Discuter:Potentiel de repos

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Sommaire

[modifier] vulgate biologique versus rigueur physique

Bonjour Moez, J'essaie de présenter cet article comme on a l'habitude de le faire dans les cours de biocell. Mais j'ai l'impression que dans tes contributions, il y a comme une remise en cause de ce que l'on enseigne d'habitude. (ou bien de ce que j'en ai compris). Je ne voudrais pas te contredire, ni ajouter une couche d'imprécision. Mais dans ce que je viens de compléter, c'est des points qui me semblent importants: existence du gradient électrochimique, resistance intrinsèque de la membrane. Il y aussi des points qu'il faudra à mon avis compléter, surtout à propos de l'équation de Nernst. Mais il y a toute une série de concept avec lesquels je ne suis pas habitué, notament la séparation de charge au moment du courant de fuite, et l'importance que tu donnes à l'électroneutralité. Il me semble néanmoins que si l'article passe trop de temps à mettre au clair ces aspects, il en devient difficilement lisible. Si je comprends bien, la ddp observée n'est pas causée par les différences de charges des éléments chimiques de part et d'autre de la membrane. Leur différence de concentration sont à l'origine de la force électromotrice nécessaire au courant de fuite. Laquelle force est décrité par l'équation de Nernst. La ddp observée est causée par cette séparation de charge dont tu parles. Les pompes Na/K maintiennent activement le gradient électrochimique. Je pense aussi que nous avons besoin d'un schéma pour illustrer tout ça. --Philippe Gastrein 15 septembre 2005 à 11:54 (CEST)

[modifier] quelques reponses

Salut Philippe, Je comprend ta position qui est de rendre cet article plus bio que physique. Tes modifications sont bonnes et ajoutent a la qualite de l'article. Tu elargis le lectorat, excellent ! Tu as bien compris la description que je donne de la ddp, (cela te servira grandement) ! Ce qui est encourageant pour moi ! Il faut absolument comprendre, et faire comprendre, que seule une minuscule separation de charge, violation microscopique de l'electroneutralite au voisinage de la membrane est responsable du champ electrique. Je ne puis qu'etre intransigeant ici. Si tu le souhaites, je pourrai detailler le calcul dans l'article, en petit caracteres, du genre "aller plus loin". Ce calcul est fort simple et utilise des lois physiques definie en dehors de la biologie. Il est alors satisfaisant de constater que ces lois physiques rendent parfaitement compte du phenomene biologique observe. (Nous sommes tous simplement face au probleme du champ electrique cree par un condensateur), combien de charges faut il pour creer une ddp de -70 mV, sachant l'epaisseur de la membrane (amusant: calculer l'intensite du champ E se dissipant dans la membrane !) ainsi que sa capicitance de 1microfarad par cm2. L'article potentiel de Nernst est tres bien fait, je viens de verifier. Il faut ajouter un renvoi. il faut toutefois ajouter l'utilisation qui en est faite dans le cadre de notre problematique. En particulier, en raisonnaant a l'aide de ces potentiels, il est fort aise de comprendre la genese du potentiel d'action !

A quel type de schema penses-tu ? Moez 15 septembre 2005 à 17:14 (CEST)

  • Pour le schéma, je pensais à une jolie membrane avec plein de canaux, des pompes, des concentrations d'ions de part et d'autres, et une séparation de charge juste au niveau de la membrane... Je vais m'y atteler ce weekend. Je suis d'accord pour que l'on rajoute un paragraphe sur l'application de l'équation de Nernst au potentiel de membrane, et une annexe avec le détail des calculs quant à la violation locale de l'électroneutralité, ça serait top pour compléter tout ça

--Philippe Gastrein 16 septembre 2005 à 09:51 (CEST)

[modifier] Calcul de la séparation de charge

Voici a quoi ressemblerai le calcul de la séparation de charge. Soit une cellule de 20 µm de diametre ayant une concentration de 160 mM en ions K+.

