biologie pour les Majors II

pour que le système nerveux fonctionne, les neurones doivent être capables d’envoyer et de recevoir des signaux. Ces signaux sont possibles parce que chaque neurone a une membrane cellulaire chargée (une différence de tension entre l’intérieur et l’extérieur), et la charge de cette membrane peut changer en réponse aux molécules de neurotransmetteurs libérées par d’autres neurones et stimuli environnementaux., Pour comprendre comment les neurones communiquent, il faut d’abord comprendre la base de la charge membranaire de base ou « au repos”.

Membranes chargées neuronales

la membrane bicouche lipidique qui entoure un neurone est imperméable aux molécules ou aux ions chargés. Pour entrer ou sortir du neurone, les ions doivent passer par des protéines spéciales appelées canaux ioniques qui couvrent la membrane. Les canaux ioniques ont différentes configurations: ouverts, fermés et inactifs, comme illustré à la Figure 1. Certains canaux ioniques doivent être activés pour s’ouvrir et permettre aux ions de passer dans ou hors de la cellule., Ces canaux ioniques sont sensibles à l’environnement et peuvent changer de forme en conséquence. Les canaux ioniques qui changent de structure en réponse aux changements de tension sont appelés canaux ioniques à déclenchement par tension. Les canaux ioniques Voltage-gated régulent les concentrations relatives de différents ions à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. La différence de charge totale entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule est appelée potentiel membranaire.

la Figure 1. Les canaux ioniques Voltage-gated s’ouvrent en réponse aux changements de tension de membrane., Après activation, ils deviennent inactivés pendant une brève période et ne s’ouvrent plus en réponse à un signal.

potentiel membranaire au repos

un neurone au repos est chargé négativement: l’intérieur d’une cellule est environ 70 millivolts plus négatif que l’extérieur (-70 MV, notez que ce nombre varie selon le type de neurone et selon l’espèce). Cette tension est appelée potentiel de membrane de repos; elle est causée par des différences dans les concentrations d’ions à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule., Si la membrane était également perméable à tous les ions, chaque type d’ion traverserait la membrane et le système atteindrait l’équilibre. Comme les ions ne peuvent pas simplement traverser la membrane à volonté, il existe différentes concentrations de plusieurs ions à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule, comme indiqué dans le tableau 1.

Le potentiel de membrane de repos est le résultat de différentes concentrations à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. La différence du nombre d’ions potassium chargés positivement (K+) à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule domine le potentiel membranaire au repos (Figure 2).

la Figure 2., Le potentiel membranaire (a) au repos est le résultat de différentes concentrations D’ions Na+ et K+ à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. Une impulsion nerveuse provoque L’entrée de Na+ dans la cellule, entraînant une dépolarisation (b). Au potentiel d’action maximal, les canaux K + s’ouvrent et la cellule devient (c) hyperpolarisée.

lorsque la membrane est au repos, les ions K+ s’accumulent à l’intérieur de la cellule en raison d’un mouvement net avec le gradient de concentration., Le potentiel membranaire de repos négatif est créé et maintenu en augmentant la concentration de cations à l’extérieur de la cellule (dans le liquide extracellulaire) par rapport à l’intérieur de la cellule (dans le cytoplasme). La charge négative à l’intérieur de la cellule est créée par le fait que la membrane cellulaire est plus perméable au mouvement des ions potassium qu’au mouvement des ions sodium. Dans les neurones, les ions potassium sont maintenus à des concentrations élevées dans la cellule tandis que les ions sodium sont maintenus à des concentrations élevées à l’extérieur de la cellule., La cellule possède des canaux de fuite de potassium et de sodium qui permettent aux deux cations de diffuser vers le bas de leur gradient de concentration.

cependant, les neurones ont beaucoup plus de canaux de fuite de potassium que de canaux de fuite de sodium. Par conséquent, le potassium diffuse hors de la cellule à un rythme beaucoup plus rapide que les fuites de sodium. Étant donné que plus de cations quittent la cellule qu’ils n’y pénètrent, l’intérieur de la cellule est chargé négativement par rapport à l’extérieur de la cellule. Les actions de la pompe sodium potassium aident à maintenir le potentiel de repos, une fois établi., Rappelons que les pompes sodium potassium apportent deux ions K + dans la cellule tout en éliminant trois ions Na+ par ATP consommé. Comme plus de cations sont expulsés de la cellule que pris, l’intérieur de la cellule reste chargé négativement par rapport au liquide extracellulaire. Il convient de noter que les ions chlore (Cl–) ont tendance à s’accumuler à l’extérieur de la cellule car ils sont repoussés par des protéines chargées négativement dans le cytoplasme.

de Contribuer!

améliorer cette pageapprendre plus