CANAUX IONIQUES

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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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Les caractéristiques fonctionnelles des canaux ioniques

Classiquement, la conductance (inverse de la résistance), caractéristique de la population de canaux ouverts à un instant donné dans la membrane d'une cellule, est donnée par la loi d'Ohm. Celle-ci permet de représenter l'intensité d'un courant I, c'est-à-dire le nombre de charges traversant la membrane par unité de temps, comme le produit du voltage E, ou potentiel membranaire par la conductance g, selon la relation empirique I = E.g.

Les cellules portent des canaux différents capables de laisser passer plus ou moins sélectivement un ou plusieurs types d'ions. Ces différentes classes de canaux présents dans une membrane peuvent donc être assimilées à une batterie de résistances en parallèle. Les courants portés par chaque type de canal à un instant t pourront donc être additionnés pour donner le courant global traversant la membrane plasmique. Pour simplifier la compréhension du fonctionnement électrique des canaux, nous allons envisager le cas d'une membrane contenant un seul type de canal ne laissant passer qu'un seul type d'ion. En pratique les expérimentateurs tentent, par différentes astuces, de se rapprocher de ces conditions idéales. Pour cet ion, l'état d'équilibre (c'est-à-dire lorsque plus aucun courant n'est généré) est atteint, comme nous l'avons vu, non pas pour un potentiel nul mais pour un potentiel d'équilibre non nul, celui de l'ion considéré. La loi d'Ohm dans le cadre des membranes cellulaires doit alors considérer une grandeur supplémentaire : la force électromotrice de l'ion. Elle devient IS = gS (E — ES), où E est le potentiel de membrane, et Es le potentiel d'équilibre de l'ion considéré. La technique de patch-clamp mise au point par Neher et Sakmann a permis de visualiser le comportement d'un seul canal inséré dans une bicouche lipidique. Il a pu alors être montré qu'il existe différents archétypes de canaux ioniques, chacun possédant des caractéristiques intrinsèques bien précises, comme la conductance g, la probabilité et la fréquence d'ouverture-fermeture (fig. 3).

Courants unitaires enregistrés en patch

Courants unitaires enregistrés en patch

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Noter les différences entre les temps et les fréquences d'ouverture pour les trois types de canaux enregistrés sur la figure : exemple 1, canal à Po élevée passant beaucoup de temps à l'état ouvert ; exemple 2, canal à Po plus faible, passant beaucoup de temps à l'état fermé ; exemple... 

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La conductance gs [...]

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Écrit par :

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

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Pour citer l’article

Mallorie POËT, Laurent COUNILLON, « CANAUX IONIQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/canaux-ioniques/