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Force / Gradient électrochimique




  1. #1
    asee

    Force / Gradient électrochimique

    Bonjour,

    J'ai un soucis dans la compréhension du gradient électrochimique.

    Je sais que pour calculer ce gradient, il faut faire : (Vm - E ion) où Vm est le potentiel membranaire (au repos) et E ion est le potentiel d'équilibre de l'ion.

    Si je prends comme exemple le K+ :

    Vm d'un neurone : -65 mV
    Ek : - 94 mV

    Le gradient électrochimique est de 29 mV.

    Si je prends comme exemple le Na+ :

    Vm : -65 mV
    Ek : +80 mV

    Le gradient électrochimique est de -145 mV.


    Dans ces conditions, si j'ai bien compris le sodium devrait rentrer dans la cellule et le potassium sortir de la cellule (à des proportions différentes). Mais pourquoi est-ce que les signes ne correspondent pas ? Pourquoi le gradient électrochimique du sodium est négatif ?

    -----


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  3. #2
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Parce-que en réalité il y a deux formules pour calculer le gradient (ça dépend si tu veux le calculer dans le sens rentrant ou sortant), c'est à dire que dans ton cas, tu l'as calculé dans le sens extérieur-->intérieur, et en effet ton gradient qui correspond à la variation d'enthalpie libre de la réaction est négative, cela signifie qu'elle est exergonique et qu'elle sera spontanée. Ce qui est effectivement le cas, la variation d'enthalpie libre appliquée au transfert d'ion sodium est négative, donc l'ion sodium se déplace spontanément de l'extérieur de la cellule vers l'intérieur (en gros il rentre dans la cellule)

    Pareil pour l'ion potassium (si on calcule son GEC donc sa variation d'enthalpie libre, puisque c'est la même formule, dans le sens extérieur-->intérieur), sa variation d'enthalpie libre est positive, la réaction ne sera pas spontanée, il faut forunir de l'énergie pour le faire passer de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule, cet ion aura donc tendance à rester à l'extérieur.

    Si tu avais calculer ces GEC dans le sens intérieur--->extérieur, les signes auraient été inversés et pour cause, la variation d'enthalpie appliquée au transfert d'ion sodium serait positive car le transfert d'ion Na+ de l'intérieur de la cellule vers l'extérieur de la cellule ne se fait pas spontanément, ce qui se traduit par une enthalpie positive ! et inversement pour l'ion potassium !

  4. #3
    asee

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Tout d'abord merci pour votre réponse/aide,

    Donc si j'ai bien compris,

    Si je veux calculer le gradient électrochimique dans le sens intérieur vers extérieur,
    je peux l'exprimer de cette manière (E ion - Vm).

    Pour le potassium avec Ek : -94 mV et Vm : -65 mV, j'obtiens un gradient électrochimique de - 29 mV. K+ sort de la cellule.

    Pour le sodium avec Ek : +80 mV et Vm : -65 mV, j'obtiens un gradient électrochimique de + 145 mV. Na+ rentre dans la cellule.


  5. #4
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Cela me semble correct ! Ce qui est sûr, c'est que la formule Vm - Eion, c'est pour extérieur vers intérieur !

    Pour vraiment saisir la portée de mon propos il faut que vous utilisiez les formules faisant intervenir le logarithme du rapport des concentrations !, dans les deux formules (intérieur vers extérieur et extérieur vers intérieur) le rapport du logarithme est inversé ce qui fait qu'on obtient un résultat négatif ou positif en fonction de la formule testée !

    GEC du Na+ (dans le sens intérieur vers extérieur) ! Z*F + RT* ln ([Na+]ext/[Na+]int)
    GEC du Na+ (dans le sens extérieur vers intérieur) Z*F + RT* ln ([Na+]int/[Na+]ext)

    Ce qui change dans les deux formules ce sont les numérateurs et dénominateurs qui sont inversés ! et comme la formule utilise logarithme d'un quotient, forcément s'il est plus petit que 1 ou plus grand que 1, les résultats seront positifs ou négatifs. Et comme il s'agit d'une enthalpie, vous pouvez faire le lien entre le signe du résultat et la formule utilisée.

    Si vous avez un résultat négatif pour avoir utilisé la formule de GEC (intérieur vers extérieur), il s'agira d'une réaction exergonique donc spontanée, vous savez alors que l'ion sortira de la cellule spontanément !

