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Cours dElectrophysiologie Générale n°1 La membrane cellulaire sépare 2 milieux : - le milieu extracellulaire, - le milieu intracellulaire Ces 2 milieux.

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1 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 La membrane cellulaire sépare 2 milieux : - le milieu extracellulaire, - le milieu intracellulaire Ces 2 milieux diffèrent par : -

2 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 1.Les concentrations ioniques de part et dautre de la membrane. Il existe des différences de concentrations ioniques entre le milieu extra-cellulaire et le milieu intracellulaire.

3 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Concentrations relatives des ions Na +, K + et Cl - de part et d autre de la membrane de l axone. [Na + ] [K + ] [Cl - ] e Mb i

4 Cours dElectrophysiologie Générale n°1

5 A.Observation : distribution asymétrique des ions de part et dautre de la membrane B. Question : Comment les gradients de concentrations restent-ils constants ? C. 2 Hypothèses : 1/ les ions ne peuvent pas traverser la membrane 2/ la mb est perméable aux ions mais il existe des mécanismes qui permettent le maintien des différences de concentrations

6 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Démarche expérimentale : Expériences par les ions marqués 1955 Hodgkin et ¨Keynes axone géant de Calmar

7 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Conclusion : la membrane est perméable à tous les ions inorganiques dans les 2 sens Na + Cl - K + Ca ++

8 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Concentrations relatives des ions Na +, K + et Cl - de part et d autre de la membrane de l axone. [Na + ] [K + ] [Cl - ] e Mb i Gradient de concentration

9 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 1/ On constate une entrée dions Na+ (qui suivent leur gradient de concentration). Cette entrée dions Na+ consomme-t-elle de lénergie ? Sagit-il dun transport actif ? Comment répondre à cette question ? En utilisant une molécule, le dinétrophénol (DNP) qui bloque la synthèse de lATP dans la mitochondrie. Observation : avec le DNP, lentrée dions Na+ se poursuit Conclusion : lentrée dions Na+ est un processus passif

10 Cours dElectrophysiologie Générale n°1

11 Il existe donc dans la membrane une structure qui consomme de lATP et qui permet la sortie permanente dions Na+ afin de maintenir constante la différence de concentration. Cette sortie de Na+ est couplée à lentrée de K+. Cette structure est la pompe Na+/K+

12 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 2. Il existe une différence de potentiel entre les 2 faces de la membrane

13 Cours dElectrophysiologie Générale n°1

14 daprès Neurobiologie Cellulaire C. Hammond, ed. Doin, épuisé

15 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Différence de potentiel entre la face interne et la face externe de la membrane, V m (Vi - Ve) = Différence de potentiel de membrane = Potentiel de membrane (abus de langage)

16 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Vm (Vi-Ve) t Vo Vp Vs Dépolarisation Hyperpolarisation

17 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Etat de repos Vm = Vo Etat de base

18 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Concentrations relatives des ions Na +, K + et Cl - de part et d autre de la membrane de l axone. [Na + ] [K + ] [Cl - ] e Mb i Gradient électrique + -

19 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Concentrations relatives des ions Na +, K + et Cl - de part et d autre de la membrane de l axone. [Na + ] [K + ] [Cl - ] e Mb i Gradient électrique + - Gradient de concentration Gradient résultant

20 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Le flux dions, c, dû au gradient de concentration : - ne varie ni en sens, ni en amplitude au cours de lactivité du neurone - est indépendant du potentiel de membrane - a une valeur constante.

21 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Le flux dions, e, dû au gradient électrique : - varie en sens et en amplitude avec le potentiel de membrane Le Flux net dune espèce ionique : Flux net = Flux c+ Flux e

22 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Potentiel déquilibre dun ion, E ion Le potentiel déquilibre dun ion est la différence de potentiel (ddp) quil faudrait appliquer de part et dautre de la membrane pour que le gradient électrique de cet ion soppose très exactement en direction, en sens et en amplitude au gradient de concentration de cet ion, chaque ion étant pris séparément. Autrement dit, au potentiel déquilibre de cet ion, le flux net de cet ion est nul. Il sexprime par la relation de Nernst.

23 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 léquation de Nernst R T [ion] e E ion = l n Z F [ion] i R : cste des gaz parfaits 8,314 T : température absolue Z : valence de lion F : cste de Faraday C

24 Cours dElectrophysiologie Générale n°1 Quelques exemples de Potentiel de repos Vo Axone géant de Calmar = -70 mV Vo f.m. de Mammifère = - 80 mV Vo f.m. de Grenouille = - 90 mV

25 Cours dElectrophysiologie Générale n°1

26

27 Les ions sont les PORTEURS de charge des milieux biologiques où les électrons ne circulent pas librement comme dans un métal ! Il ny a pas de courant délectrons. Cest grâce au déplacement des porteurs de charge (ions) que naît le courant bio-ionique dans les milieux biologiques.


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