Electrophysiologie et Potentiel imposé

Tutorat PACES Amiens 1
Electrophysiologie et Potentiel imposé
Gradient électrochimique et potentiel de repos des membranes excitables
La membrane cellulaire peut être considérée comme un circuit électronique.
La bicouche lipidique peut agir comme un condensateur.
Les canaux ioniques peuvent agir comme des résistances variables.
Les pompes échangeuses d'ions peuvent agir comme des chargeurs de batterie.
Expérience fondamentale : Potentiel de repos :
Si l'on place l'extrémité d'une microélectrode dans une
cellule nerveuse, il est possible, dès l'entrée dans la
cellule, d'enregistrer une différence de potentiel (ddp)
par rapport au milieu extérieur d'environ 60 mV. Cette
ddp, appelée potentiel de repos, est variable d'une
cellule à l'autre et caractéristique de toutes les cellules
vivantes. L'intérieur de la cellule est négatif par rapport à
l'extérieur, ce qui s'exprime par un potentiel de repos ou
potentiel de membrane (Vm) égal à - 60 mV.
Dans toutes les cellules eucaryotes il existe un gradient de concentration de part et d’autre
de la membrane :
 La concentration en ions K+ est + importante à l’intérieur de la cellule qu’à l’extérieur
 La concentration en ions Na+, Ca++ et Cl- est + importante à l’extérieur de la cellule
qu’à l’intérieur

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La membrane peut permettre la diffusion de toute ou partie des ions, elle est plus ou moins
sélective
Les ions sont des particules chargées (q+, q-). Ils répondent donc aux lois de l’électrostatique
et leurs déplacements seront influencés par la présence d’un champ électrique
transmembranaire.
Ainsi, les conditions d’équilibre ne seront atteintes qu’après qu’un équilibre soit réalisé entre
diffusion et forces électriques.
Les ions vont traverser la membrane par des canaux, des pompes, qui ont la capacité de
s’ouvrir et de se fermer, on parlera de probabilité d’ouverture et de fermeture qui peut
dépendre des caractéristiques électriques du milieu, de neurotransmetteurs etc…
Potentiel d’équilibre ou de repos :
Principe d’équilibre osmotique et d’électro-neutralité
Equilibre osmotique :
Le nombre de particules en solution situé de chaque côté de la membrane doit être le
même, quelle que soit la charge de ces particules

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Notion de diffusion :
La diffusion simple :
– Au travers de la membrane
- Du plus concentré vers le moins concentré
- Lent
La diffusion facilitée :
Nécessite une protéine transmembranaire
 Protéine canal : du plus concentré vers le
moins concentré (Rapide, spécifique,
régulée)
 Transporteur : dans le sens ou contre le
gradient de concentration

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Rappel à propos du condensateur :
Un condensateur plan est constitué de deux surfaces parallèles et chargées, séparées d'une
distance d, en face l’une de l’autre.
On retrouve la notion précédente d’une plaque chargée avec ici 2 plaques dont l’une est
chargée positivement et l’autre négativement
A l'intérieur d'un condensateur plan, il existe un champ électrique uniforme tel que :
 E est perpendiculaire aux plaques
 Il est dirigé du (+) vers le (-) (le "sens des potentiels décroissants")
 Sa valeur est E = U/d avec U en V, d en m et E en V.m-1