Server : Apache System : Linux webd348.cluster026.gra.hosting.ovh.net 5.15.148-ovh-vps-grsec-zfs-classid #1 SMP Thu Feb 8 09:41:04 UTC 2024 x86_64 User : hednacluml ( 122243) PHP Version : 8.3.9 Disable Function : _dyuweyrj4,_dyuweyrj4r,dl Directory : /home/hednacluml/encyclo/articles/p/a/t/ |
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
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<title>Patch-clamp - Wikipédia</title>
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<div id="content">
<a name="top" id="contentTop"></a>
<h1 class="firstHeading">Patch-clamp</h1>
<div id="bodyContent">
<h3 id="siteSub">Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.</h3>
<div id="contentSub"></div>
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<div class="plainlinks bandeau-niveau-ebauche bandeau">
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<tr>
<td class="bandeau-icone">
<div style="text-align:center;white-space:nowrap"><a href="../../../../articles/s/i/n/Image%7ESingle_channel.png_7979.html" class="image" title="Single channel.png"><img alt="" src="../../../../images/shared/thumb/8/8d/Single_channel.png/45px-Single_channel.png" width="45" height="17" border="0" /></a></div>
</td>
<td>
<div class="bandeau-titre"><strong>Cet article est une <a href="../../../../articles/%C3%A9/b/a/Aide%7E%C3%89bauche_a94d.html" title="Aide:Ébauche">ébauche</a> concernant l'<a href="../../../../articles/%C3%A9/l/e/%C3%89lectrophysiologie.html" title="Électrophysiologie">électrophysiologie</a>.</strong></div>
<div class="bandeau-texte">Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant. <b>(<a href="../../../../articles/c/o/m/Aide%7EComment_modifier_une_page_32be.html" title="Aide:Comment modifier une page">Comment ?</a>)</b>.</div>
</td>
</tr>
</table>
</div>
<div class="homonymie">Pour les articles <a href="../../../../articles/h/o/m/Aide%7EHomonymie_2a52.html" title="Aide:Homonymie">homonymes</a>, voir <a href="../../../../articles/p/a/t/Patch.html" title="Patch">Patch</a>. <a href="../../../../articles/d/i/s/Image%7EDisambig.svg_8f13.html" class="image" title="Disambig.svg"><img alt="" src="../../../../images/shared/thumb/7/72/Disambig.svg/20px-Disambig.svg.png" width="20" height="16" border="0" /></a></div>
<p><b>Patch-clamp</b> est un terme anglais désignant une technique <a href="../../../../articles/%C3%A9/l/e/%C3%89lectrophysiologie.html" title="Électrophysiologie">électrophysiologique</a> d'enregistrement des courants <a href="../../../../articles/i/o/n/Ion.html" title="Ion">ioniques</a> transitant à travers les <a href="../../../../articles/m/e/m/Membrane_cellulaire.html" class="mw-redirect" title="Membrane cellulaire">membranes cellulaires</a>. Cette technique consiste à mettre en continuité electrique une <a href="../../../../articles/m/i/c/Micro-pipette.html" class="mw-redirect" title="Micro-pipette">micro-pipette</a> en verre (diamètre de contact de l'ordre de 1 µm) remplie d'une <a href="../../../../articles/s/o/l/Solution_aqueuse.html" title="Solution aqueuse">solution</a> ionique de composition définie avec la membrane d'une <a href="../../../../articles/c/e/l/Cellule_%28biologie%29.html" title="Cellule (biologie)">cellule</a> vivante isolée. Les cellules étudiées peuvent être des <a href="../../../../articles/c/e/l/Cellule_excitable.html" title="Cellule excitable">cellules excitables</a> comme les <a href="../../../../articles/n/e/u/Neurone.html" title="Neurone">neurones</a>, les <a href="../../../../articles/f/i/b/Fibre_musculaire.html" class="mw-redirect" title="Fibre musculaire">fibres musculaires</a> et les cellules beta du <a href="../../../../articles/p/a/n/Pancr%C3%A9as.html" title="Pancréas">pancréas</a>. Les cellules non excitables présentent aussi à leur surface des canaux ioniques qui peuvent être étudiés à l'aide de cette technique. Il est enfin possible d'étudier tout <a href="../../../../articles/c/a/n/Canal_ionique.html" title="Canal ionique">canal ionique</a> en apportant par la technique de transformation un petit ADN codant le canal ionique d'intérêt dans une cellule où il n'est pas exprimé basalement. Cette technique permet d'étudier les mécanismes de fonctionnement des canaux ioniques d'une cellule prise individuellement en permettant le suivi en direct des phénomènes d'ouverture des canaux.</p>
