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5.4:

Qu'est-ce qu'un gradient électrochimique ?

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What is an Electrochemical Gradient?

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– [Narrateur] La membrane cellulaire agitcomme une barrière,en retenant certaines molécules et certains ionsdans une celluletout en empêchant les autres d’entrer. Une des caractéristiques de cette divisiondes ressources à l’intérieuret à l’extérieur de la cellule est le maintiend’un gradient électrochimique. Les ions essentiels au fonctionnement cellulaire,y compris le sodium et le potassium,ne peuvent pas se désamorcer à travers la membrane,mais dépendent plutôt du mouvementdes canaux et des transporteurs. Dans des conditions normalesil y a généralement plus de sodium à l’extérieurd’une cellule qu’à l’intérieur. Cela crée un gradient chimique ou de concentration,dans lequel le sodium traverse la membrane cellulairede l’extérieur vers l’intérieur s’il y a un trajet. À l’inverse, la concentration de potassiumà l’extérieur de la cellule est plus faiblepar rapport à celle qu’on trouve à l’intérieur. Ainsi, son gradient chimiques’oppose au gradient de sodium. Cependant, la concentration en ionsn’est pas le seul facteur créantun gradient à travers la membrane cellulaire. La séparation des ions et des molécules avec des chargespositives et négatives implique égalementla présence d’un gradient électrique. La prévalence des ions sodium chargés positivementà l’extérieur de la cellule et l’abondancede protéines chargéesnégativement à l’intérieur sont deux facteurs majeursqui contribuent à la différence globalede charge à travers la membrane. Le transport actif utilise l’énergiepour maintenir le gradient électrochimique à traversla membrane cellulaire des protéines membranairesspécialisées, déplaçant les ionscontre leurs gradients électrochimiques. Dans des conditions spécifiquescependant, les ions sont autorisés à se déplaceravec leurs gradients, générant de l’énergiepour les processustels que le transport du glucose, et permet aux cellulesspécialisées, telles que le muscle cardiaqueet les neurones,de générer des impulsions électriques.

5.4:

Qu'est-ce qu'un gradient électrochimique ?

L’adénosine triphosphate, ou ATP, est considérée comme étant la source d’énergie primaire dans les cellules. Cependant, l’énergie peut également être stockée dans le gradient électrochimique d’un ion à travers la membrane plasmique, ce qui est déterminé par deux facteurs : ses gradients chimique et électrique.

Le gradient chimique repose sur des différences entre l’abondance d’une substance à l’extérieur par rapport à l’intérieur d’une cellule et il se propage à partir des zones de concentration ionique élevée vers les zones de faible concentration ionique. En revanche, le gradient électrique tourne autour de la charge électrique d’un ion et des charges globales des environnements intracellulaire et extracellulaire.

Le gradient électrique d’un ion chargé positivement se propage des régions positives aux régions négatives, tandis que l’inverse est vrai pour les ions chargés négativement. C’est l’action combinée de ces facteurs électriques et chimiques qui détermine la direction ultime d’un gradient électrochimique. Quand un ion se déplace le long de cette voie, dans le sens de son gradient électrochimique, de l’énergie est libérée pouvant alors alimenter divers processus biologiques.

Suggested Reading

Ianowski, Juan P., and Michael J. O’Donnell. “Electrochemical Gradients for Na+, K+, Cl– and H+ across the Apical Membrane in Malpighian (Renal) Tubule Cells of Rhodnius Prolixus.” Journal of Experimental Biology 209, no. 10 (May 15, 2006): 1964–75. [Source]