potentiel de membrane, transport membranaire Flashcards
compo ionique comparéé des differents compartiments hydrique
liquide extracell
- plasma : 103mEq/L Cl- 140mEq/L Na= peu de K+,Ca++,Mg++ ionise, HPO4-,SO42-, acide org un peu de HCO3-, proteine
liquide interstitiel
a peu pres pareil
moins de prot
L’unité ‘Eq/L” compte le nombre de charges électriques par unité de volume
compo ionique comparéé des differents compartiments hydrique
liquide intracell
largement + de K+ bcp + de Mg++ bcp moins Na + - de HCO3- \+ de HPO42- \+ de SO42- \+ de prot
donc compo ionique :
comment ca se fait ?
Il existe une asymétrie de composition ionique entre liquides extracellulaire &
intracellulaire
• Comment se crée et se maintient cette asymétrie ? – Activité des protéines de transport ionique – Différence de perméabilités ioniques membranaires
permeabilite spontane des bicouches
tres perméable :
molecule hydrophobe : O2,CO2,N2,benzene
moins perméable :
petite molécule polaire non chargés
H20 urée, glycérol
peu permeable
grosse molécules polaire non chargée
pas perméable (mais pas nulle)
ions
H+, Na+, HCO3-, K+, Ca2+, Cl-, Mg2+
potentiel membranaire d’equilibre
- si V= 0 et meme concentration de K+
- si V=0 et C K+ different (100 et 5)
- si V= 80mV et K+ pareil
- si V= 0 et meme concentration de K+ : flux net nulle
- si V=0 et C K+ different (100 et 5) : flux diffusif
Jk (fluxnet) = RTLn ( 100/5) - si V= 80mV et K+ pareil : flux net = Z(valence)F(constante Faraday)V(potentiel)
trouver V a l’equilibre en connaissant concentration K
EQUATION NERST
Ek = (RT/ZF) x Ln (K1(eleve) / K2)
propriete equation nerst
- Souligne la similitude des forces chimiques
et électriques vis à vis des transports ioniques - Constitue un outil pour prédire si un transport actif
est présent - Est le point de départ conceptuel pour comprendre
la base physiologique de toutes les activités bioélectriques
De l’équation de Nernst à celle de Goldman-Hodgkin-Katz
L’équation de Nernst décrit l’équilibre théorique entre forces chimiques et forces électriques (si il y avait qu’un ion)
L’équation de Goldman décrit la situation “réelle”, dans laquelle une membrane plasmique est simultanément perméable
à plusieurs ions
Equation Goldman
Vm ≅ -60 mV log ( PK[K+]in + PNa[Na+]in + PCl [Cl-]out / PK[K+]out + PNa[Na+]out + PCl [Cl-]in)
P = permeabilite change rapidement
concentration ; stable
Vm en fonction permeabilite
Le potentiel de la membrane plasmique est plus proche du potentiel d’équilibre d’un ion auquel la membrane est hautement perméable (ici, le K), que de celui d’un ion auquel la membrane est peu perméable (ici le Na)
Mais (non illustré), si la perméabilité au Na augmente et devient supérieure à celle au K, Vm va se rapprocher du potentiel d’équilibre du Na (la membrane se dépolarise)
flux net passif nul
Flux passif unidirectionnel entrant = Flux passif unidirectionnel sortant
situation hors equilibre
flux net passif sortant + flux net actif entrant = equilibre = flux net nul
et inversement
resume flux et gradient
que pasa
• Gradient(s) électro-chimique(s) à mouvements passifs nets d’ions (jusqu’à dissipation des gradients)
• Pression colloïdo osmotique cellulaire à
mouvements nets d’eau à gonflement cellulaire
• En fait :
– contenu ionique et composition ionique
cellulaires constants
– Volume cellulaire constant
cellule a 5°C et cellule a 37°
5° : A cette température, pas d’activité enzymatique
37° : Effet de l’apparition d’une activité d’enzyme (qui consomme de l’énergie) qui transporte activement Na hors de la cellule et K dans la cellule
Effets sur les concentrations ioniques intra et extracellulaires et le potentiel de membrane après une fraction de seconde d’activité enzymatique
Donnée de départ : la perméabilité membranaire au K est 10 fois supérieure à la perméabilité au Na
Quelle prot permet ce transport actif ?