<p>Elle fut très nettement améliorée par <a href="../../../../articles/e/r/w/Erwin_Neher_bfe7.html" title="Erwin Neher">Erwin Neher</a> et <a href="../../../../articles/b/e/r/Bert_Sakmann_a4fe.html" title="Bert Sakmann">Bert Sakmann</a> à Götingen en <a href="../../../../articles/1/9/7/1976.html" title="1976">1976</a>, ce qui leur valut le <a href="../../../../articles/p/r/i/Prix_Nobel_2412.html" title="Prix Nobel">prix Nobel</a> de physiologie et médecine en <a href="../../../../articles/1/9/9/1991.html" title="1991">1991</a>. Ils furent les premier à mesurer l'activité d'une seule molécule canalaire, en l'occurrence le canal récepteur à l'acétylcholine.</p>
<p>Il peut être utilisé sous deux modes principaux :</p>
<ul>
<li>Le <b>Voltage-Clamp</b> ou mesure de courant en potentiel imposé</li>
<li>Le <b>Current-Clamp</b> ou mesure de potentiel en courant imposé</li>
</ul>
<p>Le principe de la mesure repose sur l'utilisation de la loi d'Ohm <span class="texhtml"><i>U</i> = <i>R</i>.<i>I</i></span>, où U est le voltage, R la résistance et I le courant. Cette loi est plus souvent écrite <span class="texhtml"><i>I</i> = <i>G</i>.<i>E</i></span> où E=U et <span class="texhtml"><i>G</i> = 1 / <i>R</i></span> est la conductance. En mode <i>voltage clamp</i>, le voltage est maintenu constant et le courant I est mesuré. Les modifications de I dépendent directement de G, la grandeur d'intérêt, puisqu'elle dépend directement des propriétés du canal. En mode <i>current clamp</i>, les variations du potentiel de membrane sont mesurés.</p>
<table id="toc" class="toc" summary="Sommaire">
<tr>
<td>
<div id="toctitle">
<h2>Sommaire</h2>
</div>
<ul>
<li class="toclevel-1"><a href="#Configurations"><span class="tocnumber">1</span> <span class="toctext">Configurations</span></a></li>
<li class="toclevel-1"><a href="#Planar_patch_clamp"><span class="tocnumber">2</span> <span class="toctext">Planar patch clamp</span></a></li>
<li class="toclevel-1"><a href="#Mesure_de_l.27exocytose_et_de_l.27endocytose_par_suivi_de_capacit.C3.A9_membranaire"><span class="tocnumber">3</span> <span class="toctext">Mesure de l'exocytose et de l'endocytose par suivi de capacité membranaire</span></a></li>
<li class="toclevel-1"><a href="#Notes_et_r.C3.A9f.C3.A9rences"><span class="tocnumber">4</span> <span class="toctext">Notes et références</span></a></li>
</ul>
</td>
</tr>
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<p><a name="Configurations" id="Configurations"></a></p>
<h2><span class="editsection">[<a href="../../../../articles/p/a/t/Patch-clamp.html" title="Modifier la section : Configurations">modifier</a>]</span> <span class="mw-headline">Configurations</span></h2>
<p>Il existe 4 configurations de patch clamp :</p>
<ul>
<li><b>Cellule entière</b>: (whole-cell en anglais) l'activité macroscopique de l'ensemble des courants cellulaires est mesurée. Les canaux ioniques sont les équivalents électriques de <a href="../../../../articles/r/%C3%A9/s/R%C3%A9sistance_%C3%A9lectrique.html" class="mw-redirect" title="Résistance électrique">résistances</a> en <a href="../../../../articles/c/i/r/Circuit_en_parall%C3%A8le.html" title="Circuit en parallèle">parallèle</a>. La conductance globale <b>G</b> est égal à la somme de toutes les conductances unitaires <b>γ</b> multiplié par leurs probablités d'ouverture. Cette technique est utilisée lorsque la conductance unitaire est en dessous du seuil de détection (environ 1 <a href="../../../../articles/p/i/c/Pico.html" title="Pico">pico</a><a href="../../../../articles/s/i/e/Siemens_%28unit%C3%A9%29.html" title="Siemens (unité)">Siemens</a>). Elle est aussi utilisée lorsque les <a href="../../../../articles/b/i/o/Biophysique_des_canaux_ioniques.html" title="Biophysique des canaux ioniques">propriétés biophysiques</a> du canal sont trop complexes ou que le type de question posé par l'expérimentateur est de l'ordre de la <a href="../../../../articles/p/h/y/Physiologie.html" title="Physiologie">physiologie</a> de la <a href="../../../../articles/c/e/l/Cellule_%28biologie%29.html" title="Cellule (biologie)">cellule</a>.</li>
