Potentiel de repos de la membrane d'une cellule.

[Babar III]

Bonjour,
j'aurais besoin de quelques précisions concernant le potentiel membranaire de repos d'une cellule et le rôle de la pompe Na-K ATPase. J'ai lu que "le potentiel chimique des ions potassiums est en faveur d'une sortie de ces ions. Cette sortie crée une force électrique qui s'oppose à la sortie d'un nombre plus important d'ions potassium". Ce que je ne comprends pas c'est quel est l'intérêt de faire rerentrer le potassium (par la pompe Na K ATPase) si sa sortie de la cellule sera de toute façon stoppée et stabilisée par la force électrique créée. Ne suffirait-il pas simplement de faire sortir les cations sodiums de la cellule? Je pose ma question autrement: qu'arriverait-il si la pompe sortait uniquement les cations Na de la cellule sans faire rerentrer le potassium dans la cellule? Ma question est bizarre je le conçois.
Merci d'avance pour votre aide.
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[nowell]

Bonjour

Les osmolarités sont capitales pour la vie des cellules. Aussi bien en milieu intra- qu'extracellulaire.
Dans le cas que vous exposez, où le sodium et le potassium se retrouveraient tous deux hors de la cellule en concentration élevée, aucun autre corps chimique ne premettrait de maintenir une osmolarité suffisante en milieu intracellulaire pour maintenanir la vie de la cellule.

En effet, pour vivre une cellule a besoin de deux milieux isotoniques: le sien et le milieu extracellulaire.

Si le Na+ et le K+ se retrouvent à l'extérieur, on obtient une solution hypertonique. Pour comenser, l'eau va sortir de la cellule . Cette derniere s'écrase sur elle même et meurt en se vidant de son eau.

[Babar III]

D'accord. Donc finalement la pompe Na-K renvoie le sodium à l'extérieur de la cellule pour éviter que celui ne compenser la charge négative de l'intérieur de la cellule et en même temps la pompe renvoie le potassium qui est rentré dans la cellule du fait justement de l'entrée du sodium (si un sodium rentre, la cellule perd un potassium, c'est ça?). Mon raisonnement est-il correct? Merci d'avance.

[Babar III]

Rebonjour,
je voudrais savoir si quelqu'un pouvait m'apporter une précision sur la relation entre le potentiel de membrane, le potentiel d'équilibre des ions et le flux net. Autrement dit, j'aimerais savoir de manière concrète pourquoi on fait E_membrane - E_ion pour connaître le flux net de l'ion en question à travers la membrane cellulaire. Quelqu'un aurait-il une façon très concrète de m'expliquer celà? Merci encore.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Guillaume69]

D'accord. Donc finalement la pompe Na-K renvoie le sodium à l'extérieur de la cellule pour éviter que celui ne compenser la charge négative de l'intérieur de la cellule et en même temps la pompe renvoie le potassium qui est rentré dans la cellule du fait justement de l'entrée du sodium (si un sodium rentre, la cellule perd un potassium, c'est ça?). Mon raisonnement est-il correct?

Pas vraiment. Il ne faut pas raisonner en terme de "charge à compenser".
Le modèle de fonctionnement de la pompe c'est : 3 Na+ sortent de la cellule, 2K+ rentrent. Avec des changements de conformations spatiales liées à la fixation/libération de groupements phosphate.

Rebonjour,
je voudrais savoir si quelqu'un pouvait m'apporter une précision sur la relation entre le potentiel de membrane, le potentiel d'équilibre des ions et le flux net. Autrement dit, j'aimerais savoir de manière concrète pourquoi on fait E_membrane - E_ion pour connaître le flux net de l'ion en question à travers la membrane cellulaire. Quelqu'un aurait-il une façon très concrète de m'expliquer celà? Merci encore.

Je me suis permis de copier/coller un message déjà écrit dans une autre discussion, en modifiant et complétant un peu.

Les ions sont inégalement répartis de part et d'autre de la membrane. En conséquence, si on place deux electrodes de part et d'autres de la membrane, on peut mesurer une différence de potentiel membranaire E = E_int - E_ext non nulle. Souvent, on dit qu'il s'agit d'un "potentiel membranaire" (le mot différence passe à la trape) et souvent, on le note Em (mais ce n'est pas une obligation, ça dépend un peu des bouquins).

Considérons maintenant un type d'ion quelconque, noté X.
Selon la valeur du potentiel de membrane, les ions X rentrent ou sortent de la cellule (flux net non nul).
Il existe également un potentiel de membrane pour lequel le flux net d'ion est nul : c'est le potentiel d'équilibre de l'ion X.
Il s'obtient indépendamment des autres ions par une équation, dite équation de Nerst.
PLus formellement :

Pourquoi s'intéresser à la différence Em-Ex ?
Si Em - Ex = 0, ce qui equivaut à Em=Ex, le flux net est nul.
Par contre, lorsque Em - Ex est non nul, le flux net n'est pas nul : X entre ou sort de la cellule.
Et plus Em-Ex est élevé en valeur absolue, plus les ions X "passeront vite".
Ce genre de renseignement est utile dans l'étude des potentiels d'action.