pompe Na,K ATPase
– Fixation Na+ intracellulaire Km = 30 mM
– Fixation K+ extracellulaire Km = 2 mM
– Stoechiométrie 3 Na/2 K : rajoute + 2mV au potentiel membranaire (peu d’influence sur le potenteil de membrane)
• ATPase 1 ATP/cycle
• Structure Hétérodimère
• Inhibiteur Ouabaïne (tres efficace pour inhiber pompe)
• cyanure : inhibiteur ATP
• pompe represente 10% de la conso d’ATP de l’organisme
osmolalité intracell assure par
osmolalite extracell assuré par
Osmolalité intracellulaire, assurée en partie par des anions non diffusibles
( et le cation K+)
Osmolalité extracellulaire assurée par l’anion Cl- (indirectement) et la cation Na+ (directement)
maintenus à l’extérieur de la cellule par la Na,K-ATPase qui
- expulse activement Na+ (et passivement Cl-)
- maintient Vm
si activité pompe diminue
Si l’activité de la pompe diminue :
- la pression colloïdo-osmotique intracellulaire augmente
- le volume cellulaire augmente (entrée d’eau)
generalite prot transport membranaire
• (Très) Nombreuses (ex: SLC : 52 familles,
>300 membres)
• Spécifiques
• Permettent transport:
– Soit Passif: selon gradient chimique ou
électrochimique
Diffusion simple (canaux) ou facilitée (uniport)
– Soit Actif: contre gradient
• Primaire Pompes
• Secondaire Symports (cotransporteurs)
ou antiports (échangeurs)
Canaux ioniques : transport passif
• Protéines membranaires • Permettent la diffusion simple d’ions • Mode binaire : Ouvert / Fermé • Caractérisation : Patch clamp – Sélectivité ionique – Probabilité d’ouverture – Stimulus d’ouverture (potentiel, ligand) – Conductance
uniport
spécifique (par exemple, GLUT5 n’accepte que le fructose) ou non (par exemple, GLUT2 accepte fructose, glucose et galactose)
co-transporteur
amene 2 truc dans le meme sens
1 part difusion et l’autre aider par la difusion
ex pompe Na+/ glucose dans le sens du gradient de Na+
ex Na/AA (sens Na) ; Na/ Phosphate (sens Na) ; Na/HCO3- ( sens de transport est expliqué par le fait que les différences de potentiel electrochimique du Na et du HCO3 sont opposées : quand on transporte 3 HCO3 pour 1 Na, c’est la différence de potentiel electrochimique du HCO3 qui dicte le sens de transport)
antiport ex
Na/Ca2+
Na/H+
Na+HCO3-/Cl-
Cl)/HCO3-
exemple insuline
insuline va sur un recepteur et augment nb transporteur GLUt4 pour diffusion glucose a l’int cell
apport glucose sujet normal
Effet de l’ajout de 120 mmol de glucose
les 120 mmol de glucose se répartissent dans les 12 litres de liquide extracellulaire : la concentration de glucose augmente de 10 mmol/l (5+10 = 15) et l’osmolalité de 10 mosm/kg. Très rapidement, l’insuline est secrétée, rend les membranes plasmiques perméable au glucose; qui diffuse passivement entre les liquides extra et intra cellulaires, jusqu’à égalisation des concentrations et des osmolalités
apport glucose sujet diabétique par carence en insuline
Effet de l’ajout de 120 mmol de glucose
les 120 mmol de glucose se répartissent dans les 12 litres de liquide extracellulaire : la concentration de glucose augmente de 10 mmol/l (5+10 = 15) et l’osmolalité de 10 mosm/kg. En l’absence d’insuline, le glucose peut difficilement diffuser vers les cellules. Pour égaliser les osmolalités, de l’eau initialement intracellulaire doit diffuser vers le liquide extracellulaire. D’où une diminution de volume de liquide intracellulaire