  6. #5
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Pareil pour l'ion potassium (si on calcule son GEC donc sa variation d'enthalpie libre, puisque c'est la même formule, dans le sens extérieur-->intérieur), sa variation d'enthalpie libre est positive, la réaction ne sera pas spontanée, il faut forunir de l'énergie pour le faire passer de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule, cet ion aura donc tendance à rester à l'extérieur.
    Pourtant avec les anions cela ne marche pas.
    Prenons l'exemple de l'ion chlorure Cl- avec un Em à -60mV et un ECl à -65mV.
    On a alors le gradient électrochimique qui vaut Em-ECl = -60-(-65) = +5 mV, c'est positif mais pourtant l'ion ne sera pas à l'extérieur, il aura tendance à entrer dans la cellule.

    On dit souvent signe positif = hyperpolarisant (cation sort / anion entre) - signe négatif = dépolarisant (cation entre / anion sort).

    Par contre je suis d'accord pour ce qui est du changement de signe si on prend comme référence l'inverse, c'est-à-dire qu'on voit l'extérieur de la cellule comme le milieu intérieur, dans ce cas cela change les rapports dans l'équation de Nernst (celle postée plus tôt, néanmoins il s'agit de RT/zF).

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Moi j'utilise la formule avec le logarithme, celle que j'ai donnée dans mon précédent message (et que j'ai dans mes cours de bio ainsi que dans un bouquin de bio), en effectuant le calcul avec des valeurs prises dans un bouquin de bcpst j'obtiens que : en prenant [Cl-]int = 147mmol/l, [Cl-]ext = 15mmol/l

    de l'intérieur vers l'extérieur, la variation d'enthalpie libre appliquée au transfert de cet ion est positif, ainsi il aura donc bien tendance à rester dans la cellule (donc à y entrer), ce qui confirme ce que vous venez de dire.

    Cependant, en utilisant la formule Vm-Eion, j'obtiens un résultat négatif, et non positif comme vous (or j'avais dit que cette formule se plaçait dans le cas de extérieur de la cellule vers l'intérieur), donc variation d'enthalpie négative, transfert spontané, donc l'ion Cl- rentre dans la cellule. Cela vient du fait que j'ai un Eion à -56mV et non -65mV, valeur non calculée mais prise dans un bouquin de bcpst

    Je pense que mes formules sont correctes ainsi que les interprétations, c'est à dire qu'il existe trois formules (Vm-Eion, et les deux autres données dans le message précédent) et qu'elles reflètent une variation d'enthalpie libre, c'est à dire qu'en fonction du signe, on peut interpréter le caractère spontané ou pas d'un transfert (en fonction d'intérieur vers extérieur et inversement)

  9. #7
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Moi j'utilise la formule avec le logarithme, celle que j'ai donnée dans mon précédent message (et que j'ai dans mes cours de bio ainsi que dans un bouquin de bio)
    Il est clair que la formule précédente est erronée, il s'agit de RT/zF * ln([ion]ext/[ion]int) et non zF + RT * ln([ion]ext/[ion]int).

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Cependant, en utilisant la formule Vm-Eion, j'obtiens un résultat négatif, et non positif comme vous (or j'avais dit que cette formule se plaçait dans le cas de extérieur de la cellule vers l'intérieur), donc variation d'enthalpie négative, transfert spontané, donc l'ion Cl- rentre dans la cellule.
    En prenant -56mV c'est en effet négatif mais je ne suis pas d'accord sur l'interprétation qui est ensuite faite.
    Pour un anion un gradient électrochimique de signe négatif signifie que l'anion sort de la cellule, cela a tendance à dépolariser la cellule.

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  11. #8
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Meiosis Voir le message
    Il est clair que la formule précédente est erronée, il s'agit de RT/zF * ln([ion]ext/[ion]int) et non zF + RT * ln([ion]ext/[ion]int).
    Je crois que vous confondez formule du GEC et formule du potentiel d'équilibre d'un ion. Encore une fois (selon le j'intègre de BCPST, RT/zF *ln(Ce/Ci) est la formule du potentiel d'équilibre d'un ion.

    zF + RT * ln([ion]ext/[ion]int) ---> cela correspond à la formule du GEC (toujours selon le j'intègre et mon cours de bio)







    Citation Envoyé par Meiosis Voir le message
    En prenant -56mV c'est en effet négatif mais je ne suis pas d'accord sur l'interprétation qui est ensuite faite.
    Pour un anion un gradient électrochimique de signe négatif signifie que l'anion sort de la cellule, cela a tendance à dépolariser la cellule.
    Dans la mesure où un GEC n'est rien d'autre qu'une variation d'enthalpie libre, selon le signe du résultat, on pourra dire si un transfert d'ion est spontané ou pas, je ne comprends pas bien votre histoire "de dépolarisation". C'est le principe même d'une variation d'enthalpie libre, prévoir si une réaction est spontanée ou non. La règle est la même pour tous, je n'ai d'ailleurs jamais lu nulle part que cette règle ne s'appliquait qu'aux cations.

