cours de pharmacologie les systemes ioniques les systemes ioniquesplanintroduction i. les systèmes...

COURS DE COURS DE PHARMACOLOGIEPHARMACOLOGIE LES SYSTEMES IONIQUESLES SYSTEMES IONIQUES

PLANPLANIntroductionIntroduction

I.I. Les systèmes ioniquesLes systèmes ioniques

II.II. Biologie des systèmes ioniquesBiologie des systèmes ioniques

III.III. Pharmacodynamie des S.I.Pharmacodynamie des S.I.

IV.IV. Applications thérapeutiquesApplications thérapeutiques

ConclusionConclusion

LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques

1.1. Rôle de la membrane plasmiqueRôle 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 Les molécules sont assemblées par des interactions non

covalentes en bicouche.covalentes en bicouche.

Les phospholipides sont organisées en bicouches et Les phospholipides sont organisées en bicouches et

constituent une barrière pour les molécules hydrosolubles et les constituent une barrière pour les molécules hydrosolubles et les

ions.ions.

Les protéines sont dissoutes dans la bicouche lipidique et Les protéines sont dissoutes dans la bicouche lipidique et

interviennent dans le fonctionnement membranaire:interviennent dans le fonctionnement membranaire:


1.1. Rôle de la membrane ioniqueRôle de la membrane ionique

Fonctionnement membranaire: transfert d’ions, réactions Fonctionnement membranaire: transfert d’ions, réactions

enzymatiques, récepteurs, transmission des signaux de enzymatiques, récepteurs, transmission des signaux de

médiateurs chimiques.médiateurs chimiques.

Il existe une DDP de part et d’autre de la membrane liée à des Il existe une DDP de part et d’autre de la membrane liée à des

gradients de concentration ionique: activité des canaux et gradients de concentration ionique: activité des canaux et

pompes ATPase.pompes ATPase.


2.2. Potentiel de repos cellulairePotentiel 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 NaIl est maintenu grâce à la pompe Na++/K/K++ ATPase et au canal K ATPase et au canal K++..

NaNa++/K/K++ ATPase crée un déséquilibre entre les charges + (entrée ATPase crée un déséquilibre entre les charges + (entrée

de 2Kde 2K++ contre sortie de 3Na contre sortie de 3Na++))

L’intérieur de la cellule sera donc électronégatif.L’intérieur de la cellule sera donc électronégatif.

Le canal KLe canal K+ + régule la fuite ou l’entrée du K régule la fuite ou l’entrée du K++ selon le potentiel de selon le potentiel de

mbre. Cela produit un gradient électrochimique Kmbre. Cela produit un gradient électrochimique K+ + de repos.de repos.

Toute modification du gradient électrochimique de repos Toute modification du gradient électrochimique de repos

provoque une dépolarisation ou une hyperpolarisation qui provoque une dépolarisation ou une hyperpolarisation qui

declenche le mécanisme de la pompe. declenche le mécanisme de la pompe.


Différence de potentiel membranaireDifférence de potentiel membranaire


Le potentiel de membrane d'une cellule est Le potentiel de membrane d'une cellule est

dû à la séparation de charges consécutive dû à la séparation de charges consécutive

au flux ionique à travers les canaux au flux ionique à travers les canaux

potassium, lui même dû au déséquilibre potassium, lui même dû au déséquilibre

ionique entretenu activement par les ionique entretenu activement par les

pompes sodium/potassium pompes sodium/potassium


3.3. Potentiel d’actionPotentiel d’action

La DDP est -60 à -70 mV et correspond au potentiel de repos: il La DDP est -60 à -70 mV et correspond au potentiel de repos: il

s’agit d’un état d’équilibre.s’agit d’un état d’équilibre.

La DDP est liée au transport et au gradient de concentration qui La DDP est liée au transport et au gradient de concentration qui

existe entre le Naexiste entre le Na++ et le K et le K++..

Si la DDP est suffisamment proche de zéro, il se produit un Si la DDP est suffisamment proche de zéro, il se produit un

phénomène de dépolarisation.phénomène de dépolarisation.

Si la dépolarisation atteint un certain niveau (-20 mV par ex) un Si la dépolarisation atteint un certain niveau (-20 mV par ex) un

processus auto-catalytique fait apparaître un potentiel d’action.processus auto-catalytique fait apparaître un potentiel d’action.



