Le potentiel membranaire/ le neurone

[invitea4ee6e0d]

Bonjour,

je suis actuellement en classe de première S et je fais des recherches pour mes TPE sur l'acheminement de l'information jusqu'au cerveau. Il me faut donc parler des neurones et de leur fonctionnement. Cependant je trouve sur internet que ces cellules nerveuses sont chargées négativement et ont un potentiel membranaire négatif au repos de part la répartition des ions des deux cotés de la membrane. Je ne comprends pas pourquoi le milieu intracellulaire est chargé négativement alors qu’il contient, tout comme le milieu extracellulaire, des cations.


Cependant il m'est aussi dit que les neurones sont électriquement neutres. Alors pourquoi dit-on que le neurone est chargé negativement alors qu'il est neutre?
De plus, il me semble important de parler du potentiel membranaire que l'on peut calculer à l'aide de l'équation de Goldman mais il se trouve que je ne comprends pas cette formule !
Je suis dans l'impasse!!
Merci d'avance pour vos réponses.
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[invite4c8c1c3b]

ces cellules nerveuses sont chargées négativement et ont un potentiel membranaire négatif au repos de part la répartition des ions.

L'intérieur de la cellule est effectivement négatif mais ceci n'est pas uniquement du aux ions : en effet à l'intérieur de la cellule neuronale il y des protéines
chargées négativement ainsi que des phosphates (également négatif). C'est d'ailleurs parce qu'il est négatif que les ions positifs y seront attirés.

Par ailleurs j'ai jamais vu que le neurone était électriquement neutre
Si tu veux parler du fonctionnement des neurones, tu devrais plutôt t’intéresser aux phénomènes de dépolarisation/repolarisation ; et donc aborder l'équation de Nerst (et non de Goldman). Tu devrais également parler de la pompe Na/K. ( dans ce site pas trop compliqué tu devrais pouvoir t'en sortir http://passeport.univ-lille1.fr/site...roprietes.html).

Dernière remarque: ce chapitre est au programme de TS donc normalement tu devrais trouver ton bonheur dans n'importe quel livre de TS SVT

[invitea4ee6e0d]

Bonjour Ayel346,
merci pour ta réponse!
Pour ce qui est de parler des phases de dépolarisation/ repolarisation et hyperpolarisation, c'était au programme
Par contre je ne comprends pas à quoi sert la formule de Nernst? Enfin si elle nous permet de connaitre le potentiel électrique d'un ion, mais qu'elle est l'influence des potentiels électriques des ions sur leur répartition de part et d'autre de la membrane?

[invite4c8c1c3b]

En fait la formule de Nerst te permet de connaître le potentiel d'équilibre d'un ion. Pour faire simple: les ions veulent atteindre leur potentiel d'équilibre.
Par exemple: le potentiel d'équilibre du Na+ est de +58 mV (d'après la formule de Nerst). Donc lorsque les canaux Na + s'ouvrent (suite à un signal électrique), les ions Na+ vont rentrer dans la cellule (car ils suivent le gradient de concentration : une molécule va du lieu où elle est le plus concentrée vers celui où elle est le moins concentrée) , ça va ajouter des charges positives dans la cellule. Et donc le potentiel de membrane qui était négatif va commencer à augmenter, il
essaye de se rapprocher du potentiel d'équilibre du sodium (+58 mV). C'est la dépolarisation.

Idem pour le potassium : Son potentiel d'équilibre est d'environ -84 mV (toujours d'après l'équation de Nerst). Donc lorsque les canaux K+ s'ouvrent,
les K+ vont sortir de la cellule (toujours à cause du gradient de concentration). En sortant de la cellule, il y aura moins de charges positives dans la cellule,
donc l'espace intracellulaire va devenir de plus en plus négatif, de sorte à se rapprocher de ce fameux -84 mV. C'est la repolarisation/hyperpolarisation
Tout est lié

Rappel : Pour comprendre quel est le flux "naturel" d'un ion (sans prendre en compte la pompe car le principe de la pompe est justement de perturber ces équilibres de flux), il faut prendre en compte 3 paramètres:

1) leur concentration intra/extra = gradient Chimique
2) leur charge (positive ou négative) = gradient Electrique
3) la conductance de la membrane vis-à-vis de cet ion = c'est à dire : est-ce que la membrane laisse bien passer cet ion ou est-ce que la membrane présente une résistance à ce passage?

Ces trois paramètres sont représentés par des formules mathématiques.

qu'elle est l'influence des potentiels électriques des ions sur leur répartition de part et d'autre de la membrane?