  12. #9
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Je crois que vous confondez formule du GEC et formule du potentiel d'équilibre d'un ion. Encore une fois (selon le j'intègre de BCPST, RT/zF *ln(Ce/Ci) est la formule du potentiel d'équilibre d'un ion.

    zF + RT * ln([ion]ext/[ion]int) ---> cela correspond à la formule du GEC (toujours selon le j'intègre et mon cours de bio)
    Le GEC correspond bien au gradient électrochimique ? Si oui pourquoi utilisez-vous une telle formule alors que le GEC peut se calculer en faisant simplement Em-Eion ?

    Je trouve la formule proposée très bizarre et inhabituelle, elle ne tient pas compte du potentiel membranaire alors qu'il le faut pour le calcul du GEC. Avec la formule que vous proposez il n'est tenu compte que des concentrations de l'ion, c'est-à-dire uniquement la composante chimique du gradient électro-chimique.

    De plus on ne retrouve pas les mêmes résultats avec Em-Eion (ce que l'auteur propose) et avec la formule que vous proposez.

    Si vous avez un lien internet où cette formule figure je suis preneur (personnellement je ne l'ai pas trouvée après une recherche rapide), car il est très probable que nous ne parlions pas de la même chose finalement. Surtout si la formule apparaît dans un livre.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Dans la mesure où un GEC n'est rien d'autre qu'une variation d'enthalpie libre, selon le signe du résultat, on pourra dire si un transfert d'ion est spontané ou pas, je ne comprends pas bien votre histoire "de dépolarisation". C'est le principe même d'une variation d'enthalpie libre, prévoir si une réaction est spontanée ou non. La règle est la même pour tous, je n'ai d'ailleurs jamais lu nulle part que cette règle ne s'appliquait qu'aux cations.
    Sans entrer dans des considérations chimiques d'enthalpie (je n'ai pas les connaissances pour) je signalais juste que : l'anion chlorure ne rentre pas dans les cellules si nous sommes à -60mV et que ECl vaut -56mV.

    Si le résultat est négatif l'anion sort de la cellule.

  13. #10
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Le GEC correspond bien au gradient électrochimique. Vm-Eion et la formule du GEC que j'ai donnée sont en réalité exactement la même formule, il faut juste remplacer Eion par la formule du potentiel d'équilire de l'ion et Vm par la formule qui permet de calculer ce terme (je ne l'ai plus en tête), on obtient donc exactement la même relation à partir de Vm-Eion

    En ce qui concerne l'interprétation, c'est là que nous sommes en désaccord, le livre que je mentionne propose un exercice d'application où il est question du calcul du gradient de Na+ avec la formule que j'ai donnée, il est dit explicitement que le signe du GEC permet de trancher sur le sens du flux de l'ion.

    Voici le lien d'une diapo que j'ai obtenue sur google : https://www.google.fr/search?q=poten...YX4ZGJh09M1UM:

    Avec cette image, on voit explicitement que lorsque Vm-Eion est négatif, le flux net est entrant. Ce qui est le cas pour Na+. Sur cette même image, on voit que le flux net du K+ est positif, donc théoriquement il sort de la cellule, ce qui sous-tend que s'il était négatif il rentrerait dans la cellule. (Après, tout dépend des valeurs avec lesquelles vous effectuez le calcul) j'utilise cet exemple uniquement pour vous dire qu'un Vm-Eion négatif signifie un flux entrant dans la cellule, car cette formule se place implicitement dans le cadre extérieur vers intérieur.


    Toutes ces informations corroborent l'information qu'il s'agit bien avant tout d'une variation d'enthalpie libre et que donc le signe permet de prédire le sens du transfert.

  14. #11
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Quitte à rentrer dans des considérations cellulaires, l'ion chlorure ne rentre pas et ne sort pas il est dit à l'équilibre.

