Potentiel de membrane au repos: qu'est-ce que c'est et comment il affecte les neurones

Les neurones sont l'unité de base de notre système nerveux et, grâce à leur travail, il est possible de transmettre le l'influx nerveux pour qu'il atteigne les structures cérébrales qui nous permettent de penser, de nous souvenir, de ressentir et bien plus encore plus loin.

Mais ces neurones ne transmettent pas des impulsions tout le temps. Il y a des moments où ils se reposent. C'est pendant ces moments que ça se produit le potentiel de la membrane au repos, un phénomène que nous expliquons plus en détail ci-dessous.

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Qu'est-ce que le potentiel membranaire ?

Avant de mieux comprendre comment le potentiel de membrane au repos est produit et comment il est modifié, il est nécessaire de comprendre le concept de potentiel de membrane.

Pour que deux cellules nerveuses échangent des informations il faut qu'ils modifient la tension de leurs membranes, ce qui se traduira par un potentiel d'action. En d'autres termes, le potentiel d'action est compris comme une série de changements dans la membrane de l'axone neuronal, qui est la structure allongée des neurones qui sert de câble.

Les variations de la tension membranaire impliquent également des modifications des propriétés physico-chimiques de cette structure. Cela permet de modifier la perméabilité du neurone, ce qui rend plus facile et plus difficile l'entrée et la sortie de certains ions.

Le potentiel membranaire est défini comme la charge électrique sur la membrane de la cellule nerveuse. C'est la différence de potentiel entre l'intérieur et l'extérieur du neurone..

Quel est le potentiel de membrane au repos ?

Le potentiel membranaire au repos est un phénomène qui se produit lorsque la membrane des cellules nerveuses n'est pas altérée par des potentiels d'action, ni excitateurs ni inhibiteurs. Le neurone ne signale pas, c'est-à-dire qu'il n'envoie aucun type de signal aux autres cellules nerveuses auxquelles il est connecté et, par conséquent, il est dans un état de repos.

potentiel de repos est déterminé par les gradients de concentration des ions, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du neurone, et la perméabilité de la membrane en laissant passer ou non ces mêmes éléments chimiques.

Lorsque la membrane neuronale est au repos, l'intérieur de la cellule a une charge plus négative par rapport à l'extérieur. Normalement, dans cet état, la membrane a une tension proche de -70 microvolts (mV). C'est-à-dire que l'intérieur du neurone a 70 mV de moins que l'extérieur, même s'il convient de mentionner que cette tension peut varier entre -30 mV et -90 mV. De plus, à cette époque il y a plus d'ions sodium (Na) à l'extérieur du neurone et plus d'ions potassium (K) à l'intérieur du neurone.

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Comment est-il produit dans les neurones ?

L'influx nerveux n'est rien d'autre que l'échange de messages entre neurones par des moyens électrochimiques. C'est-à-dire que lorsque différentes substances chimiques entrent et sortent des neurones, modifiant le gradient de ces ions dans l'environnement interne et externe des cellules nerveuses, des signaux électriques sont produits. Puisque les ions sont des éléments chargés, les changements de leur concentration dans ces milieux impliquent également des changements dans la tension de la membrane neuronale.

Dans le système nerveux, les principaux ions que l'on peut trouver sont Na et K, bien que le calcium (Ca) et le chlore (Cl) se distinguent également. Les ions Na, K et Ca sont positifs, tandis que Cl est négatif. La membrane nerveuse est semi-perméable, laissant sélectivement entrer et sortir certains ions.

À la fois à l'extérieur et à l'intérieur du neurone, les concentrations d'ions tentent de s'équilibrer; cependant, comme déjà mentionné, la membrane rend cela difficile, car elle ne permet pas à tous les ions de sortir ou d'entrer de la même manière.

A l'état de repos, les ions K traversent la membrane neuronale avec une relative facilité, alors que les ions Na et Cl ont plus de mal à passer. Pendant ce temps, la membrane neuronale empêche les protéines chargées négativement de quitter l'extérieur neuronal. Le potentiel de membrane au repos est déterminé par la distribution non équivalente des ions entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.

Un élément d'importance fondamentale au cours de cet état est la pompe sodium-potassium. Cette structure de la membrane neuronale sert de mécanisme de régulation de la concentration d'ions à l'intérieur de la cellule nerveuse. Cela fonctionne pour que pour trois ions Na qui quittent le neurone, deux ions K entrent. Cela fait que la concentration d'ions Na est plus élevée à l'extérieur et que la concentration d'ions K est plus élevée à l'intérieur.

Modifications de la membrane au repos

Bien que le thème principal de cet article soit le concept de potentiel membranaire au repos, il est nécessaire de expliquer, très brièvement, comment les changements de potentiel de membrane se produisent pendant que le neurone est en repos. Pour que l'influx nerveux soit donné, il faut que le potentiel de repos soit altéré. Deux phénomènes se produisent pour que le signal électrique puisse être transmis: la dépolarisation et l'hyperpolarisation.

1. Dépolarisation

Au repos, l'intérieur du neurone a une charge électrique par rapport à l'extérieur.

Cependant, si une stimulation électrique est appliquée à cette cellule nerveuse, c'est-à-dire recevant l'influx nerveux, une charge positive est appliquée au neurone. Lors de la réception d'une charge positive, la cellule devient moins négative par rapport à l'extérieur du neurone, avec une charge presque nulle, et donc le potentiel de membrane est abaissé.

2. hyperpolarisation

Si à l'état de repos la cellule est plus négative que l'extérieur et, lorsqu'elle se dépolarise, elle n'a pas de différence de charge importante, en cas d'hyperpolarisation il arrive que la cellule ait une charge plus positive que sa à l'étranger.

Lorsque le neurone reçoit divers stimuli qui le dépolarisent, chacun d'eux fait changer progressivement le potentiel de membrane.

Après plusieurs d'entre eux, le point est atteint que le potentiel de membrane change beaucoup, rendant la charge électrique à l'intérieur de la cellule très positive, tandis que l'extérieur devient négatif. Le potentiel de membrane au repos est dépassé, ce qui rend la membrane plus polarisée que la normale, ou hyperpolarisée.

Ce phénomène se produit pendant environ deux millisecondes.. Après cette très brève période de temps, la membrane revient à ses valeurs normales. L'inversion rapide du potentiel de membrane est elle-même ce qu'on appelle le potentiel d'action et est la qui provoque la transmission de l'influx nerveux, en direction de l'axone jusqu'au bouton terminal du dendrites.

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