Pompe ionique et gradient électrochimique

[lilalex]

Bonjour,

J'ai lu l'assertion ci-dessous et je souhaiterais savoir pourquoi en l’absence de transporteurs actifs le gradient électrochimique disparaît :

Le transporteur le plus connu est la pompe sodium-potassium qui expulse trois ions sodium et fait entrer deux ions potassium pour chaque molécule d'ATP hydrolysée. Ce transporteur est très important dans la cellule car il assure la création et le maintien du gradient électrochimique membranaire et est indirectement à l'origine de la plupart des mouvements transmembranaire. Si cette pompe s'arrête, le gradient électrochimique disparaît et les mouvements ioniques s'arrêtent de part et d'autre de la membrane plasmique.

Je pense que c'est dû au fait que les gradients électrochimiques de chaque ion tend à modifier leur gradient de concentration respectif pour qu'il contre parfaitement le potentiel d'équilibre, et donc que le gradient électrochimique de ceux-ci disparaisse. C'est sans doute ça, ceci dit, un neurone n'est pas toujours au repos et ses concentrations en ions changent (c'est ce que j'en comprend du moins) lorsqu'un autre neurone transmet indirectement son potentiel d'action. Les potentiels post synaptiques étant très nombreux et très fréquents sur un même neurone, j'avais dans l'idée que ceux ne laissaient pas le temps au neurone au repos pour perdre ses gradients électrochimique. J'ai peut-être tort du coup.

De manière générale, avez-vous des ressources sur un moyen de calculer les déplacements de ions ? Peut-être est-ce directement lié à l'intensité ?

Merci de votre aide.
Cordialement,
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[sararouta]

Bonsoir !
En fait, la membrane a des canaux dits de fuite, qui sont passifs et permettent le transport des ions selon leur gradient de concertation du plus concentré vers le moins concentré, prenons l'exemple du K+, sachant qu'il est en excès en intracellulaire, il aura tendance à sortir vers l'extracellulaire jusqu'à équilibre (Les forces chimiques et électriques s'équilibrent) et la il n'y aura plus de mouvements et donc pas de potentiel... Si t'as compris ça la suite te sera facile, en l'occurrence, la pompe ionique est la pour que les ions n'atteignent jamais l'équilibre! Et donc la persistance du gradient electrochimique.
Bon courage

[lilalex]

Merci pour le temps que tu as pris pour me répondre Sarouta.

En fait, la membrane a des canaux dits de fuite, qui sont passifs et permettent le transport des ions selon leur gradient de concertation du plus concentré vers le moins concentré, prenons l'exemple du K+, sachant qu'il est en excès en intracellulaire, il aura tendance à sortir vers l'extracellulaire jusqu'à équilibre (Les forces chimiques et électriques s'équilibrent) et la il n'y aura plus de mouvements et donc pas de potentiel

Tu as dû confondre, il y a bien un potentiel, on parle ici du potentiel d'équilibre qui s'oppose au au gradient de concentration du ion K+. Ton exemple ne fonctionne que si la membrane n'est perméable qu'au K+.

J'ai déjà bien compris le fonctionnement des transporteurs passifs et des transporteurs actifs, par contre, ce qui n'est pas évoqué dans les livres et références que j'ai pu lire sur le sujet, c'est la vitesse de ces échanges de ions. En effet, lorsque le gradient de concentration s'oppose parfaitement au potentiel d'équilibre il n'y a pas d'échange d'ion. Par contre, dans le cas où la membrane est perméable à plusieurs ions de conductances différentes, les gradients de concentration ne s'opposeront pas parfaitement au potentiel d'équilibre et ainsi apparaît le gradient électrochimique qui, si j'ai bien compris, permet le passage d'ions à travers les canaux ioniques.

Ainsi ma question est la suivante, comment quantifier la quantité de ions échangés dans le temps, en se basant par exemple sur l'intensité mesurée de cet échange ?