La répartition au repos de ces ions est due à la pompe Na/K (fait rentrer 2K+ et sortir de 2Na+) et à la perméabilité membranaire à ces ions.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea4ee6e0d]

Merci beaucoup pour ta répondre elle m'a beaucoup aidée!! Je dirai même que je comprends!
J'ai une dernière question et c'est la dernière promis!
Tu m'a dit que le potentiel membranaire du neurone était négatif parce que le milieu intracellulaire contenait en plus des ions potassium, des protéines chargées négativement. Cependant j'ai trouvé sur plusieurs sites que le milieu extracellulaire possédait en plus des ions sodium, des ions Cl- ! Je te mets le lien du site où tu pourras voir le tableau sur les concentrations ioniques des milieux intra et extracellulaire que j'ai trouvé: http://www.corpshumain.ca/Neurone.php
Et donc je ne comprends pas que la présence de ces ions Cl- qui sont plus nombreux que les protéines chargées négativement dans le cytoplasme, ne rendent pas plutot le milieu extracellulaire electriquement négatif! Parce qu'il y a plus de charges positives dans le milieux extracellulaire que dans le cytoplasme selon ce tableau...
J'espère avoir été claire... :/
Merci d'avance pour ta réponse!

[invite4c8c1c3b]

Je ne sais pas si j'ai bien compris la question , tu te demandes pourquoi l'espace extracellulaire n'est pas négatif alors qu'il y a beaucoup de Cl-? Tout simplement parce que la concentration de Na+ (positif) dans l'espace extracellulaire est encore plus élevée que celle du Cl- (négatif). Au totale c'est le positif qui l'emporte.

Tu vas sans doute me dire " mais d'après le tableau dans l'espace intracellulaire, la concentration des charges positives ( 150 + 15) est plus élevée que celles des charges négatives ( 100 + 10), et pourtant le milieu est considérée comme négatif, pourquoi?" . Parce que comme c'est écrit en dessous du tableau, celui-ci n'a pas pris en compte les ions HCO3- , phosphates....et plein d'autres qui participent à la négativité de l'espace intracellulaire. Si on prend en compte toutes les espèces chimiques du milieu intracellulaire (ce que n'a pas fait le tableau), c'est le négatif qui l'emporte.

Remarque : le Cl- est un cas particulier, car son gradient électrochimique (Vm - Eion) est nul. En fait le flux chimique annule le flux électrique. Donc le flux net est nul. C'est pour ça qu'on ne prend pas en compte Cl- lorsque l'on souhaite comprendre le phénomène de potentiel d'action d'un neurone. On s’intéresse surout (uniquement?) au K+ et Na+.

J'espère que ça répond à ta question )

[invitea4ee6e0d]

C'est très clair!(c'était bien ma question et tu as bien anticipé la quesion que je t'aurai posé) je te remercie beaucoup! tu m'as tout très bien expliqué!! Merci encore.
Petite question peut être indiscrète (je comprendrai que tu ne veuilles pas répondre): Es tu étudiant de medecine ou en biologie ou bien même travailles tu déjà ? Dans tout les cas j'admires les gens comme toi qui prennent du temps pour répondre aux questions des gens

[invite4c8c1c3b]

Je t'en prie

Je suis étudiante en médecine et suit parallèlement un master sur les canaux ioniques et leur rôle en pathologie (surtout le cancer). D'ailleurs le sujet de la transmission neuronale au niveau ionique (hyperpolarisation/dépolarisation, gradient electrochimique...etc) est du niveau de 1ère année de médecine, donc je conçois que tout ça soit un peu compliqué quand on est en 1S.

[invitea4ee6e0d]

Tu as bien de la chance! Les études de medecine doivent être trop intéressantes!
Merci encore.

[invite42bfda04]

Bonjour,

Je me permets d'intervenir sur un point car il me semble que vous avez une vision erronée des potentiels quand je lis les commentaires. La cellule est globalement neutre et le milieu extracellulaire aussi. C'est le déséquilibre dans la répartition des charges au niveau membranaire qui crée la différence de potentiel.

[invite4c8c1c3b]

Oui mais ces charges là se trouvent bien dans un compartiment (intracellulaire ou extracellulaire), donc on peut vulgariser en disant :
intra = négatif
extra = positif

Mais je suis d'accord, on parle d'ailleurs de potentiel de membrane

[maxwellien]

Bonjour, les cellules peuvent être considérées comme des condensateurs de quelques dizaines de nanomètres mais pouvant transférer jusqu'à 1,5 millions de volts!
La résistance de la paroi est gigantesque.