrétion de H+ (muqueuse gastrique) La fonction spécifique par sécrétion de H+ (muqueuse gastrique)

17 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 1. Transport actif par les pompes Plusieurs substances agissent sur ces pompes 1.1. Pompe Na+/K+ ATPase - Glucosides cardiotoniques : ils inhibent la pompe, ce sont des tonicardiaques (renforcement de lactivité) et anti-arythmiques (ralentissement ou régulation). Ex: Digitoxine, Digoxine, Ouabaïne. Spécialité: GRATUSMINAL (contient 3mg douabaïne/mL) - Diurétiques thiazidiques : Ils inhibent la pompe, provoquent une fuite de K+, augmentent la sécrétion urinaire Ex: Chlorothiazide, Indapamide, Digitaliques.

18 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI Digoxine Inhibition de la Na + /K + ATPase Concentration intracellulaire de Na + et de K + Diminution de la polarisation cellulaire (rythme) Activation de léchangeur Na + /Ca 2+ Entrée de calcium Myocarde Fibres lisses vasculaires Vasoconstriction Inotrope+, tonotrope+, débit cardiaque Diminution du tonus sympathique Vasodilatation

19 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 1. Transport actif par les pompes 1.2. Pompe H+/K+ ATPase - Anti-sécrétoires gastriques : ils inhibent la pompe, - Ex: Oméprazole Pompe Ca2+/Mg2+ ATPase - Papavériniques myorelaxants : Ils inhibent la pompe, provoquent laugmentation de lAMPc de la cellule. Ce sont des antispasmodiques de la musculature lisse - Ocytociques myotoniques: ils activent la pompe, ce sont des contracturants utérins.

20 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 2. Substances des canaux passifs potentiels dépendants Canal Na + Canal Na + - Anesthésiques locaux et généraux : ils sopposent à lactivité neuronale conduisant à linsensibilisation: lidocaïne, butacaïne. - Anti-arythmiques cardiaques: ils sopposent à lexcitabilité, conductibilité cardiaque. Ce sont des isorégulateurs (Li + ): Quinidines (classeI) Canal K + Canal K + - Atropine : anticholinergique, provoquent laugmentation de [K + ] intra-cellulaire.

21 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 2. Substances des canaux passifs potentiels dépendants Canal K + Canal K + - Amiodarone: Antiarythmique cardiaque (classeIII), anti-angoreux. - Sulfamides hypoglycémiants: ils inhibent le canal K+ provoquant laugmentation de linsuline. Ex: Glicaside, Glibenclamide. Canal Ca 2+ Canal Ca 2+ - Les inhibiteurs de ce canal sont myorelaxants, anti-HTA, anti- angor, antispasmodique, et anti-arythmiques cardiaques.

22 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 2. Substances des canaux passifs potentiels dépendants Canal Cl - Canal Cl - - Récepteurs GABA-A: Sédation du SNC par hyperpolarisation. Ex: Les barbituriques, hypnotiques, anxiolytiques, myorelaxants, anti-convulsivants. 3.Canaux de co-transfert. Canal Na + /Ca 2+ Canal Na + /Ca 2+ - Anti-allergiques et antidégranulants: ils sopposent à linflammations allergiques. Ex: Cromoglycolate sodique, Kétotifène.

23 LES SYSTEMES IONIQUES III. Pharmacodynamie des SI 3.Canaux de co-transfert. Canal Na + /Ca 2+ Canal Na + /Ca 2+ - Tonicardiaques inotropes+: β1 adrénergique (isoprénaline, adrénaline, dobutamine) et les digitaliques. Canal Na + /Cl - /K + Canal Na + /Cl - /K + - Diurétiques de lAnse, Furosémides et apparentés. Anti-HTA, anti- oedémateux, OAP(?), insuffisance cardiaque. Ces substances Provoquent une fuite de K+. Canal Na + /H + Canal Na + /H + -Diurétiques pseudo anti-aldostérone. Action au niveau du tube contourné distal provoquant l acidification des urines.

24 LES SYSTEMES IONIQUES IV. Applications thérapeutiques 1.Cardiologie Tonicardiaques Tonicardiaques - Digitaliques: β1 adrénergique (isoprénaline, adrénaline, dobutamine) et les digitaliques. - Sympathomimétiques (β1 adrénergique) isoprénaline, Dopamine, dobutamine. Indiqués dans linsuffisance cardiaque aigue. Anti-HTA Anti-HTA - Diurétiques de lanse de Henlé: Furosémide, hydrochlorothiazide (insuffisance cardiaque congestive). - Inhibiteur du Ca 2+ : Vérapamil, Diltiazem.

25 LES SYSTEMES IONIQUES IV. Applications thérapeutiques 1.Cardiologie Anti-arythmiques cardiaques Anti-arythmiques cardiaques - Quinidine-likes: Classe I de Vaughan-williams. Quinindine, Diphénylhydantoïne, xylocaïne. - Amiodarone classe III. - Inhibiteurs calciques Antiangoreux Antiangoreux - Inhibiteurs calciques

26 LES SYSTEMES IONIQUES IV. Applications thérapeutiques 2.Néphrologie Insuffisance rénale (aiguë ou chronique): diurétiques thiazidiques acides de lanse, Furosémide. Insuffisance rénale (aiguë ou chronique): diurétiques thiazidiques acides de lanse, Furosémide. 3.Neurologie Anesthésiologie Anesthésiologie - Anesthésiques locaux: neurotransmission liée au canal Na + /Ca 2+. Procaïne, Amyéleine, Xylocaïne, Cocaïne. - Anesthésiques généraux: Mouvement du Na +. Morphiniques, Benzodiazépine

27 LES SYSTEMES IONIQUES IV. Applications thérapeutiques 3.Neurologie Anti-épileptiques: Barbituriques, Diphénylhydantoïne, Benzodiazépines. Anti-épileptiques: Barbituriques, Diphénylhydantoïne, Benzodiazépines. Anxiolytiques – Hypnotiques - Myorelaxants: Barbituriques, Benzodiazépines, Zopiclon/Zolpidem. Anxiolytiques – Hypnotiques - Myorelaxants: Barbituriques, Benzodiazépines, Zopiclon/Zolpidem. Psychorégulateurs (Dépression, Psychoses): Li, Carbamazépine Psychorégulateurs (Dépression, Psychoses): Li, Carbamazépine 4.Gastro-entérologie Antiulcéreux – antisécrétoires: Inhibiteurs de la pompe à protons (Oméprazole). Ce sont des anti-acides. Antiulcéreux – antisécrétoires: Inhibiteurs de la pompe à protons (Oméprazole). Ce sont des anti-acides. Antispasmodiques musculotropes: Papavériniques, inhibiteurs calciques. Antispasmodiques musculotropes: Papavériniques, inhibiteurs calciques.

28 LES SYSTEMES IONIQUES IV. Applications thérapeutiques 4.Gastro-entérologie Antidiabétiques: Sulfamides hypoglycémiants, Tolbutamine, glibenclamide, Glicaside. Antidiabétiques: Sulfamides hypoglycémiants, Tolbutamine, glibenclamide, Glicaside. 5.Pneumologie Allergologie Antihystaminique (antidégranulant). Antihystaminique (antidégranulant). Antiasthmatiques: Cromoglycolate, Kétotifène Antiasthmatiques: Cromoglycolate, Kétotifène


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