Bien cordialement,

[sararouta]

Je ne sais pas si j'ai bien compris ta question, mais je vais essayer de t'éclaircir sur la notion du gradient electrochimique, en fait, pour le cas du K+ que je viens de te citer (en effet ce que je t'ai dit s'applique aussi bien pour les autres ions):
D'abord, il faut savoir que le potentiel membranaire est déterminé principalement par lion k+ car sa conductance est la plus grande à travers la membrane. Ensuite pour le gradient, comme le K+ (tu applique le même raisonnement pour les autres) est concentré en intra il va sortir de la cellule, c'est le gradient chimique, mais comme l'intra est négatif (grossièrement) il le retiendra, c'est le gradient électrique, lorsque les deux forces d'équilibre il n'y aura plus de mouvement, le K+ aura atteient sont potentiel d'équilibre a lui! Et non pas l'équilibre de tous les ions. Applique la même chose pour les autres ions
Si je n'ai pas répondu à ta question, repose la moi autrement et j'essaierai d'y répondre!
Voilà

[A voir en vidéo sur Futura]

[lilalex]

Je ne sais pas si j'ai bien compris ta question

Malheureusement pour moi non .

D'abord, il faut savoir que le potentiel membranaire est déterminé principalement par lion k+ car sa conductance est la plus grande à travers la membrane.

Attention à ce que tu énonces, ceci n'est vrai que pour certains neurones, pas tous fonctionnement de la même façon, et dans le cas du neurone dont tu prends pour exemple, seulement au repos. Les transporteurs passifs Na+ et K+ étant voltage dépendant (toujours pour ce type de neurone pris pour exemple), les conductances vont changés avec les changement de potentiel de la membrane.

[lilalex]

En complément :

Si je n'ai pas répondu à ta question, repose la moi autrement et j'essaierai d'y répondre!

Pour ce qui est de ma question je vais d'abord me citer :

De manière générale, avez-vous des ressources sur un moyen de calculer les déplacements de ions ? Peut-être est-ce directement lié à l'intensité ?

Ainsi ma question est la suivante, comment quantifier la quantité de ions échangés dans le temps, en se basant par exemple sur l'intensité mesurée de cet échange ?

De manière générale, je veux savoir si les concentrations d'ions de chaque côté de la membrane fluctuent de manière notable que ce soit par le fait du gradient électrochimique ou lors d'un potentiel d'action et comment le quantifier ?

Cordialement,

[sararouta]

Bonjour !
Pour le K+, c est évident que je parlais du repos, car durant la depolarisation, le potentiel membranaire est carrément inversé (la valeur selon le type cellulaire). Ceci dit, pour les fluctuations, les ions sont en constant mouvement à travers la memebrane, et la pompe ionique est la pour veiller à ce que ces mouvements persistent sans que les concentrations ne changent (celui qui sort, elle le rappelle hihi) , pour le potentiel d'action, il est évident que les concentrations fluctuent même si je ne crois pas que le terme est bien choisi. Après pour le calcul, la neuro remonte un peu à loin pour moi, je t'oriente vers l'équation de nernst, les autres suiveront.
Voilà

[lilalex]

Ceci dit, pour les fluctuations, les ions sont en constant mouvement à travers la memebrane, et la pompe ionique est la pour veiller à ce que ces mouvements persistent sans que les concentrations ne changent (celui qui sort, elle le rappelle hihi) , pour le potentiel d'action, il est évident que les concentrations fluctuent même si je ne crois pas que le terme est bien choisi.

Ok, là on se rapproche du vif du sujet. Merci du temps que tu as consacré à me répondre.

Il y a passage d'ions à travers la membrane, oui. La question est est-ce que ce passage d'ions va être suffisant pour modifier de manière notable le rapport "ions extra / ions intra" ?

Par exemple, nous souhaitons calculer le potentiel de la membrane lors d'un potentiel d'action à un moment bien précis et l'on connaît (parce qu'on est trop fort) les perméabilités de tous les ions au moment du calcul. On utilise l'équation de Goldman :



Est-ce qu'au cours du potentiel d'action, les concentrations des ions Na+ vont changer suffisamment pour modifier le rapport "ions extra / ions intra" que l'on a lorsque le neurone est au repos ?

Cordialement,

[sararouta]

Okay, la je vois ce que tu veux dire... Et je trouve que c'est un excellente question! Pour te répondre franchement je ne connais pas la réponse exacte, mais j'aurai tendance à penser non le rapport ne change pas de manière notable, je m'explique:
Les valeurs qu'on connaît sont celles présentes dans le sang (extra) bon qui sort vers l'interstitium immédiatement voisin de la cellule, et dans la cellule (intra) à tout moment dans les conditions physiologiques.
En plus, il faut savoir que quelques ions seulement, peuvent produire un changement notable dans le potentiel, pas besoin de toute la troupe pour le changer. Et de ceci je pense que lors du potentiel d'action les concentrations restent pratiquement inchangées et donc le rapport aussi.
L'avis de quelqu'un de plus connaisseur sera le bienvenu!