SEIX 17-20 octobre 2005 - Atelier Calcium

Une membrane plasmique permet le passage de charges électriques. Ce mouvement de
charges est appelé courant électrique (I en Ampère A). Ce courant électrique emprunte la
« résistance » membranaire : c‟est à dire les canaux ioniques (en fait, des conducteurs).
L‟amplitude de ces courants électriques cellulaires se situe dans une large gamme : un seul
canal produit un courant de l‟ordre du
picoampère (10 -12 A), certains courants
ioniques mesurés à l‟échelle d‟une cellule
peut atteindre le microampère (10 -6 A). La
membrane plasmique doit donc être
représentée par un schéma électrique
simple : une capacitance et une résistance
en circuit parallèle (voir ci-contre).
Membrane biologique : Circuit électrique équivalent :
Conductance (G en Siemens S) versus Résistance (R en Ohm Ω). Ces deux notions se
complètent : résistance met en avant la notion de contrôle du flux ionique alors que
conductance privilégie la notion de flux ionique. La conductance est l‟inverse de la résistance :
R = 1/G. En électrophysiologie, c‟est la notion de conductance qui prime. La valeur de la
conductance unitaire caractérise un canal ionique.
Loi d’Ohm : La différence de potentiel (désignée V ou U) entre deux points d‟un circuit
électrique par lequel transite un courant électrique est fonction de la résistance/conductance
du circuit : U = R I ou U = I/G
Cette loi d‟ohm s‟applique à de nombreuses situations expérimentales en électrophysiologie :
ex. mesure de la résistance d‟une pipette de patch lorsque celle ci est plongée dans le milieu
extracellulaire, juste avant la réalisation du « giga-seal » (voir plus loin)
Loi de Nernst : Un canal ionique est un conducteur dont le fonctionnement répond à
plusieurs principes. En particulier, 1) Il existe des « portes » biophysiques qui contrôlent son
ouverture et sa fermeture ; 2) tout canal ionique présente une certaine sélectivité pour une
espèce ionique donnée et répond à un gradient électrochimique donné et c‟est l‟asymétrie de
concentration des ions entre les milieux intracellulaire et extracellulaire qui permet leur
passage au travers de la membrane et engendre le courant ionique. En général, l‟intérieur de la
cellule est riche K + alors que le milieu extracellulaire est riche en Na + . Les ions Cl - et Ca 2+
sont également plus concentrés à l‟extérieur de la cellule. Lors de l‟ouverture d‟un canal, le
passage des ions s‟effectue selon le gradient électrochimique de l‟espèce ionique considérée.
Prenons l‟exemple des canaux K + et Na + : pour un potentiel précis, le potentiel d’inversion
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