neurophysio -potentiel mb

[invite60ed7323]

Bonjour, j'ai essayé de chercher mon bonheur pour enfin comprendre mon cours de base pourtant, sur le potentiel de repos mais meme avec de la recherche sur le forum je n'ai pas trouvé ce que je voulais.
En fait je ne comprend pas pourquoi la membrane est polarisée négativement a l'interieur et + a l'exterieur. En effet dans mon cours je regarde et les concentrations intra et exta cellulaires sont égales au final à 0. Vous allez me dire ; oui c'est l'equilibre mais justement si nous sommes à 0 il n'y a pas de potentiel de membrane. Ensuite j'ai éssayé de raisonner sur la pompe Na/K atpase qui renvoit 3 Na+ a l'exterieur et renvoie 2 K+ a l'interieur en essayant de me persuader que c'était la cause de la polarisation mais non puisque meme si les concentrations sont differentes (ce qui et réfuté normalement par ma 1ere remarque) il n'y a pas de charges negatives majoritaires en intra mais plutot moins de charges + qu'a l'exterieur. Donc cela n'explique pas la presence d'une polarité negative en intra. Comprenez vous ?? j'essaye d'etre aussi clair que possible ...

Merci
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[inviteb8951d5a]

Wah ce cours est loin pour moi, mais c'est bien l'excès de charges positives à l'extérieur qui créé une DDP négative entre l'intérieur et l'extérieur.

[invite60ed7323]

donc en fait ma representation à l'interieur de la cellule de charges - est symbolique mais malgré tout il y a toujours de charges + en quantité plus importante que les charges - mais toujours en concentration inferieur a celles a l'exterieur ?
2eme probleme :
http://img110.imageshack.us/my.php?image=physioqr5.jpg

En haut a droite par ex ; le resultat de la depolarisation commencer par un pic vers le haut comme on peut le voir simplement dans un ECG. et parfois je vois comme en bas que le resultat d'une dépolarisation est une courbe vers le bas avec les differents courants retardés,précoses ... donc je ne comprend pas cette dualité ou alors simplement mon interpretation est sans doute fausse ... encore merci

[invite78a00632]

Salut!

Ces cours de bases sont toujours problématiques.. je vais tenter une explication aussi brève que possible
concernant le potentiel de repos. Les schemas que tu montres correspondent à un phenomène actif (le potentiel d'action) et c'est une autre histoire.

Commencons donc par le problème du potentiel de repos. Il n'est pas égal à zero car tous les ions ne peuvent pas passer la membrane librement!
Il dépend de deux forces, qui s'opposent souvent :

La force de diffusion (un ion va vouloir aller du coté de la membrane où il est le plus concentré vers le côté de la membrane où il est le moins concentré).
ex le potassium : plus concentré à l'interieur qu'a l'exterieur, la force de diffusion le pousse à sortir de la cellule!

L'autre force est la force electro motrice, la fameuse fem, qui pousse un ion à aller equilibrer les charges. Toujours pour le potassium, il possède une charge positive (K+) l'interieur de la cellule est plus negatif que l'exterieur, la fem le pousse donc à rentrer!

Il en resulte pour chaque ion un équilibre différent et donné par l'equation de Nernst, qui prend en compte ces deux forces.
Pour le potassium il est de -70mV, ce qui signifie que cet ion est à l'equilibre si sa répartition de part et d'autre de la membrane représente une différence de charge (de potentiel) equivalente à -70mV, c'est le potentiel que l'ion potassium fera tout ce qu'il peut (entrer ou sortir de la cellule) pour l'atteindre..
Pour le sodium dont les concentrations sont differentes, ce potentiel d'equilibre = +60mV

Or au repos, la cellule ne laisse passer quasiment que les ions K+, c'est pourquoi, il est le seul à pouvoir influencer le potentiel de repos de la cellule, qui est donc très proche de celui du potassium (-65mV environ, ça dépend evidement des cellules). (Tu imagines donc le sodium qui voudrait,lui, une ddp de +60mV pour être à l'equilibre, comme un lion en cage, pret à entrer en masse dans la cellule si seulement on lui ouvrait la porte.)

