potentiel de membrane

Propriétés électriques des membranes excitables POTENTIEL DE MEMBRANE ( AU REPOS) Dr MAHIDDINE
LA PERMEABILITE MEMBRANAIRE Membrane perméable:
Concentration identique Membrane semi perméable:
Passage d’eau Membrane sélectivement perméable:
Perméable a certain et imperméable a d’autre Membrane plasmique Double couche de phospolipide + inclusion de proteines Membrane cellulaire :
double couche de phospholipide +plusieurs type de protéines canal MEMRANE CELLULAIRE PROTEINE CANAL= ZONE DE PASSAGE Membrane cellulaire double couche de phospholipide avec tête hydrophile et queue hydrophobe
+représentation d’un canal POTENTIEL DE MEMBRANE : MISE EN EVIDENCE POTENTIEL DE REPOS OU
POTENTIEL D’EQUILIBRE STABLE ET CONSTANT
=60 mV LES PHOSPHOLIPIDES SONT ELECTRIQUEMENT ISOLANT: Cm
LA PROTEINE CANAL OPPOSE UNE RESISTANCE Rm AU PASSAGE DU COURANT CHAQUE UNITE EST RELIEE A LA SUIVANTE PAR UNE RESISTANCE R LONGITUDINALE CORRESPONDANT AUX PROPRIETES ELECTRIQUES DU MILIEU INTERNE SCHEMA ELECTRIQUE MEMBRANAIRE MEMBRANE CELLULAIRE : équivalent électrique Fibre nerveuse : circuit élémentaire en série SCHEMA ELECTRIQUE MEMBRANAIRE CAPACITE MEMBRANAIRE QUI SE DECHARGE A TRAVERS UNE RESISTANCE DE FUITE REPARTITION IONIQUE TRANSMEMBRANAIRE Hypothese de Bernstein et Nernst :
‐Membrane sélectivement perméable ‐Anions non diffusibles répartition inégale des ions diffusibles membrane sélectivement perméable genèse et maintien du potentiel de repos due a la répartition inégale des ions diffusible (membrane sélectivement perméable ) dans milieu intra et extra cellulaire avec influence d’anions A‐ non diffusible Table 2–1 Compositions of Extracellular and Intracellular
Fluids of Mammalian Muscle From Patton,48 with permission.
Extracellular
Intracellular (mmol/1)
(mmol/1)
Cations
Na+
K+
145
4
12
155
Others
Anions
5
—
cl-
120
4
HCO- 3
Others
27
7
8
155
Potential
0 mV
-90 mV
Peu d’ions sont responsables de la polarité ils sont disposés de par et d’autre de la membrane MOUVEMENTS IONIQUES FORCE ELECTROCHIMIQUE RESULTANTE DES FORCES DE DIFFUSIONS ET FORCES ELECTRIQUES ‐diffusion osmotique: du milieu le plus concentré vers le moins concentré
‐diffusion electrostatique : des charges de sens opposées s’attirent ,de même sens: elles se repoussent C
C
Force osmotique __
+
+
Force électrique _
MOUVEMENTS IONIQUES ‐MEMBRANE SEMI‐PERMEABLE ‐POTENTIELD’EQUILIBRE
T0 passage de Na selon le gradient de concentration (pas de passage pour Cl
T1 apparition d’un faible gradient electrique(force electrostatique )
T2 les forces electrostatiques augmentent au fur et a mesure que les cations Na passent dans B Tn les forces electrostatiques sont égales aux forces osmotiques : le potentiel de membrane correspond au potentiel d’équilibre du Na+
Ne pas oublier dans cet exemple :la membrane est imperméable au Cl Travail effectué sous une ddp donnée W= ZEF avec E= qq’/d²
F= 96500C
Travail effectué pour passer d’un compartiment A vers B de concentration differente
W=RT 2,3log [Na]B/[Na]A
W= ZEF = RT 2,3log [Na]B/[Na]A
E = RT/ZF 2.3Log [Na]B/[Na]A
Avec R= cte des gaz parfait : 8,314
T= température absolue (degré Kelvin )
Z= valence de l’ion considéré
F= charge d’une mole d’ion = Faraday = 96500C
L’équation de Nernst peut être calculé pour tous les
ions diffusible
Pour le Na =+55 mV
Pour le K+ = -75 mV
Pour le Cl =-60 mV
Pour le Ca++= +116 mV
Nous remarquons que le potentiel de
membrane est proche du potentiel d’équilibre
du K+
Equation de Goldman similaire à celle de Nernst en considérant tous les ions diffusibles Le passage des ions est possible grâce aux canaux CHAQUE PROTEINE CANAL EST SPECIFIQUE D’UN ION
LE DEPLACEMENT DE CELUI‐CI DEPEND DE LA FORCE ELECTROCHIMIQUE (OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE )
LE PASSAGE DE CHAQUE ION A TRAVERS UN CANAL LE PLUS SOUVENT SPECIFIQUE S’EFFECTUE PLUS OU MOIS FACILEMET LE CANAL PRESENTE UNE CERTAINE RESISTANCE AU PASSAGE DE L’ION (1/R = CONDUCTANCE )
IL S’AGIT DE MOUVEMENT PASSIFS
A NOTER : A COTÉ DE CES CANAUX PASSIF (TOUJOURS OUVERT IL EXISTE DES CANAUX ACTIFS (VOLTAGE DEPENDANTS )
FORCE ELECTROCHIMIQUE
= SOMME DES FORCES OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE LES MVTS SONT PREVISIBLES
‐FORCE ELECTROCHIMIQUE
‐PERMEABILITE AUX IONS flux net entrant pour le Na+
flux net sortant pour le K+
Équilibre de Gibbs Donnan : présence d’ anions non diffusibles ( A‐) qui interagissent avec les ions diffusibles et perméabilité différente selon l’ion considéré
MOUVEMENT PASSIF : SELON LE GRADIENT ELECTROCHIMIQUE MOUVEMENT ACTIF : CONTRE LE GRADIENT ELECTROCHIMIQUE MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE ACTIF INFLUENCE DE LA TEMPERATURE :
PROCESSUS METABOLIQUE ENZYMATIQUE SORTIE DE NA BLOQUE PAR LE DNP (DINITROPHENOL) = INHIBITEUR DE LA SYNTHESE D’ATP
ROLE DE L’ATP
i
POMPE NA‐K ATPase Importance de la concentration du K+ extracellulaire MOUVEMENTS PASSIFS COMPENSES PAR LES MOUVEMENTS ACTIFS
rôle de la Na‐K ATPase avec consommation d’ ATP
T
E
S
F
I
S
S
A
P
E
U
Q
I
S
N
O
O
P
I
E
S
R
T
U
N
A
E
T
M
N
E
E
E
V
U
R
U
Q
B
I
S
O
L
R
I
M
O
U
L
Q
L
É
I
’
‐
S
T
E
S
S
F
R
I
S
A
T
A
P
P
AC
É
E
T
S
I
C
E
X
U
E
Q
T
S
S
I
E
A
E
M
A
N
A
R
?
?
B
?
M
E
N
M
O
I
T
A
L
A
L
U
M
I
T
S
UNE …
E
R
V
SUI