Après le potentiel d’action, la DDP revient à sa valeur initiale Après le potentiel d’action, la DDP revient à sa valeur initiale

après être passée par une valeur inférieure à celle du potentiel après être passée par une valeur inférieure à celle du potentiel

de repos (hyperpolarisation).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 La dépolarisation augmente la perméabilité au sodium

(ouverture des canaux Na(ouverture des canaux Na++).).

- Après quelque msec, le canal NAAprès quelque msec, le canal NA++ se referme et il y aura se referme et il y aura

répolarisation par une sortie de Krépolarisation par une sortie de K++..

- Hyperpolarisation légère suite à l’augmentation transitoire de la Hyperpolarisation légère suite à l’augmentation transitoire de la

perméabilité au Kperméabilité au K++. .



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 La dépolarisation augmente la perméabilité au sodium

(ouverture des canaux Na(ouverture des canaux Na++).).

- Après quelque msec, le canal NA+ se referme et il y aura Après quelque msec, le canal NA+ se referme et il y aura

ouverture des canaux Ca2ouverture des canaux Ca2++ et K et K++ (Entrée de Ca2+ et sortie de K (Entrée de Ca2+ et sortie de K++) )

provoquant une répolarisation lente.provoquant une répolarisation lente.

- Répolarisation rapide par entrée de KRépolarisation rapide par entrée de K++. .

- Retour au potentiel de repos grâce à la pompe NaRetour au potentiel de repos grâce à la pompe Na++/K/K++ ATPase. ATPase.

- La durée du PA cardiaque est > à celle de la cellule nerveuse.La durée du PA cardiaque est > à celle de la cellule nerveuse.


4.4. Effet biologique des systèmes ioniquesEffet biologique des systèmes ioniques

4.1. Système Nerveux Central.4.1. Système Nerveux Central.

- Maintien DDP et PA grâce à la pompe Na+/K+ ATPase et au Maintien DDP et PA grâce à la pompe Na+/K+ ATPase et au

Canal K+Canal K+

- Libération des neurotransmetteurs grâce au canal Ca2+.Libération des neurotransmetteurs grâce au canal Ca2+.

- Transmission de l’influx nerveux, activation des enzymes grâce Transmission de l’influx nerveux, activation des enzymes grâce

aux ions Mgaux ions Mg2+2+. .

4.2. Système nerveux périphériques4.2. Système nerveux périphériques

CœurCœur

- Maintien de la DDP, répolarisation, contraction, conductibilité, Maintien de la DDP, répolarisation, contraction, conductibilité,

rythme grâce aux ions Na+, Cl-, Ca2+, K+rythme grâce aux ions Na+, Cl-, Ca2+, K+




IntestinIntestin

- Transport de substances comme les acides aminés, vitamines, Transport de substances comme les acides aminés, vitamines,

autres ions grâce à la pompe Na+/K+ ATPase. autres ions grâce à la pompe Na+/K+ ATPase.

- Sécrétion cellulaire grâce au canal Ca2+.Sécrétion cellulaire grâce au canal Ca2+.

EstomacEstomac

- Constitution du suc gastrique grâce aux ions H+, Cl-.Constitution du suc gastrique grâce aux ions H+, Cl-.

- Neutralité gastrique grâce aux ions HCONeutralité gastrique grâce aux ions HCO33--..

- Sécrétion acide grâce au canal K+/H+Sécrétion acide grâce au canal K+/H+




ReinRein

- Réabsorption Na+ et eau grâce à la pompe Na+/K+ ATPase. Réabsorption Na+ et eau grâce à la pompe Na+/K+ ATPase.

- Co-transport au niveau de l’anse de Henlé grâce au canal Co-transport au niveau de l’anse de Henlé grâce au canal

Na+/K+/Cl-.Na+/K+/Cl-.

- Acidification de l’urine au niveau du TCD grâce au canal Acidification de l’urine au niveau du TCD grâce au canal

Na+/H+Na+/H+




MétabolismeMétabolisme

- Exocytose neuronal, dégranulation mastocytaire, processus Exocytose neuronal, dégranulation mastocytaire, processus

sécrétoire, migration cellulaire grâce à la pompe Na+/K+ sécrétoire, migration cellulaire grâce à la pompe Na+/K+

ATPase, aux canaux Ca2+, aux ions Mg2+. ATPase, aux canaux Ca2+, aux ions Mg2+.

