CANAUX IONIQUES

CANAUX IONIQUES
Introduction
La membrane plasmique qui entoure les cellules (sépare le cytoplasme de l’extérieur) est constituée d’une
bicouche phospholipidique fluide (2 couches constituées de lipides et de protéines).
La membrane plasmique est un élément important dans le fonctionnement cellulaire. Elle contient différents
types de protéines qui sont insérées dans sa structure:
- Les canaux ioniques
- Les pompes ioniques
- Les récepteurs membranaires
- Les enzymes membranaires.
Toutes ces protéines ont des rôles dans le fonctionnement cellulaire et sont impliquées dans les échanges
entre milieu extérieur et cellule et dans la communication entre les cellules.
Ainsi, les canaux ioniques interviennent dans 2 formes de communication entre les cellules:
- transmission de l’information par des signaux électriques membranaires qui se propagent. C’est l’exemple
de la transmission nerveuse.
- transmission de l’information par la liaison d’une molécule informative appelée ligand et de son récepteur
membranaire, en général spécifique. C’est l’exemple de la transmission humorale ou hormonale.

Définition :
Les canaux ioniques sont des protéines membranaires agencées de manière à former des pores qui, lorsqu’ils
sont ouverts, permettent le transport passif d’ions de part et d’autre de la membrane cellulaire.
Le passage des ions à travers les canaux ioniques se fait donc sans consommation d’énergie (transport
passif), de la zone où l’ion est le plus concentré vers la zone où il est le moins concentré.

Les canaux ioniques sont très importants car impliqués dans de nombreux processus physiologiques tels
que:
- l’excitabilité cellulaire
- la communication inter cellulaire
- le contrôle des fonctions cellulaires.
La répartition inégale des ions de part et d’autre de la membrane des cellules excitables est responsable
d’une Différence de Potentiel (DDP) mesurable par un voltmètre. La répartition des ions est maintenue
grâce aux pompes ioniques qui peuvent transporter les ions de manière active, contre un gradient de
concentration.
Ainsi, à l’intérieur de la cellule, le potassium (K+) est l’ion prédominant, alors qu’à l’extérieur, c’est l’ion
sodium (Na+) qui est le plus abondant.

Cette répartition inégale des ions est responsable d’une accumulation de charges différentes à l’extérieur
et à l’intérieur de la membrane des cellules excitables : on dit qu’elle est polarisée (chargée positivement à
l’extérieur et négativement à l’intérieur). Les mouvements d’ions peuvent modifier cette polarité :
- Dépolarisation lors de l’entrée d’ions positifs tels que les ions sodium ou calcium
- Hyperpolarisation lors de l’entrée d’ions négatifs tels que les ions chlore ou de la sortie d’ions positifs
tels que les ions potassium

I. Différents types de canaux
ioniques
1.1. En fonction de la sélectivité ionique
Les canaux ioniques ont une certaine spécificité par rapport à l’ion transporté.
Ainsi, en fonction de l’ion transporté, on peut distinguer différents types de canaux ioniques:
 Canaux à Sodium ou sodiques (Na+)
 Canaux à Calcium ou calciques (Ca++)
 Canaux à Potassium ou potassiques (K+)
 Canaux chlorures ou à chlore (Cl-)
1.2. En fonction du facteur contrôlant l’ouverture
Les canaux ioniques obéissent à divers mécanismes d’activation. En effet, certains canaux sont ouverts en
permanence et sont appelés Canaux de fuite. C’est l’exemple de certains canaux K+ présents sur la membrane
des cellules nerveuses (neurones)
Les autres canaux ont une ouverture ponctuelle (transitoire) pouvant être déclenchée par 2 types de facteurs:
- Electriques : canaux voltage dépendants
- Chimiques : canaux ligand dépendants
Canaux ioniques voltage dépendants : parmi les canaux ioniques ayant une ouverture transitoire, certains
sont ouverts à la suite d’une variation du potentiel de membrane, ils sont appelés canaux voltage dépendants ou
potentiel dépendants (Voltage operated channels VOC en anglais) qui ont été décrits pour la première fois par
Hodgkin et Huxley (Prix Nobel de Médecine: physiologie 1963).
Les canaux ioniques étant constitués de protéines chargées, les DDP transmembranaires qui créent un champ
électrique peuvent agir sur leur structure moléculaire ce qui permet leur ouverture ou leur fermeture et ainsi le
transport passif des ions.