FICHE DONNAN POTENTIELS DE MEMBRANE. Équilibre de Donnan. est responsable, Dans l exemple : Nombre d osmoles =

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Jean-Paul Roger Lavigne
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1 Équilibre de Donnan Généralités : Ions responsables de V // Ions qui subissent V Ion responsable : impose le potentiel du signe de sa charge du coté où il est le plus concentré. L ion non responsable s'accumule en plus grande concentration du côté où il est attiré par le potentiel de signe opposé à sa charge. Potentiel d équilibre d un ion Définition Potentiel qui permet d annuler le flux diffusif d un ion i. Formules Courant transporté par un ion i = conductance membranaire spécifique de l ion (S/m²) Effet Donnan: Protéines dissociées Protéine Nombre d osmoles = Protéines dissociées en présence d ions diffusibles Cas réel. est responsable, subit. Dans l exemple : Nombre d osmoles = Augmentation moins forte de Equilibre final. Cas particulier : Calcul des concentrations à l équilibre Pour les ions diffusibles : Équation de Donnan Conservation de la masse Electroneutralité Formules Permettent de trouver les valeurs des différents c. Remarques Relation de Donnan : non applicable aux ions non diffusibles et en dehors de l équilibre. Cas particuliers Ions non monovalents : est responsable, subit. Page 1

Potentiel d équilibre d un ion Définition Potentiel qui permet d annuler le flux diffusif d un ion i.

2 Potentiel de diffusion ionique Différent d un équilibre de Donnan. Potentiel de membrane : potentiel de repos Définition : Potentiel de membrane Valeur de la différence de potentiel entre les deux faces de la membrane. Potentiel de repos Valeur du potentiel de membrane d une cellule à l état stationnaire. En rapport avec le fait que : Théorie de Boyle et Conway : Hypothèses - Membrane cellulaire est imperméable au Na + [Na + ] stable. - Potentiel d équilibre de K + et de Cl - = au potentiel de membrane [K + ] et [Cl - ] sont stables. Conséquence On a un équilibre de Donnan : le Na + joue le rôle de l ion protéique. Limites Pour K + : La cellule est pas tout à fais imperméable aux ions Na +. K + a tendance à sortir de la cellule. On a l action d une pompe qui sort activement le Na + et entre activement le Cl -. La pompe est ATP-ase dépendante. Théorie de Hodgkin et Huxley : Hypothèses P Na << P K Rappel : P = Na diffuse moins bien que K. Genèse d un potentiel de repos. Formule : Ce qui suit concerne des vecteurs. ( Stationnarité a = actif p = passif La pompe a, semble t-il, un couplage de 1/1 : elle n est pas électro génique. Remarques Relation de Goldman : Si P Na = 0 on est dans le cas de la théorie de Boyle : le potentiel de membrane est égal au potentiel de repos d équilibre Page 2

Potentiel de repos Valeur du potentiel de membrane d une cellule à l état stationnaire.

3 de K +. Relation pas parfaitement vérifié : électrogénité de la pompe Na + /K +. Cas général Pompe de couplage r, r =. Définition : Potentiel de membrane : potentiel d action Potentiel d action Modification transitoire et propagée du potentiel de membrane engendrée par un stimulus (électrique, chimique ou mécanique) d intensité suffisante. Le stimulus électrique : Electrodes Electrodes : Anode : fournit des charges + Cathode : fournit des charges - Stimulus hyperpolarisant Modification du débit molaire ionique électrique (, ceux diffusifs et actifs ne varient pas (. de la polarité de Anode : EC, cathode : IC Stimulus permanant. Entrée de Na + et K +, sortie de Cl -. Stimulus dépolarisant faible = sous luminaire de la polarité de Anode : IC, cathode : EC Sortie de Na + et K +, entrée de Cl -. En pratique On place une anode sur un endroit à l extérieur et une cathode à un endroit à l extérieur : hyperpolarisation au niveau de l anode, dépolarisation au niveau de la cathode. Potentiel d action : Déclanchement Le déclanchement se fait avec un stimulus dépolarisant et supraliminaire : seuil 15mV. Apparait sous la cathode. Page 3

4 Déroulement 0) Polarisation rapide < 0,5 ms 1) Repolarisation rapide 3) Repolarisation lente 4) Récupération Description des phases Phase 0 : Polarisation rapide < 0,5 ms Phase 1 : Repolarisation rapide Phase 3 : Repolarisation lente Phase 4 : Récupération Lois de l excitation : Ouverture des canaux sodiques : Potentiel de la membrane d inverse (qui ralentit le flux entrant de Na et provoque un flux sortant de K). Courant de sodium dans le sens paradoxal : inverse à celui de la loi d ohm responsable de la dépolarisation : les autres ions la subissent. Fermeture des canaux : et le potentiel reviennent à leurs valeurs de repos. Ouverture progressive des canaux progresse de. Puis fermeture des canaux : et reviennent à la normale. Potentiel d action est normal. Mais : sont trop importants. Action de pompes pour rétablir les concentrations. Existence d un seuil Loi du tout où rien. Pour un stimulus de longue durée ( ) : il y a une intensité limitaire : rhéobase I 0. Existence d une période de réfraction Chronaxie : temps nécessaire pour atteindre 2I 0. Plus I est grand, plus le temps pour déclencher le potentiel d action est faible. Mais l intensité du potentiel d action ne varie pas avec I. Absolue, relative ou super normale. Propagation du phénomène : Sur les fibres myélinisées : on a une propagation saltatoire : saute entre les nœuds. o Transmission de l influx nerveux plus rapide. Page 4

un flux sortant de K). Courant de sodium dans le sens paradoxal : inverse à celui de la loi d ohm responsable de la dépolarisation : les autres ions la subissent.

5 En Résumé : Equilibre de Donnan : (par convention, ) Pour qu il y ait un équilibre de Donnan, il faut qu il y ait in ion non diffusible ; c est l ion non diffusible qui impose le potentiel de membrane ΔV Formule de Nernst : Relation de Goldman : Potentiel d Action : 2) Polarisation rapide < 0,5 ms 3) Repolarisation rapide 5) Repolarisation lente 6) Récupération Page 5

potentiel de membrane ΔV Formule de Nernst : Relation de Goldman : Potentiel d Action : 2)

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