Transports Ioniques Flashcards
Qu’entraine l’inégale répartition des ions ?
un gradient de concentration des substances diffusibles (ions) ou non ) macromolécules/protéines)
Qu’entraine un transport ionique
la création d’un courant électrique => un gradient de potentiel
Citez les différentes forces motrices
- gradient de concentration
- gradient de pression
- potentiel
Donnez les étapes du mécanisme de transport ionique
gradient de concentration > diffusion d’ions > courant électrique > gradient de potentiel > mise en mouvement des particules chargées
Quel(s) type(s) d’ion(s) se déplace(nt) sous l’effet du gradient de potentiel ?
- les ions en concentration égale
- les ions en concentrations inégales
A quoi est soumis un ion placé dans un champ électrique ?
- une force motrice => accélération
- une force de frottement => freinage
Par quoi est définie la force motrice ?
par la loi de coulomb
Par quoi est induite la force de frottement ?
par le déplacement
Dans quels sens se déplacent les anions et cations ?
- anions : vers le +
- cations : vers le -
Comment s’exprime la force motrice ?
F = q.E
= Ze.E
» vecteur !!!
avec q : charge électrique
E : champ électrique
Ze : charge de l’ion
A quoi est due la vitesse limite v de l’ion ?
aux forces de freinage
Quand la vitesse limite est-elle atteinte ?
lorsque les forces s’équilibre :
Fm + Ff = 0
Comment s’exprime la mobilité ionique U ?
U = Ze/f
= v/E
avec f: coefficient de friction
Définition mobilité ionique
capacité d’une particule chargée à se déplacer dans un environnement
Quelles sont les valeurs de U pour un cation et un anion ?
- cation : U > 0
- anion : U < 0
De quoi le déplacement de l’ion est-il l’expression ?
d’un courant électrique induit = mouvement d’ions dans un champ électrique
Sous l’action d’une différence de potentiel, dans quel sens migrent les ions ?
- cations vers le potentiel le plus bas
- anions vers le potentiel le plus haut
Dans quel(s) condition(s) la migration des ions est-elle possible ?
à condition que la perméabilité de la membrane vis-à-vis de ces ions ne soit pas nulle
Dans quel sens se déplace le courant ?
Du + vers le -
Dans quel sens se déplacent les électrons libres ?
Du - vers le +
Loi de Fick (débit molaire)
(dn/dt)t,x = -D.S. (dc/dx)t,x
Définition courant de diffusion
flux d’ions
Définition courant
nombre de charges qui se déplacent = quantité de charges par unité de temps
Formule flux de diffusion
Jd = -D.(dc/dx)
Formules flux d’ions
j = -D.(dc/dx).(Z.F)
ou
j = -RTU(dc/dx)
Constante de Faraday (F)
F= e.Na
e : charge élémentaire
Na = nombre d’Avogadro
Formule coefficient de diffusion
D = RT/Na.f
Coefficient de friction f
f = Z.e/U
De quoi dépend la vitesse du transport par diffusion ?
de la mobilité de l’ion
Dans quel sens va le courant des ions ?
- cations : même sens que leur gradient de concentration
- anions : sens opposé à leur gradient de concentration
À quoi équivaut un ion positif qui va de gauche à droite ?
à un électrons qui va de droite à gauche
Comment se déplace le courant par rapport aux électrons ?
le sens conventionnel du courant est opposé au sens réel de déplacement des électrons
Déplacement des anions
- anions de 1 vers 2
- le courant de 2 vers 1
- gradient de concentration de 1vers 2
Déplacement des cations
- cations de 1 vers 2
- électrons de 2 vers 1
- courant de 1 vers 2
- gradient de concentration de 1 vers 2
Qu’est-ce qui est à l’origine d’un déplacement ionique ?
un gradient de potentiel
Formule courant induit
i = dq/dt
= -(C.Z.F).U.(dV/dx)
avec q : charge de l’ion
V : potentiel
Formule nombre d’ions traversant une surface S à la vitesse v
dn = C.S.(E.U).dt
avec E : champ électrique
Quel effet entraine la différence de concentration (diffusion) ?
un transport de matière
=> la présence de charges dans cette matière provoque un courant = courant de diffusion j
Quel effet entraine la différence de potentiel ?
un mouvements d’ions
=> comme ces particules sont chargées, cela provoque un courant = courant induit
Origine courant induit
mouvement d’ions chargés
Origine courant de diffusion
transport de matière contenant des charges
Définition courant total
ensemble (courant de diffusion + courant induit)
Combien existe-t-il de courant ?
