CANAUX IONIQUES

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Les propriétés électriques des cellules

L'activité de la Na/K ATPase, la pompe à sodium présente dans chacune de nos cellules, a pour effet de créer de part et d'autre de la membrane un déséquilibre de concentration en ions Na+ et K+. S'il existe des pores permettant le passage de ces ions à travers la membrane, ceux-ci auront donc tendance à diffuser jusqu'à ce que leurs concentrations soient identiques de part et d'autre de celle-ci. D'un point de vue physique, il est utile de quantifier l'énergie potentielle associée à ce gradient électrochimique sous la forme d'un potentiel d'équilibre, qui correspond à la différence de potentiel, ou voltage, qu'il faut imposer de part et d'autre de la membrane pour que le mouvement des ions en fonction de leur gradient de concentration soit annulé. Ces potentiels d'équilibre ioniques, que l'on peut déterminer pour tous les ions physiologiquement importants, représentent le point de départ de tous les phénomènes de transport membranaire observés en biologie.

À partir de l'équation de Boltzmann, qui montre que la probabilité relative de trouver une particule dans l'état 1 ou dans l'état 2 est une fonction exponentielle de la différence d'énergie entre ces deux états (u2 — u1), il est possible d'obtenir une équation équivalente, l'équation de Nernst, qui s'applique aux gradients ioniques de part et d'autre d'une membrane : ES  = (RT/ZF) ln ([S] 2/[S] 1), où Es est le potentiel membranaire, R la constante des gaz parfaits, T la température, Z la charge de l'ion, F la constante de Faraday, et S2 et S1 les concentrations respectives de l'ion de part et d'autre de la membrane.

Cette équation est importante, car elle permet de relier les gradients de concentration ionique présents de part et d'autre d'une membrane biologique à une différence de potentiel, que l'on peut quantifier grâce à un système de mesure approprié (électrodes miniaturisées disposées de part et d'autre de la membrane cellulaire, et reliées à un amplificateur connecté à un système d'enregistrement). Elle signifie que s'il existe une asymétrie de concentration de part [...]


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Protéines responsables des gradients ioniques transmembranaires

Protéines responsables des gradients ioniques transmembranaires
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Canaux et transporteurs membranaires

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Courants unitaires enregistrés en patch

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Relations courant-potentiel, et relations potentiel-conductance

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Écrit par :

  • : docteur, maître de conférences, université de Nice-Sophia-Antipolis
  • : chargée de recherche au C.N.R.S., laboratoire Transport ionique, aspects normaux et pathologiques, université de Nice-Sophia Antipolis

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Pour citer l’article

Laurent COUNILLON, Mallorie POËT, « CANAUX IONIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/canaux-ioniques/