Le système nerveux : Les neurones ( Partie 2 ).
Potentiel de membrane et influx nerveux
Luigi Galvani ( 1737 – 1798 )
Pour lui, un courant électrique appliqué à un nerf provoque la contraction des muscles d’une grenouille morte.
Une électricité animale circule dans les nerfs.
L’électricité est-elle l’explication de la vie ?
1850 : L’Allemand H.von Helmholtz ( 1821 – 1894 ) mesure la vitesse de l’influx nerveux dans un nerf.
Vitesses de quelques mètres par secondes seulement.
C’est donc beaucoup plus lent que l’électricité circulant dans un fil métallique ( ~ vitesse de la lumière ).
Andrew Fielding Huxley ( 1917 – 2012 ) / Alan Hodgkin ( 1914 – 1998 ).
Expériences sur les neurones géants de calmar à la fin des années 30 et dans les années 40.
Ces personnes ont trouvées qu’il y avait une différence de potentiel électrique entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.
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Différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule
L’extérieur de la cellule est plus positif que l’intérieur de la cellule, ce qui explique que le potentiel soit négatif.
Cette différence de potentiel résulte de différence de concentration des espèces ioniques de chaque coté de la membrane.
Concentrations en ions de charge coté de la membrane
Extérieur de la membrane
Ions positifs : Na+ surtout ( un peu de K+ aussi )
Ions négatifs : Cl- surtout
Mais il y a un léger surplus d’espèces positives.
Intérieur de neurone
Ions positifs : K+ surtout ( un peu de Na+ aussi )
Ions négatifs : Cl- surtout
Mais il y a un léger surplus d’ions négatifs.
=> C’est ce qui explique la différence de potentiel.
Supposons que de part et d’autre d’une membrane on ait autant d’ions positifs que négatifs
Que se passe-t-il si on ajoute des canaux permettent le passage des K+, mais pas des autres ions ?
=> diffusion du potassium
La diffusion ne se fera pas jusqu’à équilibre des concentrations du K+.
Le gradient de concentration électrique qui se forme arrête la diffusion.
Pour chaque ion susceptible de diffuser => On va mobiliser deux forces opposées.
Force chimique
Force électrique
Elle se fait en fonction du gradient de concentration.
Elle évoque l’idée que un ion + attirés par charges - ( et inversement ).
A l’équilibre
Wc = We
Cette égalité permet de définir le potentiel d’équilibre pour la membrane, il ne peut donc plus avoir de mvt de cette espèce ionique.
E : potentiel membranaire d’équilibre.
La polarité de la membrane
se maintient au repos à un niveau des équilibres pour le K+ et le Na+.
est donc due
Perméabilité sélective de la membrane.
Différence de concentration en ions entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.
=> Pompes à sodium / potassium.
Le potentiel d’action
Réaction = ouverture de canaux à sodium de la membrane.
Le sodium est très présent à l’extérieur de la cellule. Se déséquilibre est compenser par les pompes Na+ ; K +
Les neurones peuvent réagir à un stimulus ( excitabilité ).
Si la polarité atteint un certain seuil ( ~ - 50 mV )
La dépolarisation va atteindre une valeur limite
=> Le phénomène s’amplifie : d’autres canaux à sodium s’ouvrent soudainement ( canaux tensiodépendants ou voltagedépendants ).
La dépolarisation va atteindre une valeur limite
Le point dépolarisé reprend rapidement sa polarité
Fermeture des canaux à sodium.
Ouverture des canaux à K+ qui étaient fermés.
→ augmentation de la perméabilité au K+
→ augmentation de la sortie de K+