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Biophysique > Transports Ioniques > Flashcards

Transports Ioniques Flashcards

1
Q

Qu’entraine l’inégale répartition des ions ?

A

un gradient de concentration des substances diffusibles (ions) ou non ) macromolécules/protéines)

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Q

Qu’entraine un transport ionique

A

la création d’un courant électrique => un gradient de potentiel

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Q

Citez les différentes forces motrices

A
  • gradient de concentration
  • gradient de pression
  • potentiel
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Q

Donnez les étapes du mécanisme de transport ionique

A

gradient de concentration > diffusion d’ions > courant électrique > gradient de potentiel > mise en mouvement des particules chargées

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5
Q

Quel(s) type(s) d’ion(s) se déplace(nt) sous l’effet du gradient de potentiel ?

A
  • les ions en concentration égale
  • les ions en concentrations inégales
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6
Q

A quoi est soumis un ion placé dans un champ électrique ?

A
  • une force motrice => accélération
  • une force de frottement => freinage
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7
Q

Par quoi est définie la force motrice ?

A

par la loi de coulomb

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8
Q

Par quoi est induite la force de frottement ?

A

par le déplacement

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9
Q

Dans quels sens se déplacent les anions et cations ?

A
  • anions : vers le +
  • cations : vers le -
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10
Q

Comment s’exprime la force motrice ?

A

F = q.E
= Ze.E
» vecteur !!!

avec q : charge électrique
E : champ électrique
Ze : charge de l’ion

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11
Q

A quoi est due la vitesse limite v de l’ion ?

A

aux forces de freinage

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12
Q

Quand la vitesse limite est-elle atteinte ?

A

lorsque les forces s’équilibre :
Fm + Ff = 0

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13
Q

Comment s’exprime la mobilité ionique U ?

A

U = Ze/f
= v/E

avec f: coefficient de friction

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14
Q

Définition mobilité ionique

A

capacité d’une particule chargée à se déplacer dans un environnement

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15
Q

Quelles sont les valeurs de U pour un cation et un anion ?

A
  • cation : U > 0
  • anion : U < 0
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16
Q

De quoi le déplacement de l’ion est-il l’expression ?

A

d’un courant électrique induit = mouvement d’ions dans un champ électrique

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17
Q

Sous l’action d’une différence de potentiel, dans quel sens migrent les ions ?

A
  • cations vers le potentiel le plus bas
  • anions vers le potentiel le plus haut
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18
Q

Dans quel(s) condition(s) la migration des ions est-elle possible ?

A

à condition que la perméabilité de la membrane vis-à-vis de ces ions ne soit pas nulle

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19
Q

Dans quel sens se déplace le courant ?

A

Du + vers le -

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20
Q

Dans quel sens se déplacent les électrons libres ?

A

Du - vers le +

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21
Q

Loi de Fick (débit molaire)

A

(dn/dt)t,x = -D.S. (dc/dx)t,x

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22
Q

Définition courant de diffusion

A

flux d’ions

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23
Q

Définition courant

A

nombre de charges qui se déplacent = quantité de charges par unité de temps

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24
Q

Formule flux de diffusion

A

Jd = -D.(dc/dx)

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25
Q

Formules flux d’ions

A

j = -D.(dc/dx).(Z.F)
ou
j = -RTU(dc/dx)

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26
Q

Constante de Faraday (F)

A

F= e.Na
e : charge élémentaire
Na = nombre d’Avogadro

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27
Q

Formule coefficient de diffusion

A

D = RT/Na.f

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28
Q

Coefficient de friction f

A

f = Z.e/U

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29
Q

De quoi dépend la vitesse du transport par diffusion ?

A

de la mobilité de l’ion

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30
Q

Dans quel sens va le courant des ions ?

A
  • cations : même sens que leur gradient de concentration
  • anions : sens opposé à leur gradient de concentration
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31
Q

À quoi équivaut un ion positif qui va de gauche à droite ?

A

à un électrons qui va de droite à gauche

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32
Q

Comment se déplace le courant par rapport aux électrons ?

A

le sens conventionnel du courant est opposé au sens réel de déplacement des électrons

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33
Q

Déplacement des anions

A
  • anions de 1 vers 2
  • le courant de 2 vers 1
  • gradient de concentration de 1vers 2
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34
Q

Déplacement des cations

A
  • cations de 1 vers 2
  • électrons de 2 vers 1
  • courant de 1 vers 2
  • gradient de concentration de 1 vers 2
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35
Q

Qu’est-ce qui est à l’origine d’un déplacement ionique ?

A

un gradient de potentiel

36
Q

Formule courant induit

A

i = dq/dt
= -(C.Z.F).U.(dV/dx)
avec q : charge de l’ion
V : potentiel

37
Q

Formule nombre d’ions traversant une surface S à la vitesse v

A

dn = C.S.(E.U).dt
avec E : champ électrique

38
Q

Quel effet entraine la différence de concentration (diffusion) ?

A

un transport de matière
=> la présence de charges dans cette matière provoque un courant = courant de diffusion j

39
Q

Quel effet entraine la différence de potentiel ?

A

un mouvements d’ions
=> comme ces particules sont chargées, cela provoque un courant = courant induit

40
Q

Origine courant induit

A

mouvement d’ions chargés

41
Q

Origine courant de diffusion

A

transport de matière contenant des charges

42
Q

Définition courant total

A

ensemble (courant de diffusion + courant induit)

43
Q

Combien existe-t-il de courant ?