    Il est vrai que nous n'obtenons pas les mêmes résultats, cependant, les résultats de l'auteur confirment mes interprétations. Ma formule ne prend pas en compte le potentiel de membrane dans le sens où il ne s'applique pas spécialement à une cellule mais à des situations généralistes dans lesquelles on peut inclure la cellule. Cette formule est adaptée pour le transfert d'un compartiment A vers un compartiment B, ces deux compartiments peuvent être modélisés par le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire, d'où le besoin de connaître les concentrations extérieures et intérieures (ce que prend en compte la formule Vm-Eion avec Eion qui nécessite de connaitre ces deux concentrations)

  15. #12
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Le GEC correspond bien au gradient électrochimique. Vm-Eion et la formule du GEC que j'ai donnée sont en réalité exactement la même formule, il faut juste remplacer Eion par la formule du potentiel d'équilire de l'ion et Vm par la formule qui permet de calculer ce terme (je ne l'ai plus en tête), on obtient donc exactement la même relation à partir de Vm-Eion
    Désolé d'insister mais je ne suis toujours pas d'accord.

    La formule que vous avez proposé ne tient pas compte du potentiel membranaire. À partir de là je me questionne : comment peut-on retrouver les mêmes résultats sans avoir entré le potentiel membranaire dans la formule ?

    De plus Em se calcule en tenant compte de la conductance de plusieurs ions et non plus d'un seul (car en vérité la membrane est au moins perméable au sodium et au potassium) et la formule permettant de calculer Em est classiquement :



    Donc le gradient électrochimique du Na+ serait :




    Vous constatez bien qu'on ne peut pas retrouver la formule que vous proposez, ce n'est pas du tout la même chose et après vérification avec une calculatrice on ne peut pas trouver la même chose puisqu'en utilisant votre formule on passe outre le potentiel membranaire.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    il est dit explicitement que le signe du GEC permet de trancher sur le sens du flux de l'ion.
    Oui.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Avec cette image, on voit explicitement que lorsque Vm-Eion est négatif, le flux net est entrant. Ce qui est le cas pour Na+. Sur cette même image, on voit que le flux net du K+ est positif, donc théoriquement il sort de la cellule, ce qui sous-tend que s'il était négatif il rentrerait dans la cellule. (Après, tout dépend des valeurs avec lesquelles vous effectuez le calcul)
    Toujours d'accord.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    j'utilise cet exemple uniquement pour vous dire qu'un Vm-Eion négatif signifie un flux entrant dans la cellule
    Oui.
    Mais un flux entrant négatif correspond à une entrée de cation mais pour un anion cela correspond à une sortie. Vous ne pouvez pas dire que le chlore entre dans les cellules si Vm-Eion est négatif. C'est tout simplement faux.

  16. #13
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Quitte à rentrer dans des considérations cellulaires, l'ion chlorure ne rentre pas et ne sort pas il est dit à l'équilibre.
    Ce n'est pas tout le temps vrai, par exemple les cellules pulmonaires le font sortir (voir mucoviscidose quand le canal chlorure ne fonctionne plus).
    Sur votre diapo il est vrai que c'est à l'équilibre et c'est souvent le cas dans les neurones car dans ce cas précis Em = ECl donc gradient électrochimique nul.
    Mais moi j'ai pris des exemples qui ne reflètent pas forcément la réalité, juste pour vous dire que :

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Cependant, en utilisant la formule Vm-Eion, j'obtiens un résultat négatif, et non positif comme vous (or j'avais dit que cette formule se plaçait dans le cas de extérieur de la cellule vers l'intérieur), donc variation d'enthalpie négative, transfert spontané, donc l'ion Cl- rentre dans la cellule.
    ça c'est faux.
    Nous parlions de l'exemple dans lequel Em = -60mV et ECl = -56mV, dans ce cas ce n'est pas l'équilibre et le chlore sort des cellules.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Il est vrai que nous n'obtenons pas les mêmes résultats, cependant, les résultats de l'auteur confirment mes interprétations.
    Il y a confirmation de vos résultats uniquement pour les cations.
    Si j'ai bien compris vous pensez que si le signe du gradient électrochimique est négatif alors forcément il s'agit d'une entrée pour les anions ET les cations alors que c'est valable uniquement pour les cations. Les anions sortent quand c'est négatif.
    Corrigez-moi si je vous ai mal compris et ai mal interprété vos propos.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Ma formule ne prend pas en compte le potentiel de membrane dans le sens où il ne s'applique pas spécialement à une cellule mais à des situations généralistes dans lesquelles on peut inclure la cellule. Cette formule est adaptée pour le transfert d'un compartiment A vers un compartiment B, ces deux compartiments peuvent être modélisés par le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire, d'où le besoin de connaître les concentrations extérieures et intérieures (ce que prend en compte la formule Vm-Eion avec Eion qui nécessite de connaitre ces deux concentrations)
    Je suis ok mais dans ce cas on ne peut pas dire que le chlore rentre dans les cellules quand le signe du gradient électrochimique est négatif.

