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 Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane

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Juluss

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MessageSujet: Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane   Mer 21 Fév - 21:38

Cours en construction


Chapitre 2: Propriété électrique
de la membrane


I Le potentiel de repos

A. Introduction

Les neurones ont une membranes polarisée (chargée électriquement). Il existe une différence de potentiel notée Vm entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Dans les conditions de repos, c'est a dire lorsqu'il n'y a pas d'activité électrique neuronale, l'intérieur est plus négatif que l'extérieur. Grâce à une électrode intracellulaire, on peut mesurer Vm.


B. Origine potentiel de repos

Le potentiel de membrane Vm au repos est négatif (-60mv). Cette valeur négative est due a:
-La présence de gradient ionique K⁺, Na⁺, créés par la pompe Nak.
-La fuite de K⁺ et de Na⁺, dans une moindre mesure, à travers des canaux ouverts en permanance: les canaux de fuite.


C. Analyse du mouvement des ions enter l'extérieur et l'intérieur des neurones

1) Les concentrations ioniques dans les espaces liquidiens de l'organisme

Milieu intracellulaire: 2/3 de l'eau dans l'organisme.
Milieu extracellulaire: 1/3 de l'eau
Pour quelqu'un de 70kg, il y a 40L d'eau dans l'organisme.

Le milieu organique a une composition chimique (ionique) très différente du milieu extracellulaire (voisin du plasma).

Milieu intracellulaire......|..Milieu extracellulaire
[Na⁺]i = 14mM.............|..[Na⁺]e = 140mM
[K⁺]i = 140mM.............|..[K⁺]e = 5mM
[Ca²⁺]i = 100nM...........|..[Ca²⁺]e = 1mM
[Cl¯]i = 14mM..............|..[Cl¯]e = 147mM

Les concentrations s'expriment en Mole/L. Une mole contient N molécules. N est le nombre d'avogadro, qui vaut 6,023.10²³.
Une mole possède un poids (poids moléculaire).
Exemple, le NaCl (sel de table) a un poid moléculaire de 58.5g/mole.
Le sérum physiologique a 9g/L de NaCl
9/56.5 = 0.15 mole.L = 105mM/L

Les milieux intra et extra cellulaire sont électro-neutres (autant de + que de -) et ils sont isoosmolaires. L'isoosmolarité est lorsque deux milieux ont la même quantité de particules en solution. L'isoosmolarité empêche le phénomène d'osmose (transfert d'eau).
Pour bien comprendre:
Cellule dans des milieux d'osmolarité différentes.
Les membranes biologiques sont semi-perméables: elles ne laissent passer que l'eau, et pas les ions.

Ici l'eau sort de la cellule, et celle ci s'assèche.

Entré d'eau dans la cellule, celle ci explose.
2) Forces régissant le mouvement d'un ion

Il y a deux forces qui vont s'appliquer sur un ion pour le faire passer d'un milieu à un autre.
-Force osmotique (ou de diffusion). Liée au gradient de concentration de l'ion.
-Force électrique: les ions étant chargés positivement ou négativement, le potentiel de membran Vm va influencer sur leur mouvement.

Pour le Na⁺ et le Ca²⁺

L'ion Na⁺ est poussé a l'intérieur par les deux forces, osmotique et électrique.

Pour le K

Dans le cas du K⁺, la force osmotique est dirigée vers l'extérieur.

Cas du Cl¯

Si les forces osmotiques et électriques sont égales mais de sens opposé, on dit qu'il y a compensation: l'ion ne bouge pas, on dit qu'il est à l'équilibre.

3) Energie de transport

Maintenant on peut savoir comment un ion sera transporté d'un milieu a un autre, à savoir de manière passive, via un canal, ou de manière active, grâce à une pompe à énergie cellulaire (ATP).
Pour cela on étudie l'énergie du transport et surtout le signe de celleci (+ ou -).

Si Energie Transport > 0, alors transport actif (pompe)
Si Energie Transport < 0, alors transport passif (canal)
Si Energie Transport = 0, alors transport nul. L'ion est alors à l'équilibre.

L'énergie du transport s'exprime ainsi:
εtransport = z x F x (Vm-Eion)

z = valence de l'ion, sa charge.
exemple,
pour le Na⁺: z = 1
pour le Ca²⁺: z = 2
pour le Cl¯: z = -1
pour le K⁺: z = 1

F = 96500 C
Coustante de Faraday

Vm = Potentiel membrane

Eion = potentiel d'équilibre de l'ion, ou potentiel de Nernst. Eion est la valeur que doit prendre Vm pour que l'ion soit à l'équilibre: En effet lorsque Vm = Eion, εtransport = 0

4) Calcul du potentiel d'équilbre, expérience de Nernst


A gauche, milieu 1, a droite, milieu 2.
On observe:
1. Diffusion du K⁺ du milieu 1 vers le milieu 2
2. Excès de charge + dans le milieu 2
3. La membrane se charge négativement dans le milieu 1
4. Apparition d'une force électrique qui s'oppose à la diffusion du K⁺.
5. On atteint un état d'équilibre
6. La valeur de Vm = EK⁺

Lorsqu'une membrane n'est perméable qu'a un seul ion, son potentiel prend la valeur du potentiel d'équilibre de cet ion. Lorsqu'une membrane devient perméable à un ion, son potentiel (Vm) se rapproche du potentiel d'équilibre de cet ion.

5) Calcul de l'énergie du transport des ions de l'extérieur vers l'intérieur d'un neurone au repos

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Mc Loose

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MessageSujet: Re: Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane   Ven 2 Mar - 18:16

Comme t'as dû te gaver pour dessiner les shémas!
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Juluss

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MessageSujet: Re: Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane   Sam 3 Mar - 21:42

Oui tout fait....

Je me suis trop fait chier en fait. Il me faudrait une tablette graphique...

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Mia Wallace

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MessageSujet: Re: Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane   Ven 9 Mar - 20:47

Bravo pour les schémas ils sont bien réussis!
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Juluss

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MessageSujet: Re: Chapitre 2: Propriétés électrique de la membrane   Ven 9 Mar - 23:49

Merci, ca fait plaisir Wink

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