PERMÉABILITÉ ET EXCITABILITÉ CELLULAIRES
reste dans l’espace extracellulaire, la différence de potentiel enregistrée reste constante.
Ce n’est qu’au moment où la pointe de la micro-électrode traverse la membrane cellulaire
qu’apparaît brusquement une différence de potentiel entre les électrodes, la microélectrode étant négative (fig. 130).
Dans le cas de la fibre musculaire striée, la différence de potentiel est de l’ordre
de — 90 mV. Dans le cas de la fibre nerveuse géante de calmar, elle est de —70 mV.
L’équation de Nernst permet de calculer qu’une différence de —90 mV correspond
[Ion]ext
à un rapport —------- de 31,6 dans le cas d’un ion monovalent négatif distribué
[I°n]int
passivement. Un tel rapport n’est observé que dans le cas des chlorures. On peut
donc considérer que cet ion est réparti de manière passive entre les espaces intra
et extracellulaire.
La différence de potentiel d’équilibre, calculée pour le potassium à partir des
valeurs du tableau III, est :
[K]e
EB“RTL"iKÏ
c’est-à-dire à 37 °C
0,060 log
4 mEq/L
155 mEq/L
= — 95 mV
Cette valeur est proche du potentiel de repos —90 mV. Néanmoins l’écart observé
(5 mV) implique que la concentration intracellulaire du K+ est supérieure à la
valeur théorique. Nous verrons plus tard l’interprétation de cette différence.
Pour les anions intracellulaires ainsi que pour le Na extracellulaire, au contraire,
le potentiel électrique et le potentiel chimique s’additionnent, et l’évolution spontanée du système ne peut qu’aboutir à une augmentation de la concentration
cellulaire du sodium, et à une diminution de la concentration cellulaire des anions.
Cette évolution requiert cependant que la membrane soit perméable à ces substances. Ceci n’est pas le cas en ce qui concerne la majeure partie des anions intracellulaires, qui sont des anions organiques de poids moléculaire élevé. La situation
est différente pour le sodium. Son mode de distribution a été longtemps interprété comme impliquant l’imperméabilité de la membrane cellulaire au sodium.
L’emploi d’indicateurs nucléaires a permis d’infirmer cette hypothèse et de montrer que la membrane cellulaire est bien perméable à ce cation.
133. FLUX ISOTOPIQUES DE SODIUM
Si dans le liquide baignant un fragment de tissus, muscle ou segment de fibre
nerveuse géante par exemple, on remplace une partie du sodium stable par un
de ses isotopes radioactifs (24Na ou 22Na), on constate que la quantité de radiosodium dans le fragment augmente au cours du temps.
La quantité intracellulaire peut être calculée en soustrayant selon la technique
décrite plus haut, le radiosodium extracellulaire du radiosodium total.
Connaissant la radioactivité spécifique du sodium dans le milieu extracellulaire
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reste dans l’espace extracellulaire, la différence de potentiel enregistrée reste constante.
Ce n’est qu’au moment où la pointe de la micro-électrode traverse la membrane cellulaire
qu’apparaît brusquement une différence de potentiel entre les électrodes, la microélectrode étant négative (fig. 130).
Dans le cas de la fibre musculaire striée, la différence de potentiel est de l’ordre
de — 90 mV. Dans le cas de la fibre nerveuse géante de calmar, elle est de —70 mV.
L’équation de Nernst permet de calculer qu’une différence de —90 mV correspond
[Ion]ext
à un rapport —------- de 31,6 dans le cas d’un ion monovalent négatif distribué
[I°n]int
passivement. Un tel rapport n’est observé que dans le cas des chlorures. On peut
donc considérer que cet ion est réparti de manière passive entre les espaces intra
et extracellulaire.
La différence de potentiel d’équilibre, calculée pour le potassium à partir des
valeurs du tableau III, est :
[K]e
EB“RTL"iKÏ
c’est-à-dire à 37 °C
0,060 log
4 mEq/L
155 mEq/L
= — 95 mV
Cette valeur est proche du potentiel de repos —90 mV. Néanmoins l’écart observé
(5 mV) implique que la concentration intracellulaire du K+ est supérieure à la
valeur théorique. Nous verrons plus tard l’interprétation de cette différence.
Pour les anions intracellulaires ainsi que pour le Na extracellulaire, au contraire,
le potentiel électrique et le potentiel chimique s’additionnent, et l’évolution spontanée du système ne peut qu’aboutir à une augmentation de la concentration
cellulaire du sodium, et à une diminution de la concentration cellulaire des anions.
Cette évolution requiert cependant que la membrane soit perméable à ces substances. Ceci n’est pas le cas en ce qui concerne la majeure partie des anions intracellulaires, qui sont des anions organiques de poids moléculaire élevé. La situation
est différente pour le sodium. Son mode de distribution a été longtemps interprété comme impliquant l’imperméabilité de la membrane cellulaire au sodium.
L’emploi d’indicateurs nucléaires a permis d’infirmer cette hypothèse et de montrer que la membrane cellulaire est bien perméable à ce cation.
133. FLUX ISOTOPIQUES DE SODIUM
Si dans le liquide baignant un fragment de tissus, muscle ou segment de fibre
nerveuse géante par exemple, on remplace une partie du sodium stable par un
de ses isotopes radioactifs (24Na ou 22Na), on constate que la quantité de radiosodium dans le fragment augmente au cours du temps.
La quantité intracellulaire peut être calculée en soustrayant selon la technique
décrite plus haut, le radiosodium extracellulaire du radiosodium total.
Connaissant la radioactivité spécifique du sodium dans le milieu extracellulaire
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