PROPRIETES PHYSIOLOGIQUES DU NEURONE 

Origine du potentiel d’action

L’apparition du potentiel d’action est due à une modification brève et transitoire de la perméabilité membranaire aux ions Na⁺ et K⁺.

La stimulation d’une fibre entraîne une dépolarisation, qui, si elle amène le potentiel de membrane au voisinage de - 50 mV (seuil d’excitabilité de certains neurones), provoque l’ouverture des canaux de perméabilité au sodium. Cette ouverture provoque une forte augmentation de la conductance sodique (gNa).

L’entrée massive d’ions Na+ dans la cellule (gain de charges positives) entraîne à son tour une dépolarisation supplémentaire. Cette dépolarisation entraîne l’ouverture de nouveaux canaux sodiques. Ce phénomène en cascade annule le potentiel de membrane (A) puis l’inverse (B, C) de telle façon que l’intérieur de la cellule devient positif par rapport à l’extérieur.

Le potentiel transmembranaire (+ 30 mV) tend alors vers le potentiel d’équilibre du sodium. Compte tenu de la forte perméabilité de la membrane à Na+, le potentiel de membrane s’assimile à une pile de concentration au sodium pendant la dépolarisation. Avant que la dépolarisation n’atteigne son niveau maximum (C) les canaux sodiques se ferment diminuant ainsi la conductance au sodium (C, D, E).

Dans le même temps les canaux au potassium s’ouvrent, s’accompagnant d’une lente augmentation de la conductance potassique (gK).

Le potassium qui sort alors de la cellule compense la rentrée précédente de Na+ et ramène ainsi le potentiel de membrane vers des valeurs plus négatives, c’est le phénomène de repolarisation. Pendant ces 2 phases, le système de transport actif (pompe Na / K) permet la sortie de sodium et la rentrée de potassium.

Devant les fortes variations de perméabilité ionique accompagnant le potentiel d’action ce transport reste néanmoins minoritaire. Cependant, plus gNa diminue et plus la sortie de sodium par la pompe NA⁺ / K+ contribue à la repolarisation (Fig 7).

Ainsi, lorsque les perméabilités sodique et potassique tendent à retrouver leur valeur de base (à partir de F), les mouvements des ions se font principalement contre leur gradient de concentration par l’intermédiaire de la pompe Na / K (les canaux de fuite au sodium et au potassium sont alors quasiment fermés).

Figure 7 : Mouvements d’ions accompagnant le potentiel d’action

c) Hyperpolarisation – Rétablissement du potentiel de repos

Ce transport actif rétablit les concentrations initiales (forte concentration intracellulaire de potassium et forte concentration extracellulaire de sodium). Ces conditions sont indispensables à la création d’une nouvelle dépolarisation.

Avant que la fibre nerveuse ne retrouve ces conditions initiales, la différence de potentiel transmembranaire atteint une valeur plus faible que la valeur de repos.

Cette phase dite d’hyperpolarisation s’explique par le fait que le transport actif permettant le retour aux concentrations ioniques de départ prend en charge 2 ions K+ dans un sens contre 3 ions Na+ dans l’autre. Le potassium réintègre donc la cellule plus lentement que le sodium n’en sort, créant temporairement un déficit intracellulaire de charges positives.

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