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:
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
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.
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
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.
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
Différence de potentiel membranaireDifférence de potentiel membranaire
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
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
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
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.
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
3.3. Potentiel d’actionPotentiel 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++. .
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
3.3. Potentiel d’actionPotentiel d’action
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.
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
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+
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
4.4. Effet biologique des systèmes ioniquesEffet biologique des systèmes ioniques
4.2. Système nerveux périphériques4.2. Système nerveux périphériques
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+
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
4.4. Effet biologique des systèmes ioniquesEffet biologique des systèmes ioniques
4.2. Système nerveux périphériques4.2. Système nerveux périphériques
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+
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
4.4. Effet biologique des systèmes ioniquesEffet biologique des systèmes ioniques
4.2. Système nerveux périphériques4.2. Système nerveux périphériques
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+.
LES SYSTEMES IONIQUESII. Biologie des systèmes ioniques
4.4. Effet biologique des systèmes ioniquesEffet biologique des systèmes ioniques
4.2. Système nerveux périphériques4.2. Système nerveux périphériques
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)
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
1.1. Transport actif par les pompesTransport actif par les pompes
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
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
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
1.1. Transport actif par les pompesTransport actif par les pompes
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
2.2. Substances des canaux passifs potentiels dépendantsSubstances des canaux passifs potentiels dépendants
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
2.2. Substances des canaux passifs potentiels dépendantsSubstances des canaux passifs potentiels dépendants
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIII. Pharmacodynamie des SI
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIV. Applications thérapeutiques
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
LES SYSTEMES IONIQUESIV. Applications thérapeutiques
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
LES SYSTEMES IONIQUESIV. Applications thérapeutiques
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.
LES SYSTEMES IONIQUESIV. Applications thérapeutiques
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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