Kaliémie, calcémie et excitabilité neuromusculaire

[Came31]

Bonjour,

A l'approche des examens, je suis en train de m'embrouiller complètement :S

Dans mon cours sur le calcium, j'ai noté que lorsque la calcémie augmentait l'excitabilité neuromusculaire chutait. Et jusque là ça me paraissait logique :
les cellules musculaires ont un potentiel de repos négatif, ce qui signifie que l'intérieur "est plus négatif" que l'extérieur.
Les cellules sont polarisées, par conséquent si l'on augmente cette calcémie on augmente le différentiel entre milieu extérieur et intérieur de la cellule, celui-ci devenant encore plus négatif par rapport à l'extérieur.
La conséquence est que la dépolarisation doit être plus ample, d'où la baisse de l'excitabilité.

Or dans un autre cours sur la kaliémie, l'inverse est exprimé. Il y est indiqué que lorsque la kaliémie augmente, l'excitabilité augmentait également selon l'équation de Nerst : Em = -60 x log (Ki/ke) qui donne environ -90mV Avec Ki = kalicytie et Ke = kaliémie

Mathématiquement, ça se suit : hyperkaliémie = diminution de ce rapport = donc diminution en valeur absolue du potentiel de repos. Donc la cellule est moins polarisée, donc plus excitable

Mais franchement je ne comprends pas comment 2 ions avec la même charge peuvent avoir des conséquences opposées en terme de polarisation cellulaire.

Si quelqu'un pouvait éclairer ma lanterne, ce serait adorable !

Merci beaucoup !!
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[Edelweiss68]

Bonjour,

Mais franchement je ne comprends pas comment 2 ions avec la même charge peuvent avoir des conséquences opposées en terme de polarisation cellulaire.

Ce n'est pas que leur charge qu'il faut considérer mais aussi leur répartition entre milieu extra et intra-cellulaire. En l'occurence, le K⁺ est plus concentré en intra-cellulaire et le Ca²⁺ en extracellulaire. Donc en cas d'hyperkaliémie, le delta est minimisé et en cas d'hypercalcémie il est accentué.

[Meiosis]

Salut,

Je pense que le problème vient du fait que tu considères le calcium comme participant au potentiel de repos.
Contrairement au potassium et au sodium, cet ion n'intervient pas dans le potentiel de repos, on a des canaux de fuite (ouverts au repos) pour le potassium (contribution de IK1, je ne sais pas si on le classe dans les canaux de fuite cependant) et pour le sodium (je ne les connais pas personnellement) mais pas pour le calcium à ma connaissance (ou c'est vraiment négligeable).
Il y en a peu qui sont ouverts pour le sodium par rapport au potassium, d'où le fait que le potentiel de repos tende vers une valeur plus proche du potentiel d'équilibre du K+, souvent -60mV pour les neurones par exemple sachant que EK = -80mV et ENa = +60mV en général.

Donc selon l'équation GHK qu'on utilise pour prédire la valeur que prendra le potentiel pour une membrane perméable à plusieurs ions (ici deux, le Na+ et le K+) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Équati...atz_en_tension
Tu vires le chlore de leur formule et tu obtiens environ du -60mV avec les concentrations habituelles pour le Na+ et le K+.

Maintenant en cas d'hyperkaliémie le potentiel de repos va devenir moins négatif, par exemple -55mV.
L'explication est que comme le dit Edelweiss68 le gradient va diminuer et moins de K+ va sortir transitoirement jusqu'à atteindre un équilibre, le potentiel va devenir moins négatif car moins de charges + sont sorties.
Donc la cellule sera plus facilement excitable car le potentiel sera plus proche du seuil d'activation des canaux Na+ voltage dépendants.
L'inverse en hypokaliémie.

Pour l'hypernatrémie c'est pareil, tu regardes l'équation de Nernst (car on considère un seul ion le Na+) et tu vois que le rapport augmente donc ENa augmente et donc tu tires le potentiel vers des valeurs moins négatives.
L'inverse pour l'hyponatrémie.

Pour l'hypercalcémie ce n'est pas pareil. Le calcium ne passe pas la membrane au repos (pas de canaux de fuite au calcium) donc même en augmentant le rapport dans l'équation de Nernst le potentiel de repos ne va pas aller vers des valeurs moins négatives car les concentrations en calcium n'interviennent pas dans l'équation GHK.
Si le calcium pouvait passer ça ferait le même effet qu'une hypernatrémie car plus de calcium entrerait dans la cellule = potentiel plus positif = excitabilité augmentée.

Comme il ne passe pas : il faut voir qu'il y a plus de charges positives côté extracellulaire donc on renforce la différence de potentiel. D'où le fait que ça fasse l'inverse de l'hypernatrémie avec pourtant une même configuration (les deux cations sont en excès côté extracellulaire).

C'est pareil pour l'hypermagnésémie, le magnésium peut passer dans les canaux calciques et comme ils sont fermés au repos... Tu en conclues que ça fait le même effet que l'hypercalcémie, ça n'intervient pas dans l'équation GHK car la membrane n'est pas perméable au calcium et magnésium au repos.