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Physiologie des cellules excitables
Titulaire(s) du cours
David GALL (Coordonnateur)Crédits ECTS
5
Langue(s) d'enseignement
français
Contenu du cours
1. Electrostatique : le champ électrique dans la membrane cellulaire
2. Courants ioniques
3. Propriétés électriques passives de la membrane cellulaire
4. Excitabilité
5. Neurotransmission
Les organismes vivants sont des structures complexes où l’organisation temporelle joue un rôle aussi important que l’organisation spatiale. Cette organisation temporelle s’exprime au travers d’un large éventail de phénomènes oscillants. Ces rythmes sont perceptibles au niveau de l’organisme dans son ensemble : rythmes circadiens, cycles hormonaux, respiration, rythme cardiaque. Cette propriété s’étend naturellement au niveau cellulaire où l’on rencontre oscillations biochimiques et activité électrique. L’objet de ce cours concerne cette dernière classe de phénomènes. L’activité électrique des cellules excitables se manifeste sous la forme d’oscillations de la différence de potentiel transmembranaire. L’existence de ces oscillations repose sur les propriétés électriques particulières de la membrane de ces cellules. L’existence de gradients ioniques transmembranaires entretenus par la cellule, combinée avec la perméabilité ionique sélective de la membrane due à l’existence des canaux ioniques, permet à cette dernière de se comporter comme un circuit électrique non linéaire. Cette non linéarité permet l’apparition d’oscillations complexes du potentiel membranaire qui jouent un rôle clé dans de nombreux processus physiologiques, notamment au niveau neuronal, cardiaque, musculaire et pancréatique. Ce cours a pour but de vous permettre d’acquérir les bases physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes qui sont à la base des propriétés spécifiques des cellules excitables. Dans ce but, les notions fondamentales liées aux phénomènes électriques en biologie seront graduellement abordées (champ électrique, potentiel et énergie électrique, électrostatique des conducteurs, courants électriques dans les conducteurs, théorie des circuits) et illustrées dans le cadre de l’étude de la physiologie des cellules excitables.
Objectifs (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques)
Pré-requis et Co-requis
Connaissances et compétences pré-requises ou co-requises
Les contenus des cours de MATH-G1102 et PHYS-G1102 sont nécessaires à la bonne compréhension de la matière.
Cours ayant celui-ci comme pré-requis
Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages
Cours magistral, exercices dirigés, séminaires et travaux pratiques. Le plan détaillé du cours est disponible sur la page Université Virtuelle. Il indique les contenus, supports pédagogiques, activités et évaluations semaine par semaine.
