POTENTIEL DE MEMBRANE ET TRANSPORT MEMBRANAIRE Flashcards
POTENTIEL D’EQUILIBRE MEMBRANAIRE
Comment le déterminer ?
On se place dans la situation suivante :
→ 2 compartiments séparés par une membrane perméable au K+
→ Concentration équivalente de K+ dans les 2 compartiments
→ Pas de différence de potentiel
= Pas de flux net de potassium
→ JK = 0
On crée une différence de concentration entre les 2 compartiments:
= Flux net passif diffusif de potassium du compartiment ayant la plus grande concentration vers celui ayant le moins de K +
JK proportionnel à R × T × ln 100/5
Avec :R = constante des gaz par faits
T = Température
On crée une différence de potentiel entre les 2 compartiments
= Flux net passif diffusif du compartiment
électropositif vers le compartiment électronégatif (car le potassium est chargé posi tivement)
JK proportionnel à Z × F × V
Avec :
Z = valence
F = constante de Faraday
V = différence de potentiel
En additionnant les 2 dernières situations, on se retrouve
avec un modèle assez proche du fonctionnement au sein
de notre corps. On a :
→ Une différence de potentiel non connue
→ Une différence de concentration
On se place dans une situation de manière à ce que
JK = 0
On a donc : R × T × ln [K ]1/[K+]2 = Z × F × V
On trouve alors : V = RT/VF × ln [K ]1/[K+]2 =+ 80 mV
→ Equation de Nernst
L’ équation de Nernst
- Souligne la similitude des forces chimiques et électriques vis- à-vis des transports ioniques
- Constitue un outil pour prédire si il y a ou non un transport actif
- Est le point de départ conceptuel pour comprendre la base physiologique des activités bioélectriques
Equation de Goldman
L’ équat ion de Nernst ne peut pas refléter la complexité des échanges bioélectriques du vivant. Elle est théorique .
On a donc « amélioré » cette équation par l ’ équation de Goldman, qui elle décrit la situation réel le dans laquelle une membrane plasmique est simultanément perméable à plusieurs ions :
→ Equation de Nernst simplifiée
→ Equation de Goldman
Avec :
P = perméabilité aux ions ( change rapidement)
[ ion] = concentration ionique (stable)
Ainsi, le potentiel de membrane V m ne pourra jamais :
* Être plus élevé que le potentiel d’ équilibre du Na +
* Être plus bas que le potentiel d’ équilibre du K +
VK < Vm < VNa
FLUX ACTIF OU PASSIF
EQUILIBRE Vm ≈ V ( ion )
Le flux passif unidirectionnel entrant est égal au f lux passif
unidirectionnel sortant
= FLUX NET PASSIF NUL
Exemple : Cl-HORS
EQUILIBRE Vm > V ( ion ):
Flux net passif entrant
MAIS flux net actif sortant
= flux net nul
Exemple : Na+
Vm < V ( ion ):
Flux net passi f sortant
MAIS flux net actif entrant
= flux net nul
Exemple : K+
Il y a 2 mécanismes qui permettent des mouvements d’ ions intra et extracellulaires :
* Les gradients é lectro- chimiques
= mouvements passifs d’ ions jusqu’ à dissipation des gradients
* La pression colloïdo- osmotique cellulaire ( cf. fiche 5 )
= mouvements nets d’ eau → gonflement cellulaire
Cependant, les contenus en ions et le volume des cellules restent constants. Quels sont les mécanismes qui permettent cela ?
→ POMPE Na,K-ATPase
La pompe Na, K- ATPase
Sans pompe enzymatique, la cellule est gonflée d’ eau et les compositions des milieux intra et extracellulaires sont sensiblement identiques .
Grâce à l ’ action de la Na, K - ATPase ( hétérodimère), on a une nouvelle situation d’ équilibre dynamique :
Que fait la Na, K- ATPase ?
Elle transporte contre leur gradient de concentration
respectif :
- 2 ions K+
- 3 ions Na+
- en consommant 1 molécu le d’ ATP
Son rôle principal est de maintenir une concentration de
potassium extracellulaire basse ( son activité enzymatique étant maximale pour des valeurs de concentration en K+ faible en extracellulaire)
→ Inhibiteur = Ouabaïne
→ Un équilibre est trouvé quand la d iffus ion passive des ions K + et Na+ contreba lance EXACTEMENT les mouvements actifs de ces ions par la Na, K -ATPase.
→ Si ↘ activité Na, K- ATPase;
= ↗ Pression colloïdo- osmotique intracellulaire
= ↗ Volume cellulaire (par entrée d’ eau).
PROTEINES DE TRANSPORT MEMBRANAIRE
- NOMBRE: +++ nombreuses ( 52 familles avec plus de 300 membres)
- PROPRIETES Elles sont spécifiques d’ une espèce chimique
- TRANSPORT:
ACTIF CONTRE LE GRADIENT:
→ Primaire = Pompes
→ Secondaire = Symports/ Cotransporteurs= Antiports/ Echangeurs
Avec : - rond = molécules transpor tées
- carré = ion co- transporté
PASSIF SELON LE GRADIENT CHIMIQUE OU ELECTRO- CHIMIQUE
→ Diffusion simple= Canaux
→ Diffusion facilitée= Uniports
LES PARTICULARITES DES CANAUX IONIQUES
PROPRIETES:
Ces protéines membranaires permettent la di ffusion simple
d’ions. Elles ont un mode binaire fermé ou ouvert .
Leurs propriétés (déterminées par la méthode du Patch clamp) sont :
* Sélectivité ionique
* Probabilité d’ ouverture
* Stimulus d’ ouverture (potentiel, ligand)
* Conductance
CANAL OUVERT PAR LIGAND:
La fixation d’un agoniste sur un récepteur lié au canal ionique
provoque l ’ouverture du canal.
C ANAL OUVERT PAR POTENTIEL:
La dépolarisation de la membrane déclenche l’ouverture du canal ionique. A l ’inverse, l’hyperpolarisation membranaire ferme le canal.