La membrane est un isolant séparant deux milieu conducteurs. Elle est donc un capacité. La charge d'une capacité est donné par Q = C.V, où C est la capacitance en Farad et V le voltage en Volt, Q la charge en coulomb. Calculons la capacitance Cm de la membrane sachant qu'il vaut 1 µF.cm-2 soit 0.01 pF.µm-2. Il faut calculer la surface de la cellule qui est donné par \pi * d^2 = 3.14 * 20^{2} \approx 1200µm2 ce qui correspond donc à une capacitance de 12 pF. La charge accumulée sur les deux faces de la membrane donnant naissance a un champ de - 70 mV est de Q = 12.10-12 * 0.07 = 8.4.10-13 C, soit 8.4.10-13 / 1.6 10-19 = 5.25 106 ions. Il faut à present comparer ce nombre au nombre total d'ion K+ contenu dans la cellule.

Le volume de la cellule est de \frac{4}{3} \pi * r^3 = \frac{4}{3} \pi * (10^{-5})^3 = 4.10^{-15} m^3 soit 4.10 − 12 litre. Il y a donc 0.16 * 4.10 − 12 * 6.02.1023 = 3.8.1011 ions K+ dans la cellule.

Ainsi, 1.4 ion 100 000 ions est reponsable de la ddp mesurée. Cet excès de charge est localisé à la membrane. L'electroneutralité de la solution est donc violée à la proximité de la membrane mais est respectée partout ailleurs. Moez 16 septembre 2005 à 21:53 (CEST)

Je viens d'ajouter cela a la page principale. Qu'en penses tu ? est ce clair ? Modifie si tu le souhaites. Moez 16 septembre 2005 à 22:29 (CEST)

[modifier] Equation de Goldman-Hodgkin-Katz

Salut Philippe, Je vois que tu evoques ce qui se passe lors de la depolarisation du potentiel d'action. Le potentiel de Nernst est valable lorsqu'il n'y a qu'une seule conductance en jeu. Au dela, il faut evoquer l'equation de Goldman-Hoddgkin-Katz (GHK) qui integre les proportions relatives des conductances ainsi que leur differents potentiels de Nernst. Au debut du potentiel d'action, on neglige les conducatnces K+ devant les conducatnces Na+ (ou Ca2+). Ensuite, on fait l'hypothese que les canaux Na+ (ou Ca2+) se ferment immediatement, ce qui provoque le retour vers le potentiel de repos dicte par K+, mais ce n'est qu'une premiere approximation. L'integration temporelle de cette eqution donne precisement le potentiel d'action, a condition de savoir comment varient les conductances. On obtient les variations des conductances individuelles en eliminant l'ion conduit par cette conductance (substitutions ioniques). Je ne sais pas si il faut integrer cela dans l'article potentiel de repos, probablement pas. Peut etre creer un nouvel article et ajouter les renvois dans divers articles, dont celui ci, vers la description GHK et le potentiel d'action, qui resterait a ecrire. Cette equation est fondamentale pour comprendre l'electrophysiologie.

Ce n'est pas tout, l'equation de GHK definit ce qui se passe en un point de l'axone. Pour decrire le cheminement spatial, y compris la conduction saltatoire, il convient de faire appel a la theorie des cables. Mais cela devient alors un peu trop specialisé. Il faut remarquer toutefois que le lien avec les circuits neuronaux devient possible apres cette descrition de cable. Pour l'instant, je suggere d'en rester a GHK. On verra par la suite si une bonne ame veut s'atteler a la description du cable. Moez 16 septembre 2005 à 22:26 (CEST)

  • Dans l'artcile Potenitel d'action ce n'est pas non plus bien expliqué, Peut-être pouvons faire un article de genre Équation de Nernst (électrophysiologie), qui vaudrait pour les deux, et aussi Potentiel Postpostsynaptoqu etc...

