Propriétés électriques des membranes...
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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 OUPOTENTIEL D’EQUILIBRE STABLE ET
CONSTANT=60 mV
CHAQUE UNITE EST RELIEE A LA SUIVANTE PAR UNE RESISTANCE R LONGITUDINALE CORRESPONDANT AUX PROPRIETES ELECTRIQUES DU MILIEU INTERNE
LES PHOSPHOLIPIDES SONT ELECTRIQUEMENT ISOLANT: Cm
LA PROTEINE CANAL OPPOSE UNE RESISTANCE Rm AU PASSAGE DU COURANT
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 (mmol/1)
Intracellular (mmol/1)
CationsNa+ 145 12K+ 4 155
Others 5 —Anions
cl- 120 4HCO-
3 27 8Others 7 155
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 ClT1 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’/d²F= 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 : 8,314T= température absolue (degré Kelvin )Z= valence de l’ion considéréF= charge d’une mole d’ion = Faraday = 96500C
L’équation de Nernst peut être calculé pour tous les ions diffusible Pour le Na =+55 mVPour le K+ = -75 mVPour 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 IONLE 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 ACTIFSrôle de la Na‐K ATPase avec consommation d’ ATP
MOUVEMENTS I
ONIQUE PASS
IFS ET
ACTIFS S’ÉQU
ILIBRENT AU R
EPOS
MAIS QUE SE PA
SSET‐IL LORSQ
UE
LA MEMBRANE EST EX
CITÉ PAR
UNE STIMULATIO
N ??? A
SUIVRE…