PERMÉABILITÉ ET EXCITABILITÉ CELLULAIRES
Perméabilité à diverses substances non électrolytiques 1.4
Si l’on conçoit la membrane plasmique comme un tamis à travers les mailles duquel
les divers corps dissous passeraient pour pénétrer dans la cellule, on doit s’attendre
à trouver une corrélation entre les dimensions des solutés étudiés et leur vitesse
de pénétration dans la cellule.
On peut montrer que dans le cas d’un tamis, dont les mailles auraient des dimensions élevées par rapport à celles des molécules étudiées, le coefficient de perméabilité aux diverses substances doit être inversement proportionnel à la racine
carrée de leur poids moléculaire. Cette prévision se vérifie par exemple dans le
cas d’une bactérie, Beggiatoa mirabilis', sa membrane se comporte comme un
tamis dont les mailles auraient des dimensions voisines de celles de la molécule
de saccharose.
Un tel type de perméabilité reste cependant exceptionnel et, pour la plupart des
cellules, la corrélation entre le coefficient de perméabilité et le poids moléculaire
des solutés étudiés souffre de nombreuses exceptions (voir, par exemple, les
colonnes 2 et 4 du tableau II, en ce qui concerne Chara ceratophylla). Cette
relation ne se vérifie bien que si l'on considère des séries de substances homologues.
Si l’on compare en revanche des substances de poids moléculaires voisins, mais
de structures chimiques très diverses, on peut mettre en évidence des différences
importantes de vitesse de pénétration.
1.4 1. LIPOSOLUBILITÉ ET PERMÉABILITÉ.
Ce pouvoir de pénétration est par ailleurs étroitement lié au degré de liposolubilité
de la substance étudiée. Dès 1902 Overton avait observé que, pour certaines
cellules végétales, il existait une relation étroite entre la vitesse de pénétration
d’une substance dans la cellule et sa liposolubilité. Ainsi, certaines substances
telles que éthers, cétones,... pénètrent extrêmement rapidement dans la cellule,
alors que d'autres, plus solubles dans l’eau, pénètrent beaucoup plus lentement.
D'une manière générale ce sont les substances dites lipoïdes, c’est-à-dire celles
qui sont de bons solvants des lipides ou qui sont elles-mêmes bien solubles
dans ces solvants, qui pénètrent le plus facilement dans la cellule.
Cette étude qualitative avait amené Overton à proposer sa théorie de la nature
lipoïdique de la membrane cellulaire, qui fut reprise ultérieurement par divers
auteurs. Le tableau II rend compte de la corrélation étroite existant entre le coefficient de perméabilité d'une part, et la liposolubilité de différentes substances
d'autre part dans le cas d’une algue unicellulaire, Chara ceratophylla, qui par
ses dimensions élevées, représente un matériel de choix pour cette étude. Outre
le poids moléculaire de chaque substance, on y trouve le coefficient de perméabilité
d’une couche d'huile de 5 mp. et celui d’une couche d’eau de même épaisseur,
ainsi que le coefficient de partition huile-eau que l’on peut comparer pour chacune
d'elle à son coefficient de perméabilité à travers la membrane de Chara. Le parallélisme est évident et s’accorde avec l’hypothèse selon laquelle la pénétration de
ces substances se ferait par dissolution dans la phase « lipoïdique » de la membrane.
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Perméabilité à diverses substances non électrolytiques 1.4
Si l’on conçoit la membrane plasmique comme un tamis à travers les mailles duquel
les divers corps dissous passeraient pour pénétrer dans la cellule, on doit s’attendre
à trouver une corrélation entre les dimensions des solutés étudiés et leur vitesse
de pénétration dans la cellule.
On peut montrer que dans le cas d’un tamis, dont les mailles auraient des dimensions élevées par rapport à celles des molécules étudiées, le coefficient de perméabilité aux diverses substances doit être inversement proportionnel à la racine
carrée de leur poids moléculaire. Cette prévision se vérifie par exemple dans le
cas d’une bactérie, Beggiatoa mirabilis', sa membrane se comporte comme un
tamis dont les mailles auraient des dimensions voisines de celles de la molécule
de saccharose.
Un tel type de perméabilité reste cependant exceptionnel et, pour la plupart des
cellules, la corrélation entre le coefficient de perméabilité et le poids moléculaire
des solutés étudiés souffre de nombreuses exceptions (voir, par exemple, les
colonnes 2 et 4 du tableau II, en ce qui concerne Chara ceratophylla). Cette
relation ne se vérifie bien que si l'on considère des séries de substances homologues.
Si l’on compare en revanche des substances de poids moléculaires voisins, mais
de structures chimiques très diverses, on peut mettre en évidence des différences
importantes de vitesse de pénétration.
1.4 1. LIPOSOLUBILITÉ ET PERMÉABILITÉ.
Ce pouvoir de pénétration est par ailleurs étroitement lié au degré de liposolubilité
de la substance étudiée. Dès 1902 Overton avait observé que, pour certaines
cellules végétales, il existait une relation étroite entre la vitesse de pénétration
d’une substance dans la cellule et sa liposolubilité. Ainsi, certaines substances
telles que éthers, cétones,... pénètrent extrêmement rapidement dans la cellule,
alors que d'autres, plus solubles dans l’eau, pénètrent beaucoup plus lentement.
D'une manière générale ce sont les substances dites lipoïdes, c’est-à-dire celles
qui sont de bons solvants des lipides ou qui sont elles-mêmes bien solubles
dans ces solvants, qui pénètrent le plus facilement dans la cellule.
Cette étude qualitative avait amené Overton à proposer sa théorie de la nature
lipoïdique de la membrane cellulaire, qui fut reprise ultérieurement par divers
auteurs. Le tableau II rend compte de la corrélation étroite existant entre le coefficient de perméabilité d'une part, et la liposolubilité de différentes substances
d'autre part dans le cas d’une algue unicellulaire, Chara ceratophylla, qui par
ses dimensions élevées, représente un matériel de choix pour cette étude. Outre
le poids moléculaire de chaque substance, on y trouve le coefficient de perméabilité
d’une couche d'huile de 5 mp. et celui d’une couche d’eau de même épaisseur,
ainsi que le coefficient de partition huile-eau que l’on peut comparer pour chacune
d'elle à son coefficient de perméabilité à travers la membrane de Chara. Le parallélisme est évident et s’accorde avec l’hypothèse selon laquelle la pénétration de
ces substances se ferait par dissolution dans la phase « lipoïdique » de la membrane.
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