Le potentiel n'est pas égal à zero mais -65mV, c'est pourquoi on dit que la cellule est polarisée au repos.

J'éspère que ça répond à ta première question.
Squid

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1f748f81]

Salut!

L'autre force est la force electro motrice, la fameuse fem, qui pousse un ion à aller equilibrer les charges. Toujours pour le potassium, il possède une charge positive (K+) l'interieur de la cellule est plus negatif que l'exterieur, la fem le pousse donc à rentrer!


Squid

et pourquoi justement l'interieur est plus négatif que l'exterieur ? ou vois tu des charges - ? et meme si ce n'etait qu'une variation de charges, le K etant plus concentré a l'interieur et comme c'est l'ION de reference en qq sorte la cellule devrait suivant ma logique etre chargée + a l'interieur ?

[invite78a00632]

Visiblement, le tableau de concentration que tu as doit etre faux, le milieu intracellulaire est bien chargé negativement par rapport au milieu extracellulaire! peut etre ton tableau ne prends pas en compte les charges negatives apportées par les proteines et autres sources intracellulaires de charge -..

Je te joins un schema qui resume la repartition de charge.

Par contre attention! tu ne peux pas simplifier en disant que le potassium est l'ion de reference! pour la charge globale du compartiment, c'est tous les ions qui comptent..

Enfin, il faut savoir qu'un faible passage d'ion à travers la membrane est suffisant pour faire bouger pas mal le potentiel transmembranaire, ne t'attends donc pas nonplus à une difference enorme entre les deux compartiments, intra et extracellulaires.

Squid

[invite1f748f81]

je ne pense pas que mon tableau soit faux mais c'est justement l'explication de la repartition que je ne comprend pas : voila ci dessous mon cours,

[invite1f748f81]

en fait je pense que je confond charge electrique et potentiel ... la membrane est polarisée, c'est a dire qu'elle a un potentiel négatif a l'interieur donné par l'eq de nerst mais j'ai toujours mon probleme de charges + dues au K qui est en plus grande quantité a l'interieur. c'est ca mon reel probleme.


Au passage tant que je suis ici j'ai une autre question sans doute tres simple mais que je dois prendre a l'envers concernant la physio respiratoire ; dans mon cours il est dit que lorsque que l'on est en altitude, evidemment il y a moins d'air donc P O2 diminue donc la P alveolaire diminue par voie de consequence la P capillaire devrait augmenter et provoquer une vasodilatation des capillaires or c'est noté vasoconstriction et d'autres sources disent pareil ...où est l'erreur ?
merci beaucoup pour vos reponses

[invite78a00632]

Visiblement, les pieces jointes metent du temps à s'afficher..
Dans le cytosol:
Na+ 15mM
K+ 150mM
total charge + 165mM

Cl- 10mM
proteines anioniques 100mM
total charge - 110mM

bilan "55mM de charges - cote cytosol
(Mg et Ca sont plus ou moins negligeables en quantitée)

et en faisant pareil avec le milieu extracellulaire, je trouve 35 mM de charges +

c'est un tableau un peu simplifié, je n'ai pas mes cours sur moi en ce moment, mais à priori, le cytosol (milieu intracelulaire) est bien chargé negativement, même s'il est riche en K+, il est encore plus riche en proteines, acides nucleiques et metabolites chargés -.

Ca va où bien c'est tjrs pas clair?

Pour la pO2 je ne peux pas t'aider sans mes cours dsl

[invite1f748f81]

a mon avis je dois etre completement anesthesié par les vacances mais +165 de cations -110 d'anions ca fait +55 donc chargé positivement !?! pourquoi tu dis 55mM de charges - mais pourtant dans ma piece jointe les concentrations en intra se compensent ... d'ou mon probleme recurent

[invite78a00632]

Oulala, je me suis embrouillé aussi, à force de trop reflechir!

effectivement, mon schema est trop simplifié, normalement, on arrive à zero de chaque coté de la membrane...