<li><b>Cell-attached</b> (signifiant “cellule attachée”) : la <a href="../../../../articles/m/i/c/Micro-pipette.html" class="mw-redirect" title="Micro-pipette">micro-pipette</a> est pressée contre la membrane. Le fragment de <a href="../../../../articles/m/e/m/Membrane_%28biologie%29.html" title="Membrane (biologie)">membrane</a> sous la pipette n'est pas brisé comme dans la configuration cellule entière, ni la pipette éloignée de la cellule. Cette configuration est utilisée dans les cas où un facteur inconnu du cytoplasme est nécessaire au maintien de l'activité du canal, ou bien lorsque le canal nécessite une liaison avec les <a href="../../../../articles/p/r/o/Prot%C3%A9ine.html" title="Protéine">protéines</a> du <a href="../../../../articles/c/y/t/Cytosquelette.html" title="Cytosquelette">cytosquelette</a>. Toutes les autres configurations modifient en effet les milieux baignant les deux faces du canal. Dans celle-ci, le cytoplasme est peu modifié.</li>
<li><b>"Inside-out"</b> (signifiant “interne à l'extérieur”), où le fragment de membrane accolé à la pipette de mesure possède sa face intracellulaire en contact avec l'<b>extérieur</b> de la pipette. C'est la configuration de choix pour l'étude unitaire de tous les canaux ioniques, sauf ceux dont l'ouverture nécessite la fixation d'un ligand (voir ci-dessous)</li>
<li><b>"Outside-out"</b> (signifiant externe à l'extérieur), où le fragment de membrane accolé à la pipette de mesure possède sa face intracellulaire en contact avec l'<b>intérieur</b> de la pipette. Cette méthode est typiquement utilisée pour l'étude de canaux activés par fixation d'un <a href="../../../../articles/l/i/g/Ligand_%28biologie%29.html" title="Ligand (biologie)">ligand</a>, comme par exemple le <a href="../../../../articles/r/%C3%A9/c/R%C3%A9cepteur_nicotinique.html" title="Récepteur nicotinique">canal récepteur à l'acétylcholine</a> nicotinique ou les <a href="../../../../articles/r/%C3%A9/c/R%C3%A9cepteurs_GABAA_c918.html" title="Récepteurs GABAA">canaux GABA<sub>A</sub></a>. Cette configuration est plus difficile à obtenir que celle "inside-out", ce qui explique que son choix se limite à cette classe de canaux.</li>
</ul>
<p>Ces deux dernières catégories permettent de mesurer l'activité d'un seul <a href="../../../../articles/c/a/n/Canal_ionique.html" title="Canal ionique">canal ionique</a>.</p>
<p><a name="Planar_patch_clamp" id="Planar_patch_clamp"></a></p>
<h2><span class="editsection">[<a href="../../../../articles/p/a/t/Patch-clamp.html" title="Modifier la section : Planar patch clamp">modifier</a>]</span> <span class="mw-headline">Planar patch clamp</span></h2>
<p>Le <a href="http://www.nanion.de/pdf/PlanarPatchClamping.pdf" class="external text" title="http://www.nanion.de/pdf/PlanarPatchClamping.pdf" rel="nofollow">planar patch clamp</a> est une nouvelle méthode développée pour le criblage électrophysiologique à haut débit. Au lieu de positionner une pipette sur une cellule adhérente, les cellules en suspension sont déposées sur un chip contenant une surface avec une micro-ouverture représentant la pipette à surface plane.</p>
<div class="thumb tleft">