Remarque : les ions passent dans le sens de la diminution du gradient électrochimique, c'est à dire dans le sens où Em tend vers Ex.
Autre remarque : d'un bouquin à l'autre, les notations changent totalement. Donc prudence ^^

J'espère que mes explications sont claires...

[Babar III]

Merci pour la réponse, toutefois je ne comprend pas pourquoi vous avez écrit: E_m=E_x <===> [X_int] = [X_ext]
En effet, il s'agit de particules chargées (par exemple K⁺), donc à l'équilibre, la concentration de l'ion extérieure n'est pas forcément égale à la concentration intérieure de cet ion selon moi. ?

[Guillaume69]

Effectivement, cette équivalence est vraie si seuls les ions X sont présents, ce qui n'est pas le cas pour une cellule.

[Babar III]

Mais même si seuls les ions X sont présents il n' y aura pas la même concentration intérieure et extérieure des ions car ils sont chargés.S'il n'y avait pas de charge alors les concentrations s'équilibreraient de part et d'autre de la membrane (donc[Xint] = [Xext]), n'est-ce pas?

[Guillaume69]

Bonjour,

Mais même si seuls les ions X sont présents il n' y aura pas la même concentration intérieure et extérieure des ions car ils sont chargés.S'il n'y avait pas de charge alors les concentrations s'équilibreraient de part et d'autre de la membrane (donc[Xint] = [Xext]), n'est-ce pas?

Je vais être plus précis.
Considérons deux compartiments, en milieu aqueux, séparés par une membrane semi-perméable à tous les ions.
On ajoute KCl dans le premier compartiment 1. Je note C₀ la concentration de chacun des ions.
Alors, le système évolue et à la fin de l'évolution, on a [K⁺]₁ = [K⁺]₂ = C₀/2.

Par contre,
Si tu ajoutes KCl dans 1, avec une membrane imperméable uniquement aux Cl-, les K+ se déplacent dans le compartiment 2 mais à l'équilibre [K⁺]₁ différent de K⁺]₂.
En effet, deux phénomènes sont à prendre en compte : la diffusion de K+ de 1 vers 2 à cause du gradient de concentration, la force électromotrice de 2 vers 1 due à un excès de charges positives en 2 et un excès de charge négative en 1. Tous les K+ ne diffusent donc pas vers 2 et à l'équilibre, on a :
*une inégale répartition des charges et des concentrations
*une différence de potentiel (l'analogue du potentiel de repos).

Edit : tu peux me tutoyer...

[Babar III]

Ok, merci je viens de comprendre le lien de ça avec le flux, donc si [Em]-[Ex]=0, les concentrations extracellulaires et intracellulaires de l'ion X s'équilibrent car les charges s'annulent, c'est bien ça que tu voulais dire?

[tic-tic]

Considérons deux compartiments, en milieu aqueux, séparés par une membrane semi-perméable à tous les ions.
On ajoute KCl dans le premier compartiment 1. Je note C₀ la concentration de chacun des ions.
Alors, le système évolue et à la fin de l'évolution, on a [K⁺]₁ = [K⁺]₂ = C₀/2.

Par contre,
Si tu ajoutes KCl dans 1, avec une membrane imperméable uniquement aux Cl-, les K+ se déplacent dans le compartiment 2 mais à l'équilibre [K⁺]₁ différent de K⁺]₂.
En effet, deux phénomènes sont à prendre en compte : la diffusion de K+ de 1 vers 2 à cause du gradient de concentration, la force électromotrice de 2 vers 1 due à un excès de charges positives en 2 et un excès de charge négative en 1. Tous les K+ ne diffusent donc pas vers 2 et à l'équilibre, on a :
*une inégale répartition des charges et des concentrations
*une différence de potentiel (l'analogue du potentiel de repos).

Salut,

Je sais que ça fait un petit bout de temps, mais j'ai buggué exactement comme Babar III sur Em=Ex <===> [Xint] = [Xext].
Je suis d'accord que si la membrane est perméable à un seul ion, alors son potentiel de repos est égal au potentiel d'équilibre de l'ion, mais je ne vois pas pourquoi les concentrations seraient égales...

Guillaume69, est-ce que tu confirmes après toutes ces années?

tic tic

[tic-tic]

Ou bien c'est qu'on imagine que l'on ai vraiment qu'un seul ion et que les compartiments A et B soient chargés, non?