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La figure montre une membrane en cours de dépolarisation. Lequel des énoncés suivants explique le mieux comment une membrane devient dépolarisée ? (A) Les canaux sodiques voltage-dépendants s’ouvrent et les ions sodium circulent le long de leur gradient de concentration et pénètrent dans l’axone. (B) Les canaux potassiques voltage-dépendants se ferment et les ions potassium diffusent à travers la membrane et hors de l’axone. (C) La pompe sodium-potassium transporte maintenant trois ions potassium dans l’axone et deux ions sodium à l’extérieur.
Cette question nous interroge sur la dépolarisation membranaire, qui est très importante pour la transmission d’un potentiel d’action dans les cellules nerveuses. Pour répondre à cette question, examinons le mouvement des ions pendant la dépolarisation de la membrane.
La dépolarisation de la membrane est la première étape d’un potentiel d’action, qui est provoqué par la réception de messagers chimiques par les dendrites d’un neurone au niveau de la fente synaptique. La dépolarisation entraîne une inversion du potentiel de membrane de négatif à positif. Le potentiel de membrane, qui est la distribution des ions chargés entre l’espace extracellulaire et le cytoplasme du neurone, est généralement de moins 70 millivolts.
Lors de la transmission d’un potentiel d’action, les canaux sodiques voltage-dépendants qui étaient précédemment fermés s’ouvrent, rendant la membrane plus perméable aux ions sodium. Les ions sodium diffusent dans le cytoplasme du neurone où ils sont moins concentrés grâce à l’action de la pompe sodium-potassium. La concentration accrue d’ions sodium dans l’espace intracellulaire rend le cytoplasme du neurone moins chargé négativement.
L’augmentation de la positivité du potentiel de membrane provoque l’ouverture de davantage de canaux sodiques voltage-dépendants. Cela signifie que les ions sodium diffusent plus rapidement dans le neurone, ce qui se poursuit jusqu’à ce que le potentiel de membrane atteigne environ plus 40 millivolts. Lorsque le potentiel de membrane atteint environ 40 millivolts, les canaux ioniques voltage-dépendants se ferment à nouveau. Et la prochaine étape du potentiel d’action, la repolarisation, commence. Ainsi, la dépolarisation se produit lorsque les canaux sodiques voltage-dépendants s’ouvrent, ce qui fait que le potentiel de membrane atteint sa valeur maximale de plus 40 millivolts.
Après avoir examiné le mouvement des ions impliqués dans la dépolarisation, nous sommes maintenant en mesure de répondre correctement à notre question. Une membrane devient dépolarisée lorsque les canaux sodiques voltage-dépendants s’ouvrent et que les ions sodium circulent le long de leur gradient de concentration et entrent dans l’axone.