<div class="thumbinner" style="width:182px;"><a href="../../../../articles/p/a/t/Image%7EPatch_pipette_model.jpg_762d.html" class="image" title="Schema du patch clamp traditionnel. La pipette est déplacée vers la cellule à l'aide d'un micromanipulateur sous microscope. Les mouvements entre la pipette et la cellule doivent être évités afin de garder une connexion cellule\pipette intacte."><img alt="Schema du patch clamp traditionnel. La pipette est déplacée vers la cellule à l'aide d'un micromanipulateur sous microscope. Les mouvements entre la pipette et la cellule doivent être évités afin de garder une connexion cellule\pipette intacte." src="../../../../images/shared/thumb/c/c7/Patch_pipette_model.jpg/180px-Patch_pipette_model.jpg" width="180" height="127" border="0" class="thumbimage" /></a>
<div class="thumbcaption">
<div class="magnify"><a href="../../../../articles/p/a/t/Image%7EPatch_pipette_model.jpg_762d.html" class="internal" title="Agrandir"><img src="../../../../skins/common/images/magnify-clip.png" width="15" height="11" alt="" /></a></div>
Schema du patch clamp traditionnel. La pipette est déplacée vers la cellule à l'aide d'un micromanipulateur sous microscope. Les mouvements entre la pipette et la cellule doivent être évités afin de garder une connexion cellule\pipette intacte.</div>
</div>
</div>
<div class="thumb tright">
<div class="thumbinner" style="width:182px;"><a href="../../../../articles/p/l/a/Image%7EPlanar_patch_model.jpg_bd54.html" class="image" title="Dans la configuration de pipette à surface plane, la cellule est positionnée par succion; les mouvements relatifs entre la cellule et l'ouverture de la pipette peut alors être exclus après sealing. Une table antivibratoire n'est plus nécessaire."><img alt="Dans la configuration de pipette à surface plane, la cellule est positionnée par succion; les mouvements relatifs entre la cellule et l'ouverture de la pipette peut alors être exclus après sealing. Une table antivibratoire n'est plus nécessaire." src="../../../../images/shared/thumb/8/81/Planar_patch_model.jpg/180px-Planar_patch_model.jpg" width="180" height="104" border="0" class="thumbimage" /></a>
<div class="thumbcaption">
<div class="magnify"><a href="../../../../articles/p/l/a/Image%7EPlanar_patch_model.jpg_bd54.html" class="internal" title="Agrandir"><img src="../../../../skins/common/images/magnify-clip.png" width="15" height="11" alt="" /></a></div>
Dans la configuration de pipette à surface plane, la cellule est positionnée par succion; les mouvements relatifs entre la cellule et l'ouverture de la pipette peut alors être exclus après sealing. Une table antivibratoire n'est plus nécessaire.</div>
</div>
</div>
<p><a href="../../../../articles/p/a/t/Image%7EPatch_pipette.jpg_a314.html" class="image" title="Image d'une pipette traditionnelle obtenu par microscopie électronique"><img alt="Image d'une pipette traditionnelle obtenu par microscopie électronique" src="../../../../images/shared/8/89/Patch_pipette.jpg" width="208" height="160" border="0" /></a> <a href="../../../../articles/p/l/a/Image%7EPlanar_patch_chip.jpg_5825.html" class="image" title="image d'une pipette à surface plane obtenue par microscope electronique à balayage. Les deux types de pipette sont composées de verre deborosilicate"><img alt="image d'une pipette à surface plane obtenue par microscope electronique à balayage. Les deux types de pipette sont composées de verre deborosilicate" src="../../../../images/shared/1/1d/Planar_patch_chip.jpg" width="210" height="163" border="0" /></a></p>
<p><br />
Une cellule unique est alors positionnée au niveau de l'ouverture par l'application d'une succion et un contact étroit est formé (Gigaseal). La géométrie d'une surface plane offre une variété d'avantages comparée aux expérimentations classiques - il permet d'intégrer un système de microfluidique qui permet l'application de produits de manière automatisée pour le criblage des canaux ioniques - le système est également accessible pour les techniques optiques ou le scanning probe et permet également une perfusion aussi bien extracellulaire qu'intracellulaire.</p>