--Philippe Gastrein 19 septembre 2005 à 17:26 (CEST)



[modifier] A propos des rôle physiologiques

copier depuis la discussion de potentiel électrochimique de membrane

Je suis entrain d'essayer de trouver les rôles physiologiques du potentiel électrochimique de membrane. J'avais en fait commencer à remplir un paragraphe rôle physiologique pour le potentiel de repos, et de me rendre compte que le "responsable" est plutôt le potentiel électrophysiologique décrit sur cet article. En effet si on s'en tient à la définition stricte de "potentiel de repos" on a deux porblèmes:

  1. potentiel de repos, ça suppose que nous avons affaire à une cellule excitable, ça mets hors sujets toutes autres cellules. Seulement on mesure bien un potentiel de membrane dans toute cellule. Devons nous nous contenter de dire que ce potentiel de membrane mesuré ailleurs que dans les cellules excitables est juste le "signe" ou "symptome" qu'il y a un potentiel électophysiologique, ou bien peut on dire que ce potentiel de membrane a en soit un rôle physiologique?
  2. le potentiel de repos, c'est la séparation de charge consécutive au courant à travers la membrane. En quoi cette séparation de charge a un rôle. Je vais me répeter, et en fin de compte les deux point mènent à la même question: le potentiel de membrane est il seulement une conséquence du potentiel électrochimique ou bien cette séparation de charge de part et d'autre de la membrane a t-elle une fonction propre indépendente de la force motrice assurée par le gradient électrochimique?

Poum poum...

C'est bien de poser des questions, ça met les idées au clair... A mon avis, la seule fonction physiologique du potentiel de repos est l'excitabilité des cellules. Sa dépolarisation est détecté par les canaux voltage-dépendent pour le déclenchement d'un potentiel d'action. Les autres rôles de participation au cotransport etc, ça appartient uniquement au potentiel électrochimique de membrane...

--Philippe Gastrein 23 septembre 2005 à 11:19 (CEST)

[modifier] question de définition

le potentiel de repos est il la même chose que le potentiel électrochimique de membrane ? si oui pourquoi deux dénominations?

julie

Salut Julie,
Le potentiel de repos est la valeur du potentiel de membrane en l'absence de toute excitation, par exemple lors d'un potentiel d'action. Il est important de définir ce potentiel de repos car c'est a partir de lui que les changements surviennent. Il est aussi intéressant de se demander ce qui donne naissance a ce potentiel de repos. (pour signer et si tu possèdes un compte utilisateur, utilise ~~~~). Moez m'écrire 28 décembre 2005 à 19:30 (CET)

[modifier] différents potentiels de repos

comment explique t-on qu'il y ait différents potentiels de repos selon les cellules si les concentrations en ions (na , k ...) sont les même dans une même espèce? c'est donc la perméabilité, le nombre de canaux qui est en jeu ?

83.196.213.234julie

Salut Julie,
Non, les concentrations ioniques ne sont pas les mêmes d'un type cellulaire à l'autre au sein d'un même organisme, les tableaux donnent des valeurs moyennes. Pour une même cellule les concentrations ioniques peuvent même varier au cours du développement... Cependant le potentiel de repos est défini à la fois par la composition ionique des compartiments extra- et intracellulaire et par les caractéristiques de membrane.

--Phi 3 janvier 2006 à 17:14 (CET)

Pour ajouter deux mots, ce que Phi entend par caractéristiques de membrane est a comprendre comme la nature des canaux ioniques (et aussi des transporteurs) présent dans la membrane, ainsi que leur degré ou pourcentage d'activation (i.e leur perméabilité). Je t'invite a lire l'article décrivant l'équation de Goldman-Hodgkin-Katz en voltage. Moez m'écrire 3 janvier 2006 à 17:50 (CET)

[modifier] Séparation de charge

Je recopie ici une question et sa réponse qui se sont retrouvées en page pricipale :

  • Question : la surface d'un cercle est plutôt calculer en fonction du carré de son rayon (Pi.r2) que du carré de son diamètre?
    • La membrane de la cellule ne se réduit pas à la surface d'un cercle mais d'une sphère!!!