Propriétés électriques des membranes excitables 

POTENTIEL DE MEMBRANE   ( AU REPOS)   

Dr MAHIDDINE

LA PERMEABILITE MEMBRANAIRE 

Membrane perméable:Concentration identique  

Membrane semi perméable:Passage d’eau   

Membrane sélectivement perméable:Perméable a certain et imperméable a d’autre 

Membrane plasmique Double couche de phospolipide + inclusion de 

proteines 

Membrane cellulaire :double couche de phospholipide +plusieurs type de protéines canal 

MEMRANE CELLULAIRE PROTEINE CANAL= ZONE DE PASSAGE 

Membrane cellulaire double couche de phospholipide avec tête 

hydrophile et queue hydrophobe+représentation d’un canal  

POTENTIEL DE MEMBRANE : MISE EN EVIDENCE 

POTENTIEL DE REPOS OUPOTENTIEL D’EQUILIBRE STABLE ET 

CONSTANT=60 mV 

CHAQUE UNITE EST RELIEE A LA SUIVANTE PAR UNE RESISTANCE R LONGITUDINALE CORRESPONDANT AUX PROPRIETES ELECTRIQUES DU MILIEU INTERNE 

LES PHOSPHOLIPIDES SONT ELECTRIQUEMENT ISOLANT: Cm

LA PROTEINE  CANAL OPPOSE UNE RESISTANCE Rm AU PASSAGE DU COURANT 

SCHEMA  ELECTRIQUE  MEMBRANAIRE 

MEMBRANE CELLULAIRE  : équivalent électrique Fibre nerveuse : circuit élémentaire en série 

SCHEMA ELECTRIQUE MEMBRANAIRE 

CAPACITE MEMBRANAIRE QUI SE DECHARGE A TRAVERS UNE RESISTANCE DE FUITE 

REPARTITION IONIQUE TRANSMEMBRANAIRE 

Hypothese de Bernstein et Nernst :

‐Membrane sélectivement  perméable ‐Anions non diffusibles  répartition inégale des ions diffusibles membrane 

sélectivement perméable genèse et maintien du potentiel de repos due a la répartition inégale des ions diffusible (membrane sélectivement perméable ) dans milieu intra et extra cellulaire avec influence d’anions A‐ non diffusible  

Table 2–1 Compositions of Extracellular and Intracellular Fluids of Mammalian Muscle From Patton,48 with permission.

Extracellular (mmol/1)

Intracellular (mmol/1)

CationsNa+ 145 12K+ 4 155

Others 5 —Anions

cl- 120 4HCO-

3 27 8Others 7 155

Potential 0 mV -90 mV

Peu d’ions sont responsables de la polarité ils sont disposés de par et d’autre de la membrane 

MOUVEMENTS  IONIQUES FORCE ELECTROCHIMIQUE RESULTANTE DES FORCES DE 

DIFFUSIONS ET FORCES  ELECTRIQUES 

‐diffusion osmotique: du milieu le plus concentré vers le moins concentré

‐diffusion electrostatique : des charges de sens opposées s’attirent ,de même sens: elles se repoussent 

C C

Force osmotique 

+

+ ___

Force électrique 

MOUVEMENTS IONIQUES  ‐MEMBRANE SEMI‐PERMEABLE ‐POTENTIELD’EQUILIBRE

T0 passage de Na selon le gradient de concentration (pas de passage pour ClT1 apparition d’un faible gradient electrique(force electrostatique )

T2 les forces electrostatiques augmentent au fur et a mesure que les cations Na passent dans B 

Tn   les forces electrostatiques sont égales aux forces osmotiques : le potentiel de membrane correspond au potentiel d’équilibre du Na+

Ne pas oublier dans cet exemple :la membrane est imperméable  au Cl 

Travail effectué sous une ddp donnée      W= ZEF  avec   E= qq’/d²F= 96500C

Travail effectué pour passer d’un compartiment A vers B de concentration differente

W=RT 2,3log [Na]B/[Na]A

W= ZEF   = RT 2,3log [Na]B/[Na]A

E = RT/ZF 2.3Log [Na]B/[Na]A

Avec R= cte des gaz parfait : 8,314T= température absolue (degré Kelvin )Z= valence de l’ion considéréF= charge d’une mole d’ion = Faraday = 96500C

L’équation de Nernst peut être calculé pour tous les ions diffusible Pour le Na =+55 mVPour le K+ = -75 mVPour le Cl =-60 mV Pour le Ca++= +116 mV

Nous remarquons que le potentiel de membrane est proche du potentiel d’équilibre du K+

Equation de Goldman similaire à celle de Nernst en considérant tous les ions diffusibles   

Le passage des ions est possible grâce aux canaux 

CHAQUE PROTEINE CANAL EST SPECIFIQUE D’UN IONLE DEPLACEMENT DE CELUI‐CI DEPEND DE LA FORCE ELECTROCHIMIQUE (OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE )

LE PASSAGE DE CHAQUE ION  A TRAVERS UN CANAL LE PLUS SOUVENT SPECIFIQUE S’EFFECTUE PLUS OU MOIS FACILEMET LE CANAL PRESENTE UNE CERTAINE RESISTANCE AU PASSAGE DE L’ION (1/R = CONDUCTANCE )

IL S’AGIT DE MOUVEMENT PASSIFS

A NOTER : A COTÉ DE CES CANAUX PASSIF (TOUJOURS OUVERT IL EXISTE DES CANAUX ACTIFS (VOLTAGE DEPENDANTS )

FORCE ELECTROCHIMIQUE

= SOMME DES FORCES OSMOTIQUE ET ELECTRIQUE LES MVTS SONT PREVISIBLES‐FORCE ELECTROCHIMIQUE‐PERMEABILITE AUX IONS 

flux net entrant pour le Na+flux net sortant pour le K+

Équilibre de Gibbs Donnan : présence d’ anions non diffusibles ( A‐) qui interagissent avec les ions diffusibles et perméabilité différente selon l’ion considéré

MOUVEMENT PASSIF : SELON LE GRADIENT  ELECTROCHIMIQUE 

MOUVEMENT ACTIF : CONTRE LE GRADIENT  ELECTROCHIMIQUE 

MISE EN EVIDENCE DU  PHENOMENE ACTIF 

INFLUENCE DE LA TEMPERATURE :PROCESSUS METABOLIQUE ENZYMATIQUE 

SORTIE DE NA BLOQUE PAR LE DNP (DINITROPHENOL)   = INHIBITEUR DE LA SYNTHESE D’ATP

ROLE DE L’ATP

i

POMPE NA‐K ATPase 

Importance de la concentration du K+ extracellulaire 

MOUVEMENTS PASSIFS COMPENSES PAR LES MOUVEMENTS ACTIFSrôle de la Na‐K ATPase    avec consommation d’ ATP

MOUVEMENTS I

ONIQUE PASS

IFS ET 

ACTIFS S’ÉQU

ILIBRENT AU R

EPOS 

MAIS QUE SE PA

SSET‐IL LORSQ

UE 

LA MEMBRANE EST EX

CITÉ PAR 

UNE STIMULATIO

N  ???    A 

SUIVRE…