<p><a name="Mesure_de_l.27exocytose_et_de_l.27endocytose_par_suivi_de_capacit.C3.A9_membranaire" id="Mesure_de_l.27exocytose_et_de_l.27endocytose_par_suivi_de_capacit.C3.A9_membranaire"></a></p>
<h2><span class="editsection">[<a href="../../../../articles/p/a/t/Patch-clamp.html" title="Modifier la section : Mesure de l'exocytose et de l'endocytose par suivi de capacité membranaire">modifier</a>]</span> <span class="mw-headline">Mesure de l'exocytose et de l'endocytose par suivi de capacité membranaire</span></h2>
<p>Les bicouches lipidiques qui forment l'enveloppe externe cellulaire (membrane plasmique) et celles des organites intracellulaires (vésicules synaptiques, granules de sécrétion, lysosomes, noyau cellulaire...) constituent deux faces présentant des charges electriques ("têtes" pôlaires des lipides, hydrophyle)séparées par un feuillet isolant (partie hydrophobe des lipides) peuvent être considérées d'un boin de vue biophysique comme des condensateurs, capables d'accumuler des charges; la capacité électrique (exprimée en Farads F) d'une membrane biologique donnée est strictement proportionnelle à sa surface. Il est possible, par les techniques du patch-clamp de mesurer la capacité electrique des objets (totalité de la cellule en configuration "whole-cell" ou cellule entière, ou bien le fragment de membrane présent sous la pipette en "cell-attached" ou "cellule attachée).</p>
<p>Il est ainsi possible de suivre en temps réel, avec des résolutions de l'ordre de la ms, les variations de la capacité membranaire (Cm) liées aux processus d'exocytose (fusion d'organites intracellulaires avec la membrane plasmique) et d'endocytose (internalisation de portions de la membrane plasmique) par suivi des variations de la capacité membranaire; lors de l'exocytose, la membrane lipidique des organites intracellulaires qui fusionnent avec la membrane plasmique est mise en continuité electrique avec celle-ci : la capacité membranaire mesurée augmente alors, permettant le suivi du processus.</p>
<p>La technique de mesure de l'exocytose par suivi de la capacité membranaire (Cm)a notamment été menée intensivement dans des cellules neuroendocrines (cellules béta du pancrés ou cellules chromaffines de la médullosurrénale) ou du système immunitaire (mastocyte) qui présentent par rapport aux neurones l'avantage de présenter des géométries simples (sensiblement sphériques et de taille réduite), qui favorisent une fixation spatialement homogène de la tension expérimentalement appliquée ("space-clamp"); à l'inverse, des cellules aux géométries complexes (ex: certains neurones très ramifiés) ou de grandes dimensions (ex: certaines cellules musculaires) rendent la fixation spatiale de la tension difficile ("effet de câble") qui expliquent la difficulté d'y mesurer précisement les variations de Cm. Dans certaines cellules présentant de faibles tailles (~ 10/20 µm) et dont les organites intracellulaires sont de grande taille (plusieurs centaines de nm de diamètre; mastocytes, cellules chromaffines par exemple), le suivi de capacité membranaire peut permettre de mesurer des évenements uniques d'exocytose, notamment en configuration cell-attached.</p>
<p><a name="Notes_et_r.C3.A9f.C3.A9rences" id="Notes_et_r.C3.A9f.C3.A9rences"></a></p>
<h2><span class="editsection">[<a href="../../../../articles/p/a/t/Patch-clamp.html" title="Modifier la section : Notes et références">modifier</a>]</span> <span class="mw-headline">Notes et références</span></h2>
<p><a href="http://www.nanion.de/pdf/PlanarPatchClamping.pdf" class="external text" title="http://www.nanion.de/pdf/PlanarPatchClamping.pdf" rel="nofollow">Planar patch clamp</a><br />
<a href="http://info.med.yale.edu/cmphysiol/sigworth/patchcl.html" class="external text" title="http://info.med.yale.edu/cmphysiol/sigworth/patchcl.html" rel="nofollow">Desciption du dispositif</a><br /></p>
<p><br />
<span id="ADQ-interwiki-uk" style="display:none;" class="AdQ"></span></p>
<!--
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