Propriétés électriques des membranes excitables

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1 Propriétés électriques des membranes excitables POTENTIEL DE MEMBRANE ( AU REPOS) Dr MAHIDDINE

2 LA PERMEABILITE MEMBRANAIRE Membrane perméable: Concentration identique Membrane semi perméable: Passage d eau Membrane sélectivement perméable: Perméable a certain et imperméable a d autre

3 Membrane plasmique Double couche de phospolipide + inclusion de proteines

4 Membrane cellulaire : double couche de phospholipide +plusieurs type de protéines canal

5 MEMRANE CELLULAIRE PROTEINE CANAL= ZONE DE PASSAGE

6 Membrane cellulaire double couche de phospholipide avec tête hydrophile et queue hydrophobe +représentation d un canal

7 POTENTIEL DE MEMBRANE : MISE EN EVIDENCE POTENTIEL DE REPOS OU POTENTIEL D EQUILIBRE STABLE ET CONSTANT =60 mv

8 LES PHOSPHOLIPIDES SONT ELECTRIQUEMENT ISOLANT: Cm LA PROTEINE CANAL OPPOSE UNE RESISTANCE Rm AU PASSAGE DU COURANT SCHEMA ELECTRIQUE MEMBRANAIRE CHAQUE UNITE EST RELIEE A LA SUIVANTE PAR UNE RESISTANCE R LONGITUDINALE CORRESPONDANT AUX PROPRIETES ELECTRIQUES DU MILIEU INTERNE

9 MEMBRANE CELLULAIRE : équivalent électrique Fibre nerveuse : circuit élémentaire en série

10 SCHEMA ELECTRIQUE MEMBRANAIRE CAPACITE MEMBRANAIRE QUI SE DECHARGE A TRAVERS UNE RESISTANCE DE FUITE

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12 REPARTITION IONIQUE TRANSMEMBRANAIRE Hypothese de Bernstein et Nernst : Membrane sélectivement perméable Anions non diffusibles répartition inégale des ions diffusibles membrane sélectivement perméable genèse et maintien du potentiel de repos due a la répartition inégale des ions diffusible (membrane sélectivement perméable ) dans milieu intra et extra cellulaire avec influence d anions A non diffusible

13 Table 2 1 Compositions of Extracellular and Intracellular Fluids of Mammalian Muscle From Patton, 48 with permission. Extracellular (mmol/1) Intracellular (mmol/1) Cations Na K Others 5 Anions cl HCO Others Potential 0 mv -90 mv Peu d ions sont responsables de la polarité ils sont disposés de par et d autre de la membrane

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15 MOUVEMENTS IONIQUES FORCE ELECTROCHIMIQUE RESULTANTE DES FORCES DE DIFFUSIONS ET FORCES ELECTRIQUES diffusion osmotique: du milieu le plus concentré vers le moins concentré diffusion electrostatique : des charges de sens opposées s attirent,de même sens: elles se repoussent

16 C C Force osmotique + + Force électrique

17 MOUVEMENTS IONIQUES MEMBRANE SEMI PERMEABLE POTENTIELD EQUILIBRE T0 passage de Na selon le gradient de concentration (pas de passage pour Cl T1 apparition d un faible gradient electrique(force electrostatique ) T2 les forces electrostatiques augmentent au fur et a mesure que les cations Na passent dans B Tn les forces electrostatiques sont égales aux forces osmotiques : le potentiel de membrane correspond au potentiel d équilibre du Na+ Ne pas oublier dans cet exemple :la membrane est imperméable au Cl

18 Travail effectué sous une ddp donnée W= ZEF avec E= qq /d² F= 96500C Travail effectué pour passer d un compartiment A vers B de concentration differente W=RT 2,3log [Na]B/[Na]A W= ZEF = RT 2,3log [Na]B/[Na]A E = RT/ZF 2.3Log [Na]B/[Na]A Avec R= cte des gaz parfait : 8,314 T= température absolue (degré Kelvin ) Z= valence de l ion considéré F= charge d une mole d ion = Faraday = 96500C

19 L équation de Nernst peut être calculé pour tous les ions diffusible Pour le Na =+55 mv Pour le K+ = -75 mv Pour le Cl =-60 mv Pour le Ca++= +116 mv Nous remarquons que le potentiel de membrane est proche du potentiel d équilibre du K+ Equation de Goldman similaire àcelle de Nernst en considérant tous les ions diffusibles

20 CHAQUE PROTEINE CANAL EST SPECIFIQUE D UN ION LE DEPLACEMENT DE CELUI CI DEPEND DE LA FORCE ELECTROCHIMIQUE (OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE ) Le passage des ions est possible grâce aux canaux

21 LE PASSAGE DE CHAQUE ION A TRAVERS UN CANAL LE PLUS SOUVENT SPECIFIQUE S EFFECTUE PLUS OU MOIS FACILEMET LE CANAL PRESENTE UNE CERTAINE RESISTANCE AU PASSAGE DE L ION (1/R = CONDUCTANCE ) IL S AGIT DE MOUVEMENT PASSIFS A NOTER : A COTÉ DE CES CANAUX PASSIF (TOUJOURS OUVERT IL EXISTE DES CANAUX ACTIFS (VOLTAGE DEPENDANTS )

22 FORCE ELECTROCHIMIQUE Équilibre de Gibbs Donnan : présence d anions non diffusibles ( A ) qui interagissent avec les ions diffusibles et perméabilité différente selon l ion considéré = SOMME DES FORCES OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE LES MVTS SONT PREVISIBLES FORCE ELECTROCHIMIQUE PERMEABILITE AUX IONS flux net entrant pour le Na+ flux net sortant pour le K+

23 MOUVEMENT PASSIF : SELON LE GRADIENT ELECTROCHIMIQUE MOUVEMENT ACTIF : CONTRE LE GRADIENT ELECTROCHIMIQUE

24 MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE ACTIF

25 INFLUENCE DE LA TEMPERATURE : PROCESSUS METABOLIQUE ENZYMATIQUE SORTIE DE NA BLOQUE PAR LE DNP (DINITROPHENOL) = INHIBITEUR DE LA SYNTHESE D ATP ROLE DE L ATP i

26 POMPE NA K ATPase Importance de la concentration du K+ extracellulaire

27 MOUVEMENTS PASSIFS COMPENSES PAR LES MOUVEMENTS ACTIFS rôle de la Na K ATPase avec consommation d ATP

28 MOUVEMENTS IONIQUE PASSIFS ET ACTIFS S ÉQUILIBRENT AU REPOS MAIS QUE SE PASSET IL LORSQUE LA MEMBRANE EST EXCITÉ PAR UNE STIMULATION??? A SUIVRE