Question sur la pompe à sodium

[kenzagaieb]

Bonjour,
Je ne comprends pas bien la partie sur la pompe à sodium a propos des compartiments intra/extra-cellulaire à la page 3-4.
Merci.

[Opiacédric]

Coucou Kenza

On part sur un gros récap de l'expérience page 4 et de la pompe à sodium !

On commence par l'expérience :

- Dans cette expérience, on va considérer deux bacs d'eau séparés par une membrane. Le bac d'eau à gauche représente le milieu intracellulaire, c'est-à-dire le liquide à l'intérieur de la cellule. On nous dit que dedans, on a mis une solution de chlorure de potassium KCl qui s'est dissociée (comme on est dans l'eau) donc on se retrouve avec des ions K+ (potassium) et des ions Cl-, (chlorure). Ensuite, le bac d'eau à droite, qui représente le milieu extracellulaire, (milieu intérieur) dans lequel on a mis du chlorure de sodium NaCl, qui s'est lui aussi dissocié en ion sodium Na+, et en ion chlorure Cl-. On sépare ces deux compartiments, qui représentent nos milieux extracellulaires et intracellulaires, par une membrane qui est au départ complètement imperméable à l'eau et aux osmoles (Na+, K+, Cl-). Cet état va être l'état initial de notre expérience, on se retrouve avec des potentiels chimiques pour le sodium (triangles noir) et pour le potassium (triangle rouge). A gauche on a seulement des K+ qui ne sont pas présents à droite donc ils vont avoir envie de diffuser à droite pour équilibrer leur concentration et inversement pour le sodium uniquement présent à droite. On remarque aussi qu'il n'y a pas de potentiel électrique (triangle vert), malgré une asymétrie de répartition des osmoles il n'y a pas d'asymétrie de répartition des charges.

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- On va faire une première expérience : on va mettre des petits canaux potassiques sur notre membrane (qui était imperméable à tout), on va les ouvrir et on va voir ce qui se passe. étant donné que désormais le potassium peut diffuser à travers la membrane, il va diffuser selon son potentiel chimique, il va passer du compartiment de gauche à droite, et ainsi annuler son potentiel chimique. Le triangle rouge est devenu un rectangle, les potentiels chimiques sont annulés, les concentrations de potassium sont les mêmes de part et d'autre de la membrane. On a toujours un potentiel chimique pour le sodium, puisque les canaux potassiques ne font passer que le potassium. Et on se retrouve ici avec un potentiel électrique, étant donné que le potassium a pu diffuser selon son potentiel chimique, l'équilibre des charges n'est plus respecté, et on se retrouve avec une plus grande quantitée de charges positives dans le compartiment de droite que dans le compartiment de gauche. On se retrouve donc avec un potentiel électrique où le compartiment de droite est chargé positivement.

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- Ensuite on va faire exactement la même chose, sauf qu'au lieu de mettre des canaux potassiques on va mettre des canaux sodiques. Le sodium va venir diffuser selon son potentiel chimique et l'annuler. Le sodium qui n'était pas présent dans le compartiment de gauche va pouvoir passer de droite à gauche pour équilibrer ses concentrations selon son potentiel chimique et créer ainsi, comme tout à l'heure, un potentiel électrique. Cette fois-ci, ce n'est pas le compartiment de droite qui est chargé positivement, mais le compartiment de gauche, étant donné que le sodium est passé de droite à gauche et qu'il n'y avait uniquement des canaux sodium et non pas les canaux potassiques de tout à l'heure.

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- Et puis, on fait une dernière expérience. Cette fois-ci, sur notre membrane, on va mettre les deux canaux en même temps. Tout à l'heure, on a mis les canaux l'un après l'autre. Cette fois-ci, on va mettre les deux en même temps et puis on va voir ce qui se passe. Quand on fait ça, on remarque une chose étrange si on regarde un petit peu nos triangles et nos rectangles qui représentent nos potentiels chimiques. Déjà, tout à gauche, on remarque l'état initial qu'on a présenté tout au début. Il y a des potentiels chimiques pour les K+, et les Na+. La membrane est imperméable. On se retrouve à la partie du milieu où on a mis des canaux sodiques et des canaux potassiques. Quand on regarde nos triangles et nos rectangles, on va remarquer que le potentiel chimique du potassium (rectangle rouge) s'équilibre avant le potentiel chimique du sodium (triangle noir). On voit que le triangle rouge qui représente le potentiel chimique du potassium est devenu un rectangle. Ça veut dire que les concentrations potassiques se sont équilibrées de part et d'autre de la membrane. Mais on remarque qu'il y a toujours un potentiel chimique pour le sodium, que le sodium n'a pas fini de diffuser pour équilibrer ses concentrations. Et si on regarde tout à droite, on voit que si on continue d'attendre, au final, les concentrations finiront par s'équilibrer. Cette expérience nous permet de mettre en évidence la chose qui crée le potentiel de repos dans nos cellules. On a dit que le potentiel chimique du potassium s'annulait avant le potentiel chimique du sodium. Ça, ça veut dire une chose. Ça veut dire que les canaux potassiques sont plus perméables au potassium que les canaux sodiques. Ça veut dire que le potassium passe plus vite à travers ces canaux potassiques que le sodium ne passe à travers les canaux sodiques. Et ça, ça nous permet de créer un déséquilibre de charge temporaire, de part et d'autre de la membrane. Temporaire puisqu'on a vu que si on continuait d'attendre, à la fin, ça finirait par s'équilibrer. C'est juste une histoire de vitesse. Le potassium passe plus vite que le sodium+++.

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Voilà pour l'expérience, on a juste démontré que les canaux potassiques étaient plus perméables que les canaux sodiques, le potassium passe plus vite que le sodium à travers la membrane. Ce phénomène permet de créer un potentiel électrique dans nos cellules, étant donné qu'on se retrouve temporairement avec plus de charge positives d'un côté que de l'autre. Sauf qu'il y a un problème : ce potentiel électrique fini par s'annuler puisque c'est juste une histoire de vitesse, donc on va avoir besoin de quelques chose qui maintient cette asymétrie de répartition de potassium et sodium, c'est là que rentre en jeu la pompe à sodium !

La pompe à sodium va permettre de faire sortir 3 sodium en échange de l'entrer de 2 potassium.

Tout ça est résumé dans le schéma d'en dessous, tu vois les canaux sodiques et potassiques. Le potassium sort de la cellule selon son potentiel chimique, puisque dans l'organisme il y a plus de potassium à l'intérieur de la cellule qu'à l'extérieur et le sodium rentre dans la cellule puisqu'il y a plus de sodium à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur. Et pour éviter que les concentration de Na+ et de K+ s'équilibrent et qu'on se retrouve avec un bilan de charge nul, et bien on a la pompe à sodium qui fait ressortir le sodium qui rentre et qui fait rerentrer le potassium qui sort en hydrolysant une molécule d'ATP !

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Voilà j'espère que tu as compris, maintenant que j'ai redétaillé tout ça je t'invites à relire ma fiche pour bien comprendre tout le déroulé du potentiel de repos. Si tu as pas compris ou si tu as besoin de précisions, n'hésite pas !

Bon courage !!!

[kenzagaieb]

merci beaucoup c'est plus claire maintenant.👍