Quel est le potentiel de repos?

Le potentiel de repos est la différence de tension à travers une membrane de cellule et est parfois appelé tension de repos. Certains types de cellules, tels que les neurones et les cellules musculaires, utilisent le potentiel de repos pour induire des changements dans la cellule et le corps. Les potentiels d'action, la contraction musculaire et l'établissement ou la modification de processus d'équilibre dans la cellule impliquent tous le potentiel de repos de la membrane.

Il existe différentes concentrations d'ions dans le cytosol, à l'intérieur de la cellule, ainsi que dans différents compartiments cellulaires et organites. Comme les ions sont chargés positivement ou négativement, ils créent une différence de charge entre ces différents compartiments, formant une différence de potentiel électrique. Souvent, les cellules voudront maintenir cette différence à travers une membrane en utilisant des pompes à ions protéines et des canaux. Lorsqu'une différence de potentiel électrique est maintenue, on l'appelle potentiel de repos.

Les ions les plus impliqués dans la création et le maintien d'une tension de repos pour une membrane sont les ions sodium (Na) et potassium (K). Généralement, la concentration de K ⁺ est supérieure à l'intérieur de la cellule à l'extérieur, tandis que la concentration de Na ⁺ est supérieure à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur. Cette différence est maintenue par une pompe protéique à membrane appelée Na ⁺ / K ⁺ -ATPase, qui utilise l’adénosine triphosphate (ATP) comme énergie pour maintenir les concentrations relatives. La pompe incorpore trois ions Na ⁺ dans la cellule pour deux ions K ⁺ exportés, ce qui confère à l'intérieur de la cellule une charge plus négative. Ce potentiel de repos est particulièrement important pour les neurones, qui utilisent la différence de tension pour déclencher des potentiels d'action.

Dans les neurones et d'autres cellules du système nerveux, un potentiel d'action est généré lorsque le potentiel de repos est perturbé. Le potentiel d'action commence par un afflux d'ions Na ⁺ dans la cellule par certains canaux ioniques, ce qui crée une dépolarisation du potentiel de la membrane une fois qu'un certain seuil a été atteint. Ici, le potentiel d'action est généré et le signal électrique est transmis à travers le neurone. Après le pic de Na ⁺ , davantage de canaux ioniques voltage-dépendants s'ouvrent, libérant K ⁺ de la cellule, une étape du potentiel d'action est appelée hyperpolarisation, où le potentiel de membrane tombe en dessous de la tension de repos normale. La cellule rétablit ensuite son potentiel de repos en utilisant la Na ⁺ / K ⁺ -ATPase dans le processus de repolarisation.

Les ions calcium (Ca) jouent également un rôle important dans le maintien du potentiel de membrane au repos dans les cellules musculaires. Les ions Ca ²⁺ sont stockés dans un organite appelé réticulum sarcoplasmique, qui contient des pompes à protéines pour maintenir des concentrations élevées de Ca ²⁺ dans le compartiment. Lorsqu'on dit à une cellule musculaire de se contracter, un signal électrique déclenche le réticulum sarcoplasmique en utilisant le potentiel de repos. Le compartiment est alors capable de s'ouvrir, libérant des ions Ca ²⁺ dans la cellule, qui se lient aux fibres permettant au muscle de se contracter.