- Sécrétion rénale, acide au niveau du TD et d’insuline grâce au Sécrétion rénale, acide au niveau du TD et d’insuline grâce au

canal K+/H+.canal K+/H+.




MétabolismeMétabolisme

- Coagulation sanguine, contraction musculaire, formation des Coagulation sanguine, contraction musculaire, formation des

dents, activation enzymatique, métabolisme protéique grâce au dents, activation enzymatique, métabolisme protéique grâce au

canal Ca2+ et aux ions Mg2+.canal Ca2+ et aux ions Mg2+.

- Équilibre acido-basique grâce aux canaux H+, Cl-, K+, Na+, Équilibre acido-basique grâce aux canaux H+, Cl-, K+, Na+,

HCOHCO33--..

- Equilibre aqueux grâce aux ions H+, Cl-, K+.Equilibre aqueux grâce aux ions H+, Cl-, K+.

- Contraction musculaire grâce au canal K+Contraction musculaire grâce au canal K+

LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI

1.1. Transport actif par les pompesTransport actif par les pompes

Grâce à l’énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP ou le mouvement de Grâce à l’énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP ou le mouvement de

Na+, ces pompes vont intervenir dans:Na+, ces pompes vont intervenir dans:

L’homéostasie cellulaireL’homéostasie cellulaire

Maintien à leur valeur normale des différentes constantes physiologiques Maintien à leur valeur normale des différentes constantes physiologiques

(concentration ionique, pH…) dans un environnement ionique variable. (concentration ionique, pH…) dans un environnement ionique variable.

Le gradient ionique régulant le potentiel de membraneLe 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)



Plusieurs substances agissent sur ces pompesPlusieurs substances agissent sur ces pompes

1.1. Pompe Na+/K+ ATPase1.1. Pompe Na+/K+ ATPase

- Glucosides cardiotoniques : ils inhibent la pompe, ce sont des Glucosides cardiotoniques : ils inhibent la pompe, ce sont des

tonicardiaques tonicardiaques (renforcement de l’activité)(renforcement de l’activité) et anti-arythmiques et anti-arythmiques

(ralentissement ou régulation)(ralentissement ou régulation)..

Ex: Digitoxine, Digoxine, Ouabaïne.Ex: Digitoxine, Digoxine, Ouabaïne.

Spécialité: GRATUSMINAL Spécialité: GRATUSMINAL (contient 3mg d’ouabaïne/mL)(contient 3mg d’ouabaïne/mL)

- Diurétiques thiazidiques : Ils inhibent la pompe, provoquent une fuite Diurétiques thiazidiques : Ils inhibent la pompe, provoquent une fuite

de K+, augmentent la sécrétion urinairede K+, augmentent la sécrétion urinaire

Ex: Chlorothiazide, Indapamide, Digitaliques.Ex: Chlorothiazide, Indapamide, Digitaliques.


DigoxineDigoxine

Inhibition de la NaInhibition de la Na++/K/K++ ATPase ATPase

Concentration intracellulaire de NaConcentration intracellulaire de Na++ et de K et de K++

Diminution de la polarisation Diminution de la polarisation cellulaire (rythme)cellulaire (rythme)

Activation de l’échangeur NaActivation de l’échangeur Na++/Ca/Ca2+2+ Entrée de calciumEntrée de calcium

MyocardeMyocarde Fibres lisses Fibres lisses vasculairesvasculaires

VasoconstrictionVasoconstrictionInotrope+, tonotrope+, Inotrope+, tonotrope+,

débit cardiaquedébit cardiaque

Diminution du tonus Diminution du tonus sympathiquesympathique

VasodilatationVasodilatation



1.2. Pompe H+/K+ ATPase1.2. Pompe H+/K+ ATPase

- Anti-sécrétoires gastriques : ils inhibent la pompe, Anti-sécrétoires gastriques : ils inhibent la pompe,

- Ex: Oméprazole.Ex: Oméprazole.

