Étude comparative de la cinétique d'inactivation du courant Na+ rapide de la cellule cardiaque isolée en utilisant la technique de patch-clamp

Abstract

L'objet du présent travail concerne les propriétés électriques des canaux sélectifs principalement aux ions Na+ sous-jacents à la conduction électrique de la cellule cardiaque isolée en culture primaire. Sur le muscle cardiaque, le courant Na+ rapide joue un rôle important dans la génèse du potentiel d'action. Responsable de la dépolarisation rapide membranaire, le courant Na+ rapide est également impliqué dans les phénomènes de période réfractaire et d'arythmie cardiaque. Le but du travail présenté dans ce mémoire consistait à étudier le mode de fonctionnement du canal Na sur la cellule cardiaque de mammifères (rats nouveau-nés) en utilisant la technique de patch-clamp. Intrinsèquement à cette technique, plusieurs programmes informatiques (FORTRAN IV) ont dû être conçus parallèlement aux manipulations expérimentales afin d'acquérir, de traiter et d'analyser les signaux électriques relatifs aux courants Na+. Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés particulièrement à caractériser le processus responsable de l’inactivation du courant Na+ rapide de la cellule cardiaque. Les courants ont été enregistrés selon deux modes d'approches différents permettant de mesurer sélectivement l'activité électrique résultant de l'ouverture de l'ensemble des canaux Na membranaire ou au niveau d'un seul canal en utilisant les configurations whole-cell recording et cell-attached respectivement. Ce travail nous a permis de montrer que l’inactivation du courant Na+ global est décrite par la somme d'au moins deux exponentielles suggérant une propriété de second ordre du système d'inactivation sur les néocytes. Ces composantes sont dépendantes du potentiel. Pour la phase rapide, la relation décrivant les constantes de temps en fonction du potentiel décroît à partir de 1.2 ms jusqu'à 0.5 ms à l'intérieur d'un intervalle de 15 mV environ. Aux potentiels supérieurs à -25 mV, cette relation semble devenir indépendante du potentiel. La relation décrivant la phase lente décrit une parabole dont la valeur minimale est de 1.58 ms à -24 mV. Pour des potentiels négatifs à -34 mV et supérieurs à -16 mV, la phase lente n'est pas détectable. Le courant Na+ unitaire enregistré en configuration cell-attached montre une relation courant-voltage linéaire avec une conductance ? de 6 pS suggérant un flux ionique de l'ordre de 107 ions/sec. Sur les néocytes, la densité se situe entre 2 à 10 canaux Na par µm2. La distribution des événements passés dans l'état ouvert est ajustée par la somme de deux exponentielles à plusieurs potentiels indiquant la présence de deux états ouverts ou deux types de canaux Na. La relation décrivant la durée de vie moyenne des événements en fonction du potentiel prend une forme en cloche dont le maximum est atteint à 60 mV et à 80 mV respectivement pour les événements courts (type i1) et plus longs (type i2). Aux potentiels ?60 mV, la différence entre la durée de vie de chacun des événements est faible expliquant ainsi la détection d'une seule composante à ces potentiels au niveau du courant global. Les événements de type i1 semblent être responsables de la composante rapide de l'inactivation du courant Na+ global. Le courant Na+ unitaire moyen présente une cinétique similaire à celle observée sur le courant global dont la relation décrivant les constantes de temps en fonction du potentiel suggèrent que les événements longs (type i2) seraient responsables de la composante lente de l'inactivation. Deux types d'événements différents par leur amplitude ont également été observés. Certaines évidences suggèrent que les événements d'amplitude inférieure correspondent aux événements de type i1 appuyant davantage l'hypothèse de l'existence de deux types de canaux Na cinétiquement distincts.