4 :
cations = courant induit + courant de diffusion
anions = courant induit + courant de diffusion
Formule courant de diffusion
j = -RTU(dc/dx)
Formule courant total K
K= i + j
= -Un.[C.ZF(dV/dt) + RT (dC/dx)]
avec V : potentiel
Si K = 0
équilibre ente les courants et les flux d’un ion donné
/!/ équilibre ≠ stationnaire
Dans quel sens se déplace un ion soumis à un gradient de concentration?
du compartiment le plus au moins concentré
Dans quel sens se déplace un ion soumis à un gradient de potentiel ?
- anion = vers le pôle +
- cation = vers le pole -
Cas où les gradient C et V ont le même sens
- la modification de répartitions des cations est amplifiée
- aucun équilibre n’est atteignable
Cas ou les gradients C et V sont de sens opposés
- la modification de répartition des anions est amplifiée
- aucun équilibre n’est atteignable
Dans quel cas les anions s’équilibrent-ils ?
s’ils sont en excès dans une région de potentiel élevé
Dans quel cas les cations s’équilibrent-ils ?
s’ils sont en excès dans un domaine de potentiels négatif
Comment s’obtient une distribution ionique équilibrée ?
en adaptant des concentrations ioniques
Cas où les gradients C et V des deux ions évoluent en sens opposé
- gradient de potentiel de part et d’autre de la membrane
- équilibre ionique = égalité des transports en sens inverse
- annulation des flux entre eux
Principe loi de Nernst
isole un ion pour l’étudier
Principe équation de Goldmann
étudie la distribution de tous les ions présents
Comment entre Na+
par diffusion et migration électrique
Comment rentre et sort K+
sort par diffusion et entre par migration électrique
Comment rentre et sort Cl-
entre par diffusion et sort par migration électrique
Formule loi de Nernst
ΔV = - (RT/ZF).ln(C2/C1)
Loi de Nernst pour les cations/anions
cations : -
anions : +
Comparaison entre les concentrations Na+ et Cl-
(Na+ int/ Na+ ext) = (Cl-ext/Cl-int)
Equation de Goldmann
ΔV = -(RT/ZF)ln(ΣP.C2 / ΣP.C1)
P : perméabilité membranaire
Quels principes l’équation de Goldmann prend-elle en compte ?
- 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
potentiel électrochimique
potentiel membranaire
Définition électrolyte
substance chimique capable de transporter ou de conduire une charge électrique dans une solution
Comment la présence de protéines influence-t-elle l’équilibre ionique ?
les protéines ont tendance à retenir les ions de signe opposé, créant ainsi des inégalités de concentration ionique entre les compartiments
Que fait une macromolécule non diffusible ?
elle impose sa charge de son coté de la membrane => différence de potentiel membranaire non nulle => polarisation des compartiments
Que décrit l’équilibre de Donnan ?
l’effet d’une macromolécule non diffusible
Que signifie la notion d’équilibre ?
que le flux net est nul
≠ égalité des concentrations
Rapport de Donnan
(Cl-1).(Na+1) = (Na+2).(Cl-2)
De quels côtés les ions sont-il en excès ?
du côté de la molécule non diffusible
Définition potentiel de Donnan ?
équilibre caractérisé par une différence de potentiel membranaire non nulle
Qu’entraine le caractère non diffusible de la protéine ?
une pression osmotique
Définition pression oncotique
pression osmotique totale
formules pression oncotique
π1 = RTCosm1 = RT[(Cprot)+(Na+1)+(CL-1) ]
π2 = RTCosm2 = RT[(Na+2)+(CL-2) ]
Quels gradients associe l’équilibre de Donna ?
- de concentration
- de pression
- de potentiel
Quel importance ont les gradients ?
vitale : influencent les échanges liquidiens
Quelle influence a la macromolécule sur le maintien de l’électroneutralité ?
elle prend le dessus sur la diffusion :
les ions+ sont obligés se rester à proximité de la macromolécule négative
Quelle influence a la macromolécule sur l’égalité des concentrations ?
pas d’égalité de concentrations de chaque ion diffusible de part et d’autre de la membrane
présence de macromolécule : comment est la différence de potentiel ?
non nulle entre les côtés de la membrane
présence de macromolécule : pression osmotique
pression oncotique»_space; pression protéines
Comment évolue le débit massique avec la concentration ?
- concentration diminue = débit massique positif
- concentration augmente = débit massique négatif
Définition pression osmotique ?
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
Caractéristiques de la pression osmotique :
- 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
Dans quel sens se déplace le flux net ?
si Jf > Jd : flux net sortant
si Jn < 0 : flux net entrant