  17. #14
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Mea Culpa, je viens de me rendre compte qu'effectivement, tous les exemples que j'ai sous les yeux ne concernaient que les cations (l'exemple de mon bouquin parlait de Na+ et du K+), l'image ne traitait également que des cations du coup, je n'ai pas d'arguments en ce qui concerne les anions. Du coup, je pense que vous avez raison.

    Si vous êtes toujours disposé à m'expliquer je n'arrive pas à comprendre pourquoi un flux négatif correspond à une sortie pour les anions ?

    Merci beaucoup ! et encore désolé pour la digression qui au final, n'est valable que pour les cations !
    Dernière modification par Mysterios ; 05/08/2017 à 01h29.

  18. #15
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Mea Culpa, je viens de me rendre compte qu'effectivement, tous les exemples que j'ai sous les yeux ne concernaient que les cations (l'exemple de mon bouquin parlait de Na+ et du K+), l'image ne traitait également que des cations du coup, je n'ai pas d'arguments en ce qui concerne les anions. Du coup, je pense que vous avez raison.
    Cela n'est pas grave. Par contre je suis étonné qu'une telle formule pour calculer le GEC soit présente dans le livre que vous avez cité.

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Si vous êtes toujours disposé à m'expliquer je n'arrive pas à comprendre pourquoi un flux négatif correspond à une sortie pour les anions ?
    Parce que un courant négatif c'est quand on a Em < Eion (le signe du courant c'est le signe du gradient électrochimique car la conductance est toujours positive ou nulle et courant = conductance * gradient électrochimique).

    Du coup si on prend un exemple : Em = -60mV et ENa = +60mV, le gradient c'est -120 mV. L'intérieur de la cellule est chargée négativement par rapport à l'extérieur et il y a plus de Na+ extracellulaire, donc le Na+ va avoir tendance à entrer dans les cellules (les charges négatives de l'intérieur de la cellule vont attirer les charges positives du sodium - composante électrique du gradient - et le fait qu'il soit plus concentré en extracellulaire est favorable à son entrée - composante chimique du gradient).

    Maintenant si on prend l'ion chlorure avec Em=-60mV toujours et ECl=+60mV (valeur complètement surréaliste mais c'est pour l'explication) on a toujours le gradient qui est de signe négatif pourtant là le chlore va sortir. En effet l'intérieur des cellules chargé négativement va avoir tendance à repousser les charges négatives du chlore (deux charges de même signe qui se repoussent). Un ECl à +60mV signifie peu de chlore extracellulaire par rapport à l'intracellulaire (car contrairement à un cation comme le sodium il faut inverser les rapports dans l'équation de la pile d'équilibre) donc la composante chimique du gradient est aussi en faveur de la sortie de chlore.

    Donc cette différence est due à la différence de charge : le cation est chargé + et l'anion -.

    De toute façon vous retrouvez que tout devient logique physiologiquement.
    Par exemple dans le muscle, lors d'une dépolarisation, on peut monter à +30mV. Ensuite il faut repolariser (donc revenir à -80mV qui est le potentiel de repos dans ces cellules). Le potassium va donc sortir (la sortie de charges positives repolarise les cellules) car Em = +30mV et Ek = -80 mV.
    Par contre le chlore va entrer dans les cellules car Em = +30 mV et ECl = -60mV. Pour ces deux ions le gradient électrochimique à +30 mV est positif : sortie de cations (sortie de K+) mais entrée d'anions (entrée de Cl-).
    L'entrée de chlore tend bien à repolariser la cellule donc ça colle bien.
    S'il s'agissait d'une sortie de chlore alors on dépolariserait, ce qui contredirait la sortie de K+ (= pas pertinent physiologiquement).

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Merci beaucoup ! et encore désolé pour la digression qui au final, n'est valable que pour les cations !
    Cela pourra toujours profiter à l'auteur !

