Etude experimentale et theorique des mecanismes d'etablissement et de regulation de la difference de potentiel electrique des membranes biologiques

Experimental and theoretical study of the mechanisms establishing and regulating the electrical potential difference across biological membranes

• Auteur / Autrice : STEPHANE GENET
• Direction : Paul Vigny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les courants ioniques membranaires subissent des modifications rapides dans les cellules nerveuses. Le pompage electrogenique des ions par l'atpase na/k, ou pompe na, pourrait donc jouer un role important dans le neurone de purkinje qui est tres actif. La contribution de la pompe na au potentiel de membrane de cette cellule a ete etudiee in vitro avec des enregistrements intracellulaires. La dihydro-ouabaine (dho), un bloquant de la pompe na, depolarise reversiblement les cellules de purkinje dans des tranches de cervelet de rat. Sous tetrodotoxine (un bloquant des canaux na sensibles au potentiel), cobalt (un bloquant des canaux ca) et sans ca dans la solution de perfusion, la dho bloque un courant sortant moyen de 240pa identifiable au courant de pompe. Parallelement, la substitution du na par la choline, un cation impermeant, bloque 240pa de courant entrant tandis que la pompe na cesse de tourner. On conclut qu'un influx continu de na active la pompe na. Cette propriete peut expliquer que la cellule de purkinje exprime une isoforme de l'atpase na/k peu affine pour le na. La pompe na sert principalement a relaxer les concentrations ioniques. On se demande, en question connexe, si des modifications de ces concentrations peuvent affecter le transport des ions par des interactions avec les charges membranaires de surface. Des methodes de calcul numerique appliquees a des modeles cellulaires nous ont permis d'etudier ce probleme. Les charges superficielles imposent des conditions aux limites sur les courants ioniques exprimees avec la theorie de couche electrique diffuse. On suggere qu'une augmentation du ca externe inhibe l'atpase na/k en reduisant le potentiel electrostatique de surface. Ceci fait diminuer localement la concentration de cations et le flux entrant de na. Ce travail suggere de tenir compte du transport actif des ions et des interactions electrostatiques dans l'etablissement du potentiel membranaire.