Car la difference de charge de part et d'autre de la membrane suffisante à creer ces -75mV n'est pas suffisante pour être visible significativement sur les concentrations intracellulaires des ions..

C'est pour ça que tu obtient zero, en fait c'est presque zero..



Enfin, je crois, je te reconfirmerais ça qd j'aurais regardé mon cours.

[invite1f748f81]

ok merci pour ces precisions et l'attention que tu as porté ...
J'attend maintenant des reponses pour expliquer ma 2eme question de physio mb et celle sur la P O2 en altitude. merci

[invite1f748f81]

en regardant encore le probleme et les reponses apportée je ne suis toujours pas sur de la reponse, quelqu'un d'autre pourrait me faire partager son point de vu ?

[invite78a00632]

quelqu'un d'autre pourrait me faire partager son point de vu ?

Désolé, c'est toujours moi, mais ça me trottait dans l'esprit de m'être embrouillé, je suis donc allé relire mes cours, et j'y ai trouvé la demonstration que je cherchais, je te la soumet, au pire ça aura permi de remonter un peu ton post.

Si on imagine une cellule en electroneutralité parfaite, comme tes données le suggèrent : le même nombre d'ion positif que négatif, de chaque côté de la membrane. Alors effectivement, le potentiel transmembranaire = 0mV.
Si les ions K+ peuvent soudain circuler librement de part et d’autre de la membrane, comme c'est le cas dans un neurone classique, ils vont être soumis à la force de diffusion qui va les pousser à sortir de la cellule, et qui est plus forte que la force qui voudrait garder une electro-neutralité parfaite (qui, elle les pousserait à rester en place). L'equation de Nernst nous dis que l'equilibre entre ces deux forces ne sera atteint que lorsque le potentiel transmembranair sera egal à -75mV, c'est à dire quand l'interieur de la cellule sera plus negatif que l'exterieur, à hauteure de -75mV.
La question est combien d'ion où combien de moles d’ions K+ vont devoir sortir de la cellule pour atteindre cette ddp?

C’est ce qu’on peut essayer de calculer !
La membrane d'une cellule se comporte comme un condensateur (lipide = isolant) donc C=Q/V

Cs est la capacité spécifique, 1microF/cm2 pour une membrane de cellule.
C = Cs x Surface d’une cellule = 12.10^-12 Farad pour une cellule de 10micrometre de rayon ce qui est une bonne approximation pour un corps cellulaire de neurone.

V est la différence de potentiel finale qui sera observé, ici 75mV

Q est la quantité de charges qui vont se déplacer pour créer cette différence de potentiel. Dans notre cas, Q correspond à :
N (le nombre de mole d’ion K qui doivent traverser la membrane pour créer cette différence de potentiel de 75mV) x la valence de l’ion (+1) x la constante de faraday (F=9648.10^4 Coulombs par mole).

On a donc

N = Q/F = (CxV)/F = ( 12.10^-12 x 75.10^-3 ) / 9648,67.10^4

N = 9,79.10^-21 moles !!!

On peut multiplier par le nombre d’Avogadro, pour trouver le nombre d’ions, ça fait environ 6000 ions K+ qui doivent passer.

6000 ion K+ c'est-à-dire 6000 charges positives partent de l’intérieur de la cellule et arrivent à l’extérieur, de quoi créer une différence de potentiel de -75mV, mais pas de quoi changer significativement les concentrations en potassium mesuré !
Ca montre bien l’intérêt d’une technique telle que l’électrophysiologie, qui permet de mesurer des mouvements très fins d'ions.

Voilà, j'éspère que c'est un peu plus clair, si tu as d'autre questions, je me suis replongé dans mes cours donc n'hésites pas.