  19. #16
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Moi j'utilise la formule avec le logarithme, celle que j'ai donnée dans mon précédent message (et que j'ai dans mes cours de bio ainsi que dans un bouquin de bio), en effectuant le calcul avec des valeurs prises dans un bouquin de bcpst j'obtiens que : en prenant [Cl-]int = 147mmol/l, [Cl-]ext = 15mmol/l

    de l'intérieur vers l'extérieur, la variation d'enthalpie libre appliquée au transfert de cet ion est positif, ainsi il aura donc bien tendance à rester dans la cellule (donc à y entrer), ce qui confirme ce que vous venez de dire.

    Cependant, en utilisant la formule Vm-Eion, j'obtiens un résultat négatif, et non positif comme vous (or j'avais dit que cette formule se plaçait dans le cas de extérieur de la cellule vers l'intérieur), donc variation d'enthalpie négative, transfert spontané, donc l'ion Cl- rentre dans la cellule. Cela vient du fait que j'ai un Eion à -56mV et non -65mV, valeur non calculée mais prise dans un bouquin de bcpst

    Je pense que mes formules sont correctes ainsi que les interprétations, c'est à dire qu'il existe trois formules (Vm-Eion, et les deux autres données dans le message précédent) et qu'elles reflètent une variation d'enthalpie libre, c'est à dire qu'en fonction du signe, on peut interpréter le caractère spontané ou pas d'un transfert (en fonction d'intérieur vers extérieur et inversement)
    Du coup, si tout le monde s'accorde à dire que le Cl- sort des cellules.

    L'erreur ne vient pas de la formule mais de moi (le benêt que je suis ne sais pas utiliser une calculatrice apparemment...). La phrase mise en gras est fausse, et pour cause, la variation d'enthalpie n'est pas positive mais négative, c'est à dire que le transfert du Cl- de l'intérieur vers l'extérieur est bien spontané, j'ai juste oublié de prendre en compte le signe "-" de sa charge lorsque j'ai utilisé la formule.

    Du coup cette formule est bien valable pour calculer un GEC (elle est même générique puisque ne précise pas cation ou anion mais ion), il suffit juste de prendre en compte le signe de la charge dans le terme "z", du coup l'interprétation du signe reste valable avec cette formule qui n'est qu'une variation d'enthalpie (on peut douter de ces connaissances en electrophysio, mais pas en physique qui sont deux notions différentes)

    Conclusion avec cette formule : Z*F + RT* ln ([Na+]ext/[Na+]int) le Cl- sort bien de la cellule (conformément à vos analyses), et l'interprétation sur le signe du résultat est bien valable à condition de ne pas oublier le signe de la charge...



    Du coup je pense que tout le monde est raccord (ça m'aurait étonné que dans un livre si utilisé, il y avait une erreur grossière)

  20. #17
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Cette formule me paraît toujours autant bizarre, jamais vu nulle part, auriez-vous un lien qui la mentionne (à part le livre) ?

    Parce que je vais encore me répéter mais elle ne prend pas en compte la valeur du potentiel membranaire.

    Un exemple simple : si on prend ECl = -60mV alors le gradient électrochimique est positif pour un potentiel membranaire de +30mV par exemple => le chlore entre dans les cellules.

    Si on prend toujours ECl = -60mV mais qu'on prend un potentiel membranaire de -70mV cette fois-ci alors le gradient électrochimique est négatif et le chlore sort des cellules.

    Votre formule considère qu'à n'importe quel potentiel membranaire le chlore va sortir des cellules. Et c'est pas ça.

    De plus je trouve des nombres très grands avec votre formule, par exemple de l'ordre de 100 000 alors que ça devrait être quelque chose comme 120 mV etc.

  21. #18
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Oui mais non, il s'agit d'un gradient électrochimique, il est donc exprimé en J/mol, c'est normal de trouver des ordres de grandeur "grands"

    En fait cette formule n'a aucune réalité électrique (et je pense que c'est l'origine du quiproquo), il s'agit d'une grandeur thermodynamique qui exprime l'énergie qu'il faut fournir pour déplacer les ions. Si celle-ci est négative, il ne faut pas apporter de l'énergie pour déplacer les ions mais ce déplacement d'ions libère de l'énergie (réaction exergonique) elle se fera donc spontanément. C'est comme cela que j'arrive à "prédire" si l'ion rentrera ou sortira de la cellule

    Si celle-ci est positive, il faut alors fournir de l'énergie. La réaction n'est pas spontanée.

