Récepteur IP₃ dans l’esprit de Li–Rinzel : Ca²⁺ cytosolique, réserve du RE, libération de calcium induite par le calcium, pompe SERCA, flux et portrait de phase Ca–h.
Modèle d’une seule cellule pour des oscillations temporelles de calcium. Les ondes calciques spatiales exigent une diffusion ou des cellules couplées ; ici la réserve du RE est mise à l’échelle pour tenir sur le graphe du Ca cytosolique.
Graphiques
À propos du modèle
L’oscillateur calcique (récepteur IP₃) : le calcium cytosolique peut osciller — l’IP₃ ouvre les canaux du réticulum endoplasmique, le Ca²⁺ libéré renforce la sortie, puis le canal s’inactive et la pompe SERCA réinjecte les ions. Modèle compact du récepteur IP₃ dans l’esprit de Li–Rinzel, pour une cellule sans structure spatiale : calcium cytosolique c, réserve du RE c_ER = (c0 − c)/c1, porte lente h. Les oscillations apparaissent dans une fenêtre intermédiaire d’IP₃ : niveau bas — repos ; intermédiaire — impulsions répétées ; haut — un régime stationnaire élevé. À l’écran : c(t), réserve du RE, flux de libération et SERCA, portrait de phase (c, h). Les ondes calciques spatiales exigent une diffusion entre régions ; ici seul l’oscillateur local est présent.
Public : Physiologie cellulaire et biophysique : signal calcique, récepteur IP₃, cycle limite.
Notions clés
récepteur IP₃
réticulum endoplasmique
pompe SERCA
modèle de Li–Rinzel
libération de calcium induite par le calcium
portrait de phase
porte d’inactivation
Comment ça marche
L’IP₃ ouvre les récepteurs du RE, le Ca²⁺ renforce la libération (libération de calcium induite par le calcium), mais un Ca cytosolique élevé abaisse lentement la porte h. La pompe SERCA ramène le Ca dans le RE. Dans la fenêtre intermédiaire d’IP₃ apparaît un cycle limite : graphes de c(t), de la réserve du RE, des flux de libération et de pompage, et la boucle de phase (c,h).
Formules
dc/dt = c₁(J_IP3R + J_leak) − J_SERCA, dh/dt = (h∞(c,p) − h)/τ_h, with c_ER = (c₀ − c)/c₁. IP₃ and Ca activate release; high Ca lowers h.
Questions fréquentes
Pourquoi le calcium oscille-t-il au lieu de simplement atteindre un régime stationnaire ?
Le calcium renforce sa propre libération depuis le RE, mais, avec un retard, inactive ce canal par la porte h. La pompe abaisse ensuite le Ca cytosolique et reconstitue la réserve ; les portes se rétablissent et une nouvelle impulsion peut commencer.
S’agit-il d’ondes calciques spatiales ?
Non. Ici une seule cellule, sans structure spatiale. Les ondes exigent une diffusion et un couplage entre régions ; l’oscillateur local de libération et de rétablissement en est la base.
Que regarder sur le portrait de phase ?
Une boucle fermée dans le plan (c, h) est un cycle limite : la libération rapide fait monter c, h baisse lentement, le canal se ferme, puis c redescend et h se rétablit.