Potentiel d'action

Définition 

Le potentiel d'action s'explique la manière suivante. Le neurone possède un potentiel membranaire de repos. Pour comprendre cette notion il est nécessaire de savoir que dans l'organisme et il existe des particules qui sont chargées électriquement. Ces particules sont appelées ions. Il s'agit en particulier des ions sodium (Na+), des ions (K+) et des ions chlore (Cl-). Bien entendu il existe d'autres régions que nous ne citerons pas ici pour ne pas alourdir l'explication.

Nous allons étudier le mouvement des trois ions suivants :

  • L'ions Na+ , chargée positivement.
  • L'ion K + chargé positivement.
  • L'ion Cl- chargé négativement.

Tour mieux comprendre ceci ajoutons que la positivité et la négativité sont également appelées polarités. Ce terme risque d'être rencontré par la suite.

D'autre part selon les lois d'électricité qui régissent le mouvement des ions, les charges de mêmes polarités se repoussent alors que les charges de polarité opposée s'attirent.

Le milieu intracellulaire c'est-à-dire l'intérieur de la cellule, à l'instar du milieu extracellulaire, contient un grand nombre de particules qui sont chargées électriquement. Il s'agit de deux secteurs qui sont séparés l'un de l'autre par la membrane plasmique.

La répartition des charges entre le milieu de l'intérieur de la cellule et le milieu de l'extérieur de la cellule est différent et joue le rôle fondamental en termes de fonctions de la cellule.

Si l'on résume il existe décharge à l'intérieur de la cellule (milieu intracellulaire) et à l'extérieur de la cellule (milieu extracellulaire). Il s'agit de deux secteurs séparés par la membrane plasmique.

Nous pouvons aborder maintenant le phénomène du potentiel membranaire de repos. Toutes les cellules d'un organisme possèdent, sans exception, une différence de potentiel électrique c'est-à-dire une différence de charge électrique. Ces charges sont séparées par la membrane plasmique. Cette différence de potentiel explique s'il existe de part et d'autre de la membrane cellulaire de polarités qui sont opposées : la polarité moins et la polarité plus.

Il est donc nécessaire de retenir que l'intérieur de la membrane cellulaire c'est-à-dire l'intérieur de la cellule est de charge négative alors que l'extérieur de la cellule est de charge positive.

Ceci s'explique par le fait suivant qui est très important : l'intérieur de la cellule est riche en ions  potassium, 35 fois plus qu'à l'extérieur, alors que la concentration en ions sodium est 20 fois plus faible qu'à l'extérieur de la cellule.

Pour mieux comprendre le mécanisme à l'origine de la différence de polarité de part et d'autre de la membrane de la cellule, retenons ce qui suit. Les charges négatives qui sont en excès à l'intérieur de la cellule sont attirées vers l'extérieur de la cellule qui elle est chargée positivement. Les charges se rassemblent donc en une couche mince qu'il vient se placer sur la surface interne et externe de la cellule.

Retenons également qu'il existe du liquide à l'intérieur de la cellule et du liquide à l'extérieur de la cellule qui eux sont neutre sur le plan électrique.

Nous avons cité les ions sodium, potassium et chlore mais il est nécessaire de savoir qu'il existe d'autres particules qui sont chargées mais c'est essentiellement le sodium le potassium et le chlore qui se retrouvent à des concentrations élevées et qui jouent donc un rôle particulièrement important dans la production du potentiel de membrane de repos.

C'est la différence de potentiel de membrane qui contribue à assurer le potentiel de repos. Dans la membrane il existe un système de transport que l'on appelle actif et qui repousse en permanence les ions sodium qui sont positifs vers l'extérieur de la membrane.
Dans des conditions de repos la membrane est très peu perméable aux ions sodium positifs de telle sorte que les ions sodium positifs ne peuvent pas pénétrer à l'intérieur de la cellule.

La  membrane plasmique est en revanche perméable aux ions potassium mais de façon insuffisante. Ce qui fait que les charges positives des ions potassium ne parviennent pas à compenser le rejet massif des lésions sodium. Au final on constate un déficit d'ions positifs à l'intérieur de la cellule.

Le potentiel d'action s'explique donc de la manière suivante. Ce sont les changements transitoires du potentiel membranaire à partir de son niveau de repos qui constituent les signaux électriques donnant naissance à l'influx nerveux. Autrement dit le potentiel d'action s'explique précisément par des variations rapides du potentiel membranaire de repos. Le stimulus a pour effet de créer le potentiel d'action.

Voyons maintenant comment le potentiel d'action agit.

Au cours d'un potentiel d'action les ions positif sodium vont faire irruption à l'intérieur de la cellule en quantité importante. Durant cet instant les charges positives qui vont pénétrer dans la cellule sous la forme d'ions sodium sont en nombre plus important que le nombre d'ions potassium chargés positivement qui eux veulent sortir de la cellule pour compenser c'est-à-dire équilibrer l'entrée d'ions sodium. On assiste donc à une modification qui va aboutir à une inversion de la polarité des membranes. Autrement dit la membrane de la cellule concernée devient positive à l'intérieur et négative à l'extérieur. Il s'agit d'un phénomène que l'on appelle la phase de dépolarisation. Il s'agit d'une phase qui ne peut se faire que si les stimuli sont assez forts pour déclencher l'inversion de la polarité de la membrane. On appelle cela des stimuli seuil.

Les stimuli d'intensité supérieure aux stimuli seuil vont déclencher un potentiel d'action de même amplitude. Lorsque le stimuli seuil est atteint les phénomènes membranaires ne dépendons alors plus de la force du stimulus, c'est la loi du tout ou rien.

On assiste ensuite à l'arrivée de la période réfractaire c'est-à-dire qu'après la décharge d'un potentiel d'action la membrane devient incapable de répondre durant un court délai à un deuxième stimulus. On peut dire également qu'un deuxième potentiel d'action, durant la période réfractaire, n'arrivent pas à provoquer une dépolarisation membranaire.

Comment la membrane cellulaire parvient-elle à revenir à son potentiel de repos ?

Pour cela il faut comprendre que d'une part les canaux des ions sodium qui étaient ouverts au cours de la phase dépolarisation se referment et d'autre part qu'un ensemble de canaux d'ion potassium commence à s'ouvrir, on parle de périodes de repolarisation.
La membrane retrouve alors sa polarité de repos c'est-à-dire négative à l'intérieur et positive à l'extérieur.

Comment le potentiel d'action arrive-t-il à se propager ?

Le potentiel d'action avance en provoquant ce que l'on appelle une dépolarisation des régions voisines. Il se produit alors un nouveau potentiel d'action et ainsi de suite tout le long de la membrane du neurone. Il s'agit d'une onde de dépolarisation qui accompagne la propagation de l'influx nerveux.

Forum : discussions concernant "Potentiel d'action"

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