1.3. Pompe Ca2+/Mg2+ ATPase1.3. Pompe Ca2+/Mg2+ ATPase

- Papavériniques myorelaxants : Ils inhibent la pompe, Papavériniques myorelaxants : Ils inhibent la pompe,

provoquent l’augmentation de l’AMPc de la cellule. Ce sont des provoquent l’augmentation de l’AMPc de la cellule. Ce sont des

antispasmodiques de la musculature lisseantispasmodiques de la musculature lisse

- Ocytociques myotoniques: ils activent la pompe, Ocytociques myotoniques: ils activent la pompe,

ce sont des contracturants utérins.ce sont des contracturants utérins.


2.2. Substances des canaux passifs potentiels dépendantsSubstances des canaux passifs potentiels dépendants

Canal NaCanal Na++

- Anesthésiques locaux et généraux : ils s’opposent à l’activité Anesthésiques locaux et généraux : ils s’opposent à l’activité

neuronale conduisant à l’insensibilisation: neuronale conduisant à l’insensibilisation: lidocaïne, butacaïne.lidocaïne, butacaïne.

- Anti-arythmiques cardiaques: ils s’opposent à l’excitabilité, Anti-arythmiques cardiaques: ils s’opposent à l’excitabilité,

conductibilité cardiaque. Ce sont des isorégulateurs (Liconductibilité cardiaque. Ce sont des isorégulateurs (Li++): ):

Quinidines (classeI)Quinidines (classeI)

Canal KCanal K++

- Atropine : anticholinergique, provoquent l’augmentation de [KAtropine : anticholinergique, provoquent l’augmentation de [K++] ]

intra-cellulaire. intra-cellulaire.



Canal KCanal K++

- Amiodarone: Antiarythmique cardiaque (classeIII), anti-angoreux. Amiodarone: Antiarythmique cardiaque (classeIII), anti-angoreux.

- Sulfamides hypoglycémiants: ils inhibent le canal K+ provoquant Sulfamides hypoglycémiants: ils inhibent le canal K+ provoquant

l’augmentation de l’insuline. Ex: l’augmentation de l’insuline. Ex: Glicaside, Glibenclamide.Glicaside, Glibenclamide.

Canal CaCanal Ca2+2+

- Les inhibiteurs de ce canal sont myorelaxants, anti-HTA, anti-Les inhibiteurs de ce canal sont myorelaxants, anti-HTA, anti-

angor, antispasmodique, et anti-arythmiques cardiaques.angor, antispasmodique, et anti-arythmiques cardiaques.



Canal ClCanal Cl--

- Récepteurs GABA-A: Sédation du SNC par hyperpolarisation. Récepteurs GABA-A: Sédation du SNC par hyperpolarisation.

Ex: Ex: Les barbituriques, hypnotiques, anxiolytiques, myorelaxants, Les barbituriques, hypnotiques, anxiolytiques, myorelaxants,

anti-convulsivants. anti-convulsivants.

3.3. Canaux de co-transfert.Canaux de co-transfert. Canal NaCanal Na++/Ca/Ca2+2+

- Anti-allergiques et antidégranulants: ils s’opposent à Anti-allergiques et antidégranulants: ils s’opposent à

l’inflammations allergiques. Ex: l’inflammations allergiques. Ex: Cromoglycolate sodique, Cromoglycolate sodique,

Kétotifène.Kétotifène.


3.3. Canaux de co-transfert.Canaux de co-transfert. Canal NaCanal Na++/Ca/Ca2+2+

- Tonicardiaques inotropes+: Tonicardiaques inotropes+: ββ1 adrénergique 1 adrénergique (isoprénaline, (isoprénaline,

adrénaline, dobutamine) adrénaline, dobutamine) et les digitaliques.et les digitaliques. Canal NaCanal Na++/Cl/Cl--/K/K++

- Diurétiques de l’Anse, Furosémides et apparentés. Anti-HTA, Diurétiques de l’Anse, Furosémides et apparentés. Anti-HTA,

anti-oedémateux, OAP(?), insuffisance cardiaque. Ces anti-oedémateux, OAP(?), insuffisance cardiaque. Ces

substances Provoquent une fuite de K+.substances Provoquent une fuite de K+. Canal NaCanal Na++/H/H++

- Diurétiques pseudo anti-aldostérone. Action au niveau du tube Diurétiques pseudo anti-aldostérone. Action au niveau du tube

contourné distal provoquant l ’acidification des urines.contourné distal provoquant l ’acidification des urines.