Références, bibliographie et lectures recommandées
1. Kane J. & Sternheim M. Physique, 3ème ed.,Dunod, 2004.
2. Kandel E.R., Schwartz J.H. & Jessel T.M. Principles of Neural Science, 4th ed.,McGraw-Hill, 2000
3. Hille B. Ionic channels of Excitable Membranes, 3rd ed., Sinauer, 2001.
4. Blaustein M.P., J. Kao, & D.R. Matteson. Cellular Physiology and Neurophysiology, Elsevier, 2012.
Support(s) de cours
- Syllabus
- Université virtuelle
- Podcast
Contribution au profil d'enseignement
Erudition :- Acquérir des connaissances scientifiques de base- Etre capable d’auto-évaluation et de rétro-action- Etre ouvert à la recherche et faire preuve de curiosité scientifique Aptitude au raisonnement :- Résoudre des problèmes- Maîtriser les domaines de validité des lois- Savoir faire preuve d’auto-critique des résultats- Maîtriser des protocoles expérimentaux- Pratiquer le transfert de connaissances- Maîtriser l’apprentissage du raisonnement physiologique- Transposer des notions fondamentales à des problèmes cliniques Communication :- Faire preuve de compréhension mutuelle- Travailler avec Efficience/exactitude- Trouver les références et la documentation appropriées- Savoir présenter des examens et des rapports- Communiquer de manière efficace avec les enseignants et les condisciples Ethique et professionnalisme :- Faire preuve de loyauté dans le travail d’équipe- Ne pas falsifier les résultats- Ne pas exploiter le travail d’autrui- Faire preuve de loyauté dans les examens Collaboration :- Savoir partager des connaissances et des informations- Former des équipes efficaces- Faire preuve de dynamique d’équipe Gestionnaire :- Faire preuve de leadership (TP)- Savoir maîtriser la gestion du temps- Etablir des priorités
Autres renseignements
Contacts
Laboratoire d'Enseignement de la Physique:
https://lep.ulb.be/
titulaire : Prof. David Gall (dgall@ulb.ac.be) : cours & guidance théorie, TP, examens
assistant : Eliott Ducarme (eliott.ducarme@ulb.be) : séminaires & TP, guidance exercices
assistant pédagogique : Dr. Vadim Shlyonsky (vshlyons@ulb.ac.be) : séminaires & TP, guidance exercices, examens
techniciens :Dr. Raphaël Crutzen : préparation des travaux pratiques
Locaux : bureau du titulaire (sur rendez-vous) : bâtiment GE, niveau 4, local E1.4.215; guidances (sur rendez-vous) : bâtiment GE, niveau 4, local E1.4.315; Travaux pratiques et séminaires d'exercices : bâtiment GE, niveau 3.
Campus
Erasme
Evaluation
Méthode(s) d'évaluation
- Travail personnel
- Examen oral
- Autre
Travail personnel
Examen oral
Autre
Oral solidaire :
- présentation l’examen par groupe de trois étudiants ou, éventuellement seul
- une question tirée au hasard : ancienne question d’examen, TP, séminaire ou théorie
- préparation collective, sans notes (30 min)
- exposé au tableau + questions (30 min), l'entraide peut être autorisée par l'interrogateur
- Chaque membre du groupe devra être à même de répondre individuellement à des questions posées lors de l’échange oral avec l’enseignant
- Les membres de chaque groupe obtiendront une seule et même note
Les détails concernant l'évaluation sont donnés au cours et disponibles sur Université Virtuelle.
NB : les modalités d'examen sont conditionnées par la possibilité effective d'organiser l'épreuve orale lors des différentes sessions et peuvent être modifiées si nécessaire.
Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles)
En première session :
- la note totale (/20) correspond à la somme des notes des TP obligatoires (sur 5 points) et de l'examen oral (sur 15 points). Vous pouvez également bénéficier d'un bonus de maximum 2 points pour la réalisation, sur base volontaire, d'une capsule vidéo sur une thématique du cours (validée par le titulaire). Lors des différentes activités d'apprentissage, toute tentative de fraude, devoir obligatoire non remis ou absence non motivée aux travaux pratiques entraîne un malus de -1 point sur la note totale de l'unité d'enseignement (UE). En cas de récidive, l'UE ne sera pas validée.
En cas d'absence justifiée par un certificat médical à une séance de TP obligatoire, vous êtes dans l'obligation de contacter l'assistant sans délai afin de passer cette séance un autre jour. S'il n'est matériellement pas possible de trouver une autre date pour la séance manquée, la pondération de la note finale est modifiée en conséquence et la note de l'oral est augmentée du nombre de points de TP non réalisés (par exemple, si vous avez manqué un TP noté sur 2, la note totale correspond à la somme des notes des TP où vous étiez présent, notée sur 3 dans ce cas, et de celle de l'examen oral, noté sur 17 dans ce cas).
NB : pour les étudiants dispensés de TP, la note de l'UE (/20) correspond à la note de l'examen oral.
En seconde session :
- la note de l'UE (/20) correspond à la note de l'examen oral.
La réussite de l'UE nécessite une note supérieure ou égale à 10/20. Un report de note est accordé à partir de 10/20 pour une durée de 3 années académiques.
Langue(s) d'évaluation
- français
- (éventuellement anglais )