Gradient de concentration / Mouvements Browniens : Il y a un hic?

[invitef3257a48]

Bonjour à tous, je me permets d'ouvrir cette petite discussion car il y a un phénomène que j'ai du mal à comprendre : les échanges entre le milieu intracellulaire et extracellulaire, se faisant par diffusion simple au travers de la membrane, s'expliquent par les gradients de concentration et les mouvements Browniens, cad qu'en s'entrechoquant aléatoirement, les molécules vont forcément tendre vers un équilibre des concentrations entre les deux milieux. Tant que nous imaginons ce phénomène avec seulement un type de molécule, tout va bien, mais pour plusieurs..prenons l'exemple d'une cellule qui nécessite deux type de molécules qu'elle se procure par diffusion simple, représentons nous ces molécules par des billes : il y en a des rouges et des bleues. Je ne comprends pas comment l'équilibre peut se faire spécifiquement à chaque molécule, et non pas sur la concentration totale ! Je m' explique : les billes, en s'entrechoquant ( mouvements Browniens ), vont se répartir de manière équitable à l'extérieur et à l'intérieur de la membrane, je vais donc avoir dix billes à l'intérieur, dix à l'extérieur, mais rien ne me garantit qu'il y aura aussi un équilibre au niveau des couleurs !

Mes hypothèses :

_ La taille des molécules entre peut être en compte, mais on peut très bien concevoir deux types de molécules de la même taille.

_ Les molécules, hydrophobes, restent groupées avec leurs semblables..elles ne s'entrechoquent donc qu'entre elles.


Quelqu'un pourrait il m'éclairer un peu? Merci d'avance
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[Gordak]

Salut

! Je m' explique : les billes, en s'entrechoquant ( mouvements Browniens ), vont se répartir de manière équitable à l'extérieur et à l'intérieur de la membrane, je vais donc avoir dix billes à l'intérieur, dix à l'extérieur, mais rien ne me garantit qu'il y aura aussi un équilibre au niveau des couleurs !
Mes hypothèses :
_ La taille des molécules entre peut être en compte, mais on peut très bien concevoir deux types de molécules de la même taille.
_ Les molécules, hydrophobes, restent groupées avec leurs semblables..elles ne s'entrechoquent donc qu'entre elles.

Pour ce qui concerne les billes, il faut te dire que leur nombre n'est pas de l'ordre de la dizaine, mais plutôt de 10²⁴. Avec un nombre pareil, l'entropie va être maximale lorsque ces concentrations seront identiques (très proches) de chaque coté, donc il y aura autant de billes rouges de chaque coté, et pareille pour les bleues. Je ne suis pas certain de comprendre ce que tu entends par "concentration totalle". Les lois de thermodynamiques te disent seulement que l'entropie augmente, donc que les concentrations (en une molécules donnée) entre deux milieux séparés d'un paroi perméable (à cette molécule) seront égales si tu laisses la diffusion opérer. Ensuite, en ce qui concerne les cellules, leur membrane n'est pas du tout perméables à toutes les molécules ! Elle contient une quantité de canaux, pores et transporteurs qui permettent le transport sélectif de molécules d'un coté à l'autre de la membrane, si bien qu'un tel équilibre n'existe pas toujours.

La taille des molécules ne change rien au résultat, soit que les concentration doivent s'équilibrer si un échange est possible entre deux milieux. Par contre, elle changera la cinétique avec lequel cet équilibre sera atteint.
En ce qui concerne les molécules hydrophobes, ce que tu dis est intéressant. Ce n'est pas vraiment qu'elles s'entrechoquent qu'entre elles, puisque forcément certaines d'entre elles doivent faire contact avec des molécules plus hydrophiles. Mais vu que leur regroupement est favorisé par une énergie de surface moindre, alors on aura probablement une cinétique de diffusion variable, à noter par contre que ce genre de molécules hydrophobe traverse facilement la membrane plasmique.
Est-ce clair ?

Gordak

[invitef3257a48]

Déjà merci bien pour cette belle réponse Bah en fait nan, sorry, ça ne m'a pas vraiment éclairé mais je viens d'avoir un petit déclic ^^ . Pour la sélection opérée par la membrane, les protéines de transports etc, oui je suis au courant, je ne comprenais juste pas comment l'équilibre peut se faire spécifiquement à chaque type de molécule alors que de mon point de vue ( enfin avec les éléments à ma connaissance ), il devrait se faire sur la totalité des molécules présentes, je pense que mon image des billes bleues et rouge illustre bien mon questionnement : ça va s'équilibrer au niveau de la quantité totale ( 10 billes à gauche, dix billes à droite, désolé pour ma vulgarisation ) mais pas forcément 5bleues+5rouges d'un côté et de l'autre.. en gros il y aurait un même nombre de molécules X+Y des deux côté mais pas forcément d'équilibre pour X seul et pour Y seul. Mais je me rends compte que j'ai peut être trop raisonné en " billes ", et que les mouvements browniens ne s'interprètent pas simplement comme des billes de matière qui s'entrechoquent, mais prennent en compte peut être d'autres paramètres..

[Gordak]

Salut

Si on continue avec l'histoire des billes. Le nombre de billes de chaque couleur va s'équilibrer. Pourquoi ? Car les billes circulent de façon aléatoire entre les deux compartiments et on peut dire que chaque bille (de la même couleur) se comporte de façon identique. Donc si tu as 8 billes rouges à gauche et 2 à droite, mélangées à d'autres billes blanches (dont on ne s'occupe pas). Il est quatre fois plus probable de voir une bille rouge passer de gauche à droite que dans le sens inverse, dans une petite fourchette de temps. Donc il y aura plus de billes rouges allant de gauche à droite, que de droite à gauche, ce qui résulte par un flux net vers la droite. Ceci ce prolonge jusqu'à atteindre un équilibre (autant de billes rouges à droite qu'à gauche). Bien sûr, avec des petits nombres, tel que dix, on observera beaucoup de fluctuation. En augmentant le nombre de billes, cette fluctuation diminue, je parle de fluctuation relative, pas absolue.
Est-ce plus clair ?

Gordak

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef3257a48]

"Il est quatre fois plus probable de voir une bille rouge passer de gauche à droite que dans le sens inverse, dans une petite fourchette de temps."

Aaaah, yes, merci, c'est plus clair maintenant ! Oui statistiquement, ça tend forcément vers un équilibre, je me sent tout bète de ne pas avoir saisi ça plutôt là ! Merci d'avoir insisté Gordak !