    C'est pour cela que je ne comprenais pas vos considérations électriques à propos de ma formule pour l'interpréter, moi je me base sur la simple définition de l'enthalpie pour conclure, cette définition ne varie pas en fonction du cation ou de l'anion, et ne prend donc pas en compte le potentiel membranaire, il prend juste en compte les concentrations intérieures et extérieures !

    Dans la formule Vm-Eion, Vm (qui est de -60mV) prend en compte tous les ions, tous les canaux etc... puisqu'il s'agit d'une valeur expérimentale communément admise.

    De plus en tapant Gradient électrochimique sur Wikipédia je tombe sur ça : https://fr.wikipedia.org/wiki/Gradie...lectrochimique
    L'article conclue lui aussi en regardant le signe du résultat nonobstant le caractère anionique ou cationique, preuve s'il en est que peu importe qu'il s'agisse d'un cation ou d'un anion, un Vm-Eion négatif signifie un flux entrant (spontané) càd sans apport d'énergie. Peut-être que dans le cas du Cl- pour les cellules pulmonaires, le transport s'effectue contre le gradient (avec un antiport, symport pompe, que sais-je) ce qui explique malgré tout sa sortie.
    Dernière modification par Mysterios ; 05/08/2017 à 13h31.

  22. #19
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Oui mais non, il s'agit d'un gradient électrochimique, il est donc exprimé en J/mol, c'est normal de trouver des ordres de grandeur "grands"
    Il peut aussi s'exprimer en mV comme l'a fait l'auteur de ce sujet.

    Pour le reste de votre message il me semble que nous ne procédons pas pareil, sans tenir compte du potentiel membranaire il me semble impossible de prévoir quoi que ce soit...

    D'après vous : si on donne un Em à -40mV et un ECl à -70mV, le chlore sort-il ou entre-t-il ?

  23. #20
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Meiosis Voir le message
    Pour le reste de votre message il me semble que nous ne procédons pas pareil, sans tenir compte du potentiel membranaire il me semble impossible de prévoir quoi que ce soit...
    Nous sommes d'accord, dans la mesure où la formule ne prévoit que le caractère spontané (ou non) d'un transfert d'ion. Par exemple, le Na+ rentre spontanément dans la cellule et le K+ spontanément sort de la cellule, pourtant on constate que parfois le Na+ sort et le K+ rentre (dans le cadre de la pompe Na+K+)

    Mais comment ce transfert peut-il avoir lieu, pourtant il défie les lois de la thermodynamique (variation d'enthalpie libre) ? Ben, la réaction est tout simplement couplée à l'hydrolyse de l'ATP.

    Ladite formule ne saurait prévoir la faisabilité d'une réaction, elle se contente juste de prévoir son caractère spontané. De ce fait une réaction à priori non spontanée peut se faire, à condition qu'elle soit couplée.

    Et c'est peut-être ce qui se passe dans le cas de la cellule pulmonaire. Puisque à la base il est à l'équilibre, donc son flux est nul. Mais dans certains cas il peut sortir, peut-être parce que son transport est couplé (à dire vrai je n'ai aucune idée des modalités de ce transport)

    Pour ce qui est de votre exemple, je dirais que, Vm-Eion étant positif, le Cl- sort de la cellule, c'est donc un flux sorant
    Dernière modification par Mysterios ; 05/08/2017 à 14h10.

  24. #21
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Pour ce qui est de votre exemple, je dirais que, Vm-Eion étant positif, le Cl- sort de la cellule, c'est donc un flux sorant
    Il y a donc un problème avec votre méthode car le chlore entre dans la cellule avec mon exemple. C'est bien un courant sortant positif et ça correspond à une entrée d'anions (comme dit hier).

  25. #22
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Voici un lien où on peut trouver la formule http://biochimej.univ-angers.fr/Page...Transports.htm

    Il faut aller à paragraphe petit d) "Expression de la force résultant d'une différence de potentiel chimique ou électrochimique transmembranaire"

    Et décidément, faut que je change mes lunettes, cette formule prenait bel et bien en compte la différence de potentiel transmembranaire.

  26. #23
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Si j'essaie de traduire votre pensée :

    Vm-Eion < 0 = perte de charges positives pour le milieu extérieur (gain de charges positives pour le milieu cellulaire) et/ou gain de charges négatives pour le milieu extérieur (pertes de charges négatives pour le milieu intérieur)
    Vm-Eion > 0 = gain de charges positives pour le milieu extérieur (pertes de charges positives pour la cellule) et/ou pertes de charges négatives pour le milieu extérieur (gain de charges négatives pour le milieu cellulaire)

    C'est bien cela ?