A

4 :
cations = courant induit + courant de diffusion
anions = courant induit + courant de diffusion

44
Q

Formule courant de diffusion

A

j = -RTU(dc/dx)

45
Q

Formule courant total K

A

K= i + j
= -Un.[C.ZF(dV/dt) + RT (dC/dx)]

avec V : potentiel

46
Q

Si K = 0

A

équilibre ente les courants et les flux d’un ion donné
/!/ équilibre ≠ stationnaire

47
Q

Dans quel sens se déplace un ion soumis à un gradient de concentration?

A

du compartiment le plus au moins concentré

48
Q

Dans quel sens se déplace un ion soumis à un gradient de potentiel ?

A
  • anion = vers le pôle +
  • cation = vers le pole -
49
Q

Cas où les gradient C et V ont le même sens

A
  • la modification de répartitions des cations est amplifiée
  • aucun équilibre n’est atteignable
50
Q

Cas ou les gradients C et V sont de sens opposés

A
  • la modification de répartition des anions est amplifiée
  • aucun équilibre n’est atteignable
51
Q

Dans quel cas les anions s’équilibrent-ils ?

A

s’ils sont en excès dans une région de potentiel élevé

52
Q

Dans quel cas les cations s’équilibrent-ils ?

A

s’ils sont en excès dans un domaine de potentiels négatif

53
Q

Comment s’obtient une distribution ionique équilibrée ?

A

en adaptant des concentrations ioniques

54
Q

Cas où les gradients C et V des deux ions évoluent en sens opposé

A
  • gradient de potentiel de part et d’autre de la membrane
  • équilibre ionique = égalité des transports en sens inverse
  • annulation des flux entre eux
55
Q

Principe loi de Nernst

A

isole un ion pour l’étudier

56
Q

Principe équation de Goldmann

A

étudie la distribution de tous les ions présents

57
Q

Comment entre Na+

A

par diffusion et migration électrique

58
Q

Comment rentre et sort K+

A

sort par diffusion et entre par migration électrique

59
Q

Comment rentre et sort Cl-

A

entre par diffusion et sort par migration électrique

60
Q

Formule loi de Nernst

A

ΔV = - (RT/ZF).ln(C2/C1)

61
Q

Loi de Nernst pour les cations/anions

A

cations : -
anions : +

62
Q

Comparaison entre les concentrations Na+ et Cl-

A

(Na+ int/ Na+ ext) = (Cl-ext/Cl-int)

63
Q

Equation de Goldmann

A

ΔV = -(RT/ZF)ln(ΣP.C2 / ΣP.C1)

P : perméabilité membranaire

64
Q

Quels principes l’équation de Goldmann prend-elle en compte ?

A
  • un ion n’est jamais seul en solution
  • un ion influence la distribution des autres
  • la charge Z de tous les ions n’est pas nécessaire la même
  • le nombre d’électrolyte n’est pas forcément limité
65
Q

potentiel électrochimique

A

potentiel membranaire

66
Q

Définition électrolyte

A

substance chimique capable de transporter ou de conduire une charge électrique dans une solution

67
Q

Comment la présence de protéines influence-t-elle l’équilibre ionique ?

A

les protéines ont tendance à retenir les ions de signe opposé, créant ainsi des inégalités de concentration ionique entre les compartiments

68
Q

Que fait une macromolécule non diffusible ?

A

elle impose sa charge de son coté de la membrane => différence de potentiel membranaire non nulle => polarisation des compartiments

69
Q

Que décrit l’équilibre de Donnan ?

A

l’effet d’une macromolécule non diffusible

70
Q

Que signifie la notion d’équilibre ?

A

que le flux net est nul
≠ égalité des concentrations

71
Q

Rapport de Donnan

A

(Cl-1).(Na+1) = (Na+2).(Cl-2)

72
Q

De quels côtés les ions sont-il en excès ?

A

du côté de la molécule non diffusible

73
Q

Définition potentiel de Donnan ?

A

équilibre caractérisé par une différence de potentiel membranaire non nulle

74
Q

Qu’entraine le caractère non diffusible de la protéine ?

A

une pression osmotique

75
Q

Définition pression oncotique

A

pression osmotique totale

76
Q

formules pression oncotique

A

π1 = RTCosm1 = RT[(Cprot)+(Na+1)+(CL-1) ]

π2 = RTCosm2 = RT[(Na+2)+(CL-2) ]

77
Q

Quels gradients associe l’équilibre de Donna ?

A
  • de concentration
  • de pression
  • de potentiel
78
Q

Quel importance ont les gradients ?

A

vitale : influencent les échanges liquidiens

79
Q

Quelle influence a la macromolécule sur le maintien de l’électroneutralité ?

A

elle prend le dessus sur la diffusion :
les ions+ sont obligés se rester à proximité de la macromolécule négative

80
Q

Quelle influence a la macromolécule sur l’égalité des concentrations ?

A

pas d’égalité de concentrations de chaque ion diffusible de part et d’autre de la membrane

81
Q

présence de macromolécule : comment est la différence de potentiel ?

A

non nulle entre les côtés de la membrane

82
Q

présence de macromolécule : pression osmotique

A

pression oncotique&raquo_space; pression protéines

83
Q

Comment évolue le débit massique avec la concentration ?

A
  • concentration diminue = débit massique positif
  • concentration augmente = débit massique négatif
84
Q

Définition pression osmotique ?

A

pression minimum qu’il faut exercer pour empêcher le passage d’un solvant d’une solution moins concentrée à une solution plus concentrée au travers d’une membrane

85
Q

Caractéristiques de la pression osmotique :

A
  • caractéristique des solutions contenant des solutés non transférables
  • relié uniquement à la concentration du solvant
  • équivalent à une pression
  • pression fictive qui s’oppose au gradient de diffusion du solvant
86
Q

Dans quel sens se déplace le flux net ?

A

si Jf > Jd : flux net sortant
si Jn < 0 : flux net entrant

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