Squid

[invite60ed7323]

merci ! belle demonstration en effet reste plus qu'a avoir une confirmation exterieur mais ca me convaint deja plus

[invite1f748f81]

nouvelle brève : j'ai demandé a mon prof pourquoi la membrane était polarisée + a l'exterieur et bien en fait il m'a dit que l'important au repos était le K et lorsqu'il sort il y a un excèx de charge + sur la face externe (donc moi je me dit oui c'est le gradient électrique ) et donc il y a polarisation ; problème : au potentiel de repos le grad de concentration et celui électrique se compensent .....d'ou au final l'eq de nerst donc pourquoi le grad electrique l'emporterait en quelque sorte ? ou alors n'ai-je pas bien compris ce qu'il voulait dire ? merci

[invite6523cc26]

Dans toutes cette discussion, vous avez oublié quelque chose: il n'y a pas que des ions! Il y a aussi des molécules chargées, en particulier des protéines chargées négativement en abondance dans le milieu intracellulaire....

[invite1f748f81]

pourrais tu aller plus loin dans ton explication parce que cela confirme que Eint = Eext , en fait qu'est ce que cela change ?

[invite6523cc26]

Désolée, je ne remets pas la main sur mon cours de DEUG et de mémoire je vais dire des bêtises..... je laisse la main à ceux qui ont la mémoire plus fraiche!!!

Pour ta question sur l'altitude: (ça, c'est carrément mon domaine, j'en profite!!!) il y a bien une vasoconstriction dans les poumons en altitude, responsable d'une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Les mécanismes biologiques à l'origine de cette HTAP ne sont pas encore bien déterminés, mais les complications en sont bien connues (en particulier une hypertrophie du ventricule droit du coeur, qui voit augmenter sa charge de travail car il propulse le sang dans un réseau artériel dont les pressions sont augmentées).

[invite1f748f81]

ok tres bien, sinon en relation directe avec les differentes pressions exterieur et ses consequences tu pourrais me dire ou je me suis trompé meme si je te remercie de ton eclaircissement géneral.

[invite6523cc26]

En physiologie, il faut faire attention de ne pas devenir finaliste!!! L'HTAP n'a pas pour but d'améliorer l'oxygénation (d'ailleurs elle ne l'améliore pas), c'est juste une réaction physiologique (dans le sens non pathologique) qui se produit à l'hypoxie.

[invite78a00632]

Salut Dentiste Fou

pourquoi le grad electrique l'emporterait en quelque sorte ? i

Je ne comprends pas ce qui te fait dire que le grad electrique "l'emporte"

Le gradient electrique du potassium veut l'electroneutralité (par definition) c'est à dire que la ddp soit égal à 0mV de chaque côté de la membrane, et donc "garder" le potassium dans la cellule pour contrebalancer toutes les charges - qui y sont.

Le gradient de concentration, lui, veut que les concentrations en potassium soient égales de chaque côté de la cellule, ce qui correspond à un gros desequilibre de charge (ddp = - "bcp bcp" de mVolts)

Le resultat de la lutte c'est le potentiel d'equilibre, -75mV.. aucun des deux ne "l'emporte" selon moi..

[invite8b816a70]

Pour revenir au fait qu'il y ai électro neutralité dans la cellule mais que la membrane soit polarisée : c'est la grande question que les profs ne savent pas trop comment expliquer lol.

Voici une réponse donnée par un de mes profs : en fait, la cellule est à l'électro-neutralité. C'est juste au niveau des membranes qu'il y a polarisation, mais vraiment très très très près des membranes.
Et ceci est du (je crois que ça a été dit plus tôt) au passage continu d'ions entrants et sortants de la cellule. C'est apparament le fait que ce passage soit rapide qui donne la polarisation de la membrane.

Donc le grand dilemme est résolu : il y a électro-neutralité dans la cellule, sauf au niveau de la membrane plasmique. Mais ceci étant négligeable à l'échelle de la cellule, on conserve l'électro-neutralité.