  27. #24
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Voici un lien où on peut trouver la formule http://biochimej.univ-angers.fr/Page...Transports.htm

    Il faut aller à paragraphe petit d) "Expression de la force résultant d'une différence de potentiel chimique ou électrochimique transmembranaire"

    Et décidément, faut que je change mes lunettes, cette formule prenait bel et bien en compte la différence de potentiel transmembranaire.
    Hum je vois.
    La formule proposée ne correspond pas au gradient électrochimique, c'est autre chose et je n'ai pas les connaissances chimiques pour m'étaler dessus.
    Ce qui est sûr c'est que le gradient électrochimique c'est rien d'autre que Em-Eion, c'est très simple à calculer du coup.
    La preuve est qu'en utilisant d'autres formules on trouve des résultats différents de Em-Eion (et a priori ce n'est pas une question de changement d'unité).
    Ces autres formules c'est autre chose.


    Citation Envoyé par Mysterios Voir le message
    Si j'essaie de traduire votre pensée :

    Vm-Eion < 0 = perte de charges positives pour le milieu extérieur (gain de charges positives pour le milieu cellulaire) et/ou gain de charges négatives pour le milieu extérieur (pertes de charges négatives pour le milieu intérieur)
    Vm-Eion > 0 = gain de charges positives pour le milieu extérieur (pertes de charges positives pour la cellule) et/ou pertes de charges négatives pour le milieu extérieur (gain de charges négatives pour le milieu cellulaire)

    C'est bien cela ?
    C'est bien ça, on peut dire plus simplement : Em-Eion < 0 = entrée de cations / sortie d'anions (= dépolarise la cellule).
    Em-Eion > 0 = sortie de cations / entrée d'anions (= hyperpolarise la cellule).

    C'est le contraire pour les anions car comme je l'ai expliqué hier les anions sont chargés négativement donc c'est l'inverse.

    Il y a peut-être eu confusion à cause du terme de courant entrant négatif quand Em-Eion < 0 : le courant entrant négatif correspond à une entrée de cations mais à une sortie d'anions (et non à une entrée d'anions). Le terme de "entrant" c'est valable pour les cations, pour les anions on parle toujours de "entrant" pourtant c'est une sortie d'anions.

    De même si Em-Eion > 0 c'est un courant sortant positif, en réalité c'est une sortie de cations mais une entrée d'anions.

    De toute façon pour ne pas se perdre il faut juste savoir que quand c'est négatif ça correspond à un courant dépolarisant pour la cellule et donc soit à une entrée de charges positives soit à une sortie de charges négatives. Et quand c'est positif ça correspond à un courant hyperpolarisant pour la cellule et donc soit à une sortie de charges positives soit à une entrée de charges négatives.

    Je soupçonne que nous ne parlions pas du tout de la même chose depuis le début, le gradient électrochimique pour moi ça se calcule uniquement avec Em-Eion et rien d'autre.

  28. #25
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Je commence à y voir plus clair !

    "Ma" formule permet de déterminer la spontanéité d'un transfert d'ion, Vm-Eion le fait aussi mais selon d'autres considérations.

    Si vous avez des exemples de concentrations intra/extra-cellulaire pour le cas du Cl-, avec "ma" formule, je veux bien essayer de prévoir le sens du transfert. (en me donnant également le potentiel d'équilibre de l'ion ainsi que sa ddp)

  29. #26
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    doublon.....
    Dernière modification par Mysterios ; 05/08/2017 à 21h01.

  30. #27
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    J'avoue ne jamais avoir eu besoin d'utiliser la formule d'enthalpie libre pour ces considérations d'ordre physiologique.
    Je ne sais pas à quelle réalité physiologique cela correspond mais en tout cas je procède comme je vous ai dit.

    Voici un exemple pour vous.

    On donne ECl = -20mV et Em = -40mV, le chlore va-t-il entrer ou sortir des cellules (en net) ?

  31. #28
    Mysterios

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Le chlore sortira des cellules, puisque Vm-Eion < 0, le milieu extérieur s'enrichira en charges négatives et perdra ses charges positives, il se passera donc l'inverse pour la cellule (pertes de charges négatives, gain de charges positives)

  32. #29
    Meiosis

    Re : Force / Gradient électrochimique

    Oui c'est ça, et c'est ce qu'il se passe plus précisément dans le muscle lisse (où Em vaut environ -40mV et ECl -20mV).

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