Comment est assuré le maintien de l'état polarisé dans le nerf au repos ?

Le potentiel membranaire au repos d'un neurone, également connu sous le nom d'état polarisé, est maintenu grâce à une combinaison de gradients de concentration ionique et de perméabilité sélective de la membrane neuronale aux différents ions. Ce processus est crucial pour le bon fonctionnement des neurones et la transmission des signaux électriques. Voici comment le maintien de l’état polarisé est réalisé :

1. Gradients de concentration d'ions :

- Le potentiel membranaire au repos est principalement déterminé par les gradients de concentration des ions potassium (K+) et sodium (Na+) à travers la membrane neuronale.

- La concentration intracellulaire de K+ est supérieure à la concentration extracellulaire, tandis que la concentration extracellulaire de Na+ est supérieure à la concentration intracellulaire.

- Ces gradients de concentration sont établis et maintenus par des pompes ioniques, comme la pompe sodium-potassium (Na+/K+-ATPase).

2. Perméabilité sélective de la membrane :

- La membrane neuronale est sélectivement perméable à différents ions, permettant à certains ions de la traverser plus facilement que d'autres.

- Les canaux potassiques sont plus abondants au repos, permettant aux ions K+ de descendre leur gradient de concentration et de sortir du neurone.

- Cet efflux d'ions K+ crée une charge négative nette à l'intérieur de la membrane par rapport à l'extérieur, ce qui entraîne un potentiel de membrane au repos d'environ -70 millivolts (mV).

3. Rôle de la pompe sodium-potassium :

- La pompe sodium-potassium est un système de transport actif qui utilise l'énergie de l'ATP pour maintenir les gradients de concentration ionique à travers la membrane neuronale.

- Il pompe trois ions Na+ hors du neurone et deux ions K+ dans le neurone pour chaque molécule d'ATP hydrolysée.

- Cette activité de pompage continue aide à restaurer les gradients ioniques initiaux et neutralise la fuite passive d'ions à travers les canaux ioniques.

4. Canaux de fuite et pompe électrogène :

- En plus des canaux K+, il y a une petite fuite d'ions Na+ dans le neurone via les canaux de fuite.

- Ce mouvement vers l'intérieur des ions Na+ est équilibré par la nature électrogénique de la pompe sodium-potassium, qui crée un mouvement net de charges positives hors de la cellule.

5. Distribution de chlorure (Cl-) :

- Les ions chlorure (Cl-) contribuent également au potentiel de repos de la membrane.

- Les ions Cl- sont plus concentrés à l'extérieur du neurone et se déplacent passivement dans le neurone par les canaux de fuite.

- Cependant, la charge négative des ions Cl- est contrebalancée par les charges positives portées par les ions K+ sortant du neurone, maintenant ainsi l'électroneutralité globale de la cellule.

En résumé, le maintien de l’état polarisé dans les cellules nerveuses au repos est obtenu grâce aux effets combinés des gradients de concentration ionique, de la perméabilité sélective de la membrane, de l’activité de la pompe sodium-potassium et de la distribution des ions chlorure. Ces mécanismes assurent la stabilité du potentiel membranaire de repos, essentiel au bon fonctionnement et à l’excitabilité des neurones.