LES SYSTEMES IONIQUESIV. Applications thérapeutiques

1.1. CardiologieCardiologie TonicardiaquesTonicardiaques

- Digitaliques: Digitaliques: ββ1 adrénergique 1 adrénergique (isoprénaline, adrénaline, (isoprénaline, adrénaline,

dobutamine) dobutamine) et les digitaliques.et les digitaliques.

- Sympathomimétiques (Sympathomimétiques (ββ1 adrénergique) isoprénaline, Dopamine, 1 adrénergique) isoprénaline, Dopamine,

dobutamine. Indiqués dans l’insuffisance cardiaque aigue.dobutamine. Indiqués dans l’insuffisance cardiaque aigue.

Anti-HTAAnti-HTA

- Diurétiques de l’anse de Henlé: Furosémide, hydrochlorothiazide Diurétiques de l’anse de Henlé: Furosémide, hydrochlorothiazide

(insuffisance cardiaque congestive).(insuffisance cardiaque congestive).

- Inhibiteur du CaInhibiteur du Ca2+2+: Vérapamil, Diltiazem.: Vérapamil, Diltiazem.


1.1. CardiologieCardiologie

Anti-arythmiques cardiaquesAnti-arythmiques cardiaques

- Quinidine-likes: Classe I de Vaughan-williams. Quinindine, Quinidine-likes: Classe I de Vaughan-williams. Quinindine,

Diphénylhydantoïne, xylocaïne.Diphénylhydantoïne, xylocaïne.

- Amiodarone classe III.Amiodarone classe III.

- Inhibiteurs calciquesInhibiteurs calciques

AntiangoreuxAntiangoreux

- Inhibiteurs calciquesInhibiteurs calciques


2.2. NéphrologieNéphrologie

Insuffisance rénale (aiguë ou chronique): diurétiques Insuffisance rénale (aiguë ou chronique): diurétiques

thiazidiques acides de l’anse, Furosémide.thiazidiques acides de l’anse, Furosémide.

3.3. NeurologieNeurologie

AnesthésiologieAnesthésiologie

- Anesthésiques locaux: neurotransmission liée au canal Anesthésiques locaux: neurotransmission liée au canal

NaNa++/Ca/Ca2+2+. Procaïne, Amyéleine, Xylocaïne, Cocaïne.. Procaïne, Amyéleine, Xylocaïne, Cocaïne.

- Anesthésiques généraux: Mouvement du NaAnesthésiques généraux: Mouvement du Na++. Morphiniques, . Morphiniques,

BenzodiazépineBenzodiazépine


3.3. NeurologieNeurologie

Anti-épileptiques: Anti-épileptiques: Barbituriques, Diphénylhydantoïne, Barbituriques, Diphénylhydantoïne,

Benzodiazépines.Benzodiazépines.

Anxiolytiques – Hypnotiques - Myorelaxants: Anxiolytiques – Hypnotiques - Myorelaxants: Barbituriques, Barbituriques,

Benzodiazépines, Zopiclon/Zolpidem.Benzodiazépines, Zopiclon/Zolpidem.

Psychorégulateurs (Dépression, Psychoses): Psychorégulateurs (Dépression, Psychoses): Li, CarbamazépineLi, Carbamazépine

4.4. Gastro-entérologieGastro-entérologie

Antiulcéreux – antisécrétoires: Antiulcéreux – antisécrétoires: Inhibiteurs de la pompe à Inhibiteurs de la pompe à

protons (Oméprazole). Ce sont des anti-acides.protons (Oméprazole). Ce sont des anti-acides.

Antispasmodiques musculotropes: Antispasmodiques musculotropes: Papavériniques, inhibiteurs Papavériniques, inhibiteurs

calciques.calciques.


4.4. Gastro-entérologieGastro-entérologie

Antidiabétiques: Antidiabétiques: Sulfamides hypoglycémiants, Tolbutamine, Sulfamides hypoglycémiants, Tolbutamine,

glibenclamide, Glicaside.glibenclamide, Glicaside.

5.5. Pneumologie AllergologiePneumologie Allergologie

AntihystaminiqueAntihystaminique (antidégranulant). (antidégranulant).

AntiasthmatiquesAntiasthmatiques: Cromoglycolate, Kétotifène: Cromoglycolate, Kétotifène

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