Chapitre 3 : Potentiel membranaire et potentiel d’action Flashcards
Qu’est ce qu’un potentiel membranaire ?
C’est un répartition inégale des charges positives et négatives des deux cotés de la membrane plasmique MP provoquée par les transport d’ions comme Na+ (milieu ext.) et K+ (milieu int.)
Quels sont les deux gradients présents dans la cellule ?
Un gradient de concentration et un gradient électrique.
Quelles sont les concentrations moyennes des ions dans les milieux intra et extra cellulaires (MIC et MEC) ?
Il y a environ 150 mmol/L de Na+ dans le MEC contre 15 dans le MIC, 5 mmol/L de K+ dans le MEC contre 150 dans le MIC et l’on considère qu’il y a 65 mmol/L de protéines intracellulaires A- dans le MIC (0 dans le MEC).
Quelles sont les valeurs de perméabilité relative pour différents ions ?
Les ions Na+ ont une perméabilité relative de 1 (diffusion difficile à travers la MP) alors que les ions K+ ont une perméabilité relative de 50 à 75 (diffusion facile et avantagée par rapport à Na+ car plus liposoluble que Na+) et les protéines intracellulaires A- de 0.
Qu’est ce que la perméabilité relative ?
C’est une valeur donnée pour décrire la capacité de transport par diffusion simple d’une substance à travers la MP. Plus une substance a une perméabilité relative haute, mieux elle diffuse à travers la MP.
À quoi est du le gradient de concentration d’une cellule ?
La concentration plus élevée de Na+ dans le MEC crée un gradient de concentration faisant se déplacer les ions vers l’intérieur de la cellule.
À quoi est du le gradient électrique d’une cellule ?
Au contraire, les ions K+ sont en plus grande quantité dans le MIC mais sont poussés à sortir pour compenser la forte charge négative du MEC due aux ions Cl- en grande quantité.
Comment interagissent ces gradients dans la cellule ?
Ces gradients vont agir séparément, jusqu’à se compenser mutuellement et obtenir un flux d’ion nul, un équilibre. Cet équilibre pour un
ion spécifique, correspond au potentiel d’équilibre de l’ion E(ion), en mV, exprimé par l’équation de Nerst : E(ion) = 61/𝓏 × log Co/Ci
𝓏=toujours égal à 1
Co=concentration de l’ion dans le MEC
Ci=concentration de l’ion dans le MIC
Qu’est ce que le potentiel de repos V(m) d’une MP ?
C’est un potentiel provoqué par le mouvement constant d’ions entre le MIC et le MEC en recherche d’un équilibre. Il se mesure en mV et s’exprime par l’équation de Goldman-Hodgkin-Katz :
V(m) = 61 × log {(PK+ × [K+]O) + (PNa+ × [Na+]O)} / {(PK+ × [K+]I) + (PNa+ × [Na+]I)}
PK+ et PNa+ = perméabilités relatives de K+ et Na+
[K+] et [Na+] = concentration de K+ et Na+ selon le milieu (O=extérieur ; I=intérieur)
Ce potentiel est en général = à -70 mV.
Qu’en est-il des potentiels d’équilibre des ions lorsque la MP est au potentiel de repos ?
Lorsque la MP est à son potentiel de repos de -70 mv, aucun des 2 ions n’est à son potentiel d’équilibre : le potentiel d’équilibre de K+ est presque atteint, mais il y a en permanence un flux sortant de K+. Quant à Na+, son gradient de concentration en plus de la négativité constante du MIC provoque un flux entrant constant de Na+.
Quelle est le role de la pompe Na+/K+ ATPase ?
La pompe Na+/K+ ATPase permet d’éviter l’épuisement des ressources ioniques des deux milieux en contrebalançant ces flux régulièrement.
Comment peut-on modifier un potentiel membranaire ?
Soit en modifiant les concentrations ioniques d’un côté ou de l’autre de la MP, soit en injectant un courant électrique directement dans la MP.
Qu’arrive-t-il alors si on modifie le potentiel membranaire ?
Lors d’un stimulus ou d’un courant électrique, cela modifie la perméabilité de la membrane à certains ions et donc la charge de la MP change (augmente) et peut provoquer un potentiel d’action PA dans la cellule, seulement à partir d’un certain seuil.
Quels sont les facteurs qui influencent un PA ?
- L’intensité et la fréquence du stimulus
- Le potentiel membranaire de repos
- La disponibilité ionique
- La conformation des canaux voltage-dépendants VD
Pour donner un PA, il faut que le changement de potentiel membranaire dépasse 20 mv (atteigne le seuil de potentiel de -50 mv, MP originellement à -70mV).
Quelles sont les phases d’un PA ?
- Dépolarisation : la charge de la MP augmente, devient moins négative
- Repolarisation : la charge diminue à nouveau, retrouve sa valeur initiale
- Hyperpolarisation : la charge diminue “trop” (plus bas que sa valeur initiale) avant de se stabiliser et revenir à -70 mv
Qu’est ce qu’un canal voltage-dépendant VD ?
C’est un canal ionique qui ne s’ouvre qu’à partir d’un certain seuil de potentiel membranaire : ici -50 mv.
Quelle loi suit le système de PA ?
La loi du tout ou rien : si le changement de potentiel membranaire aussi appelé différence de potentiel DDP est inférieur à 20 mv, cela n’aboutira pas en PA (rien), si c’est supérieur, cela provoquera un PA d’une valeur moyenne de 30 mV (tout), donc 100 mv de plus.
Que se passe-t-il durant chaque phase d’un potentiel d’action ?
- Dépolarisation : après l’atteinte du seuil de -50 mv suite au stimulus, les canaux VD de sodium vont s’ouvrir et permettre une entrée rapide et massive d’ions Na+ ce qui va augmenter le potentiel membranaire jusqu’à un pic de PA à 30 mV.
- Repolarisation : à ce pic, les canaux VD sodium deviennent inactifs et ceux K+ s’ouvrent, laissant sortir les ions K+ de la cellule pour rééquilibrer le potentiel
- Hyperpolarisation : une fois le potentiel de repos de -70 mV retrouvé, les canaux VD sodium se ferment et la fermeture lente de ceux K+ commence. Or, elle est si lente que “trop” de K+ sont sortis de la cellule entrainant le potentiel à diminuer encore plus. Le retour au potentiel de repos se fait grâce à l’activité des canaux de fuite Na+ et de la pompe Na+/K+.
Quelle est l’influence des concentrations ioniques sur ce processus ?
La dépolarisation dépend de la disponibilité ionique en Na+ et de son gradient de concentration (si peu de Na+ sont disponibles dans le MEC et donc petit gradient, la dépolarisation ne sera pas assez grande). La repolarisation, elle, dépend du gradient de concentration du K+ (idem).
Qu’appelle-t-on la période réfractaire ?
Une période dans laquelle le PA rentre une fois déclenché pour empêcher la MP d’accumuler les dépolarisations.
Quels sont les deux types de période réfractaire ?
La période réfractaire absolue (impossibilité totale de déclencher un deuxième PA ; de la dépolarisation jusqu’à la fin de la repolarisation) et la période réfractaire relative (possibilité de déclencher un deuxième PA sous certaines conditions ; commence avec l’hyperpolarisation).
