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Vidéo de question : Identifier le stade d’un potentiel d’action où la membrane redevient polarisée Biologie

Le graphique fourni montre comment la différence de potentiel à travers la membrane d'un axone change au cours d'un potentiel d'action. Que se passe-t-il pendant l'étape 3?

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Transcription de vidéo

Le graphique fourni montre comment la différence de potentiel à travers la membrane d'un axone change au cours d’un potentiel d’action. Que se passe-t-il pendant la troisième étape? (A) L'intérieur de l'axone devient plus négatif que d'habitude, ce qui provoque une hyperpolarisation. (B) Un stimulus a déclenché l'ouverture des canaux sodiques voltage-dépendants, et les ions sodium dépolarisent la membrane. (C) La membrane est au potentiel de repos, maintenu par la pompe sodium-potassium. Ou (D) les canaux potassiques voltage-dépendants s'ouvrent, et les ions potassium diffusent hors de l'axone.

Tout d’abord, interprétons le graphique qui nous a été fourni. Nous avons sur l’axe des 𝑥 le temps en millisecondes. Vous vous souvenez peut-être qu’une milliseconde est un millième de seconde, les potentiels d’action se produisent donc à une grande vitesse. L’axe des 𝑦 représente la différence de potentiel à travers la membrane de l’axone, mesurée en millivolts. Également connue sous le nom de «potentiel de membrane», la différence de potentiel à travers la membrane d’un neurone correspond à la différence de charge entre l’espace à l’intérieur du neurone et l’espace extracellulaire à l’extérieur du neurone. Si l’espace intérieur est plus négatif que l’espace extracellulaire, le potentiel de membrane sera négatif. Et si l’espace intérieur est plus positif que l’espace extracellulaire, il sera positif.

Cette question nous interroge sur l'étape trois, où nous pouvons voir que la différence de potentiel à travers la membrane de l'axone diminue d'environ plus 40 millivolts à environ moins 75 millivolts. Pourquoi cela se produit-il? Pour le découvrir, revoyons les événements qui se produisent à travers la membrane axonale. Cette figure représente la membrane de l’axone à la fin de la deuxième étape d’un potentiel d’action, juste avant la troisième étape. Nous pouvons voir que la concentration d’ions potassium, représentés ici par des points roses, et d’ions sodium, représentés ici par des points verts, est plus élevée à l’intérieur de l’axone qu’à l’extérieur. Cela est dû au fait que le canal sodique voltage-dépendant, indiqué ici par un y, est ouvert. Ainsi, les ions sodium peuvent diffuser dans l'axone dans le sens de leur gradient de concentration.

La pompe sodium-potassium, indiquée ici par un x, pompe également plus d'ions potassium dans l'axone qu'il n'en diffuse à travers le canal potassique ouvert, indiqué ici par un w. Comme les ions sodium et potassium sont tous deux chargés positivement, le potentiel de membrane passe alors à environ plus 40 millivolts, comme nous pouvons le voir ici sur le graphique. Lorsque la membrane de l'axone atteint plus de 40 millivolts, le canal sodique voltage-dépendant se ferme et le canal potassique voltage-dépendant, indiqué ici par un z, s'ouvre. En raison de l'action de la pompe sodium-potassium, la concentration d'ions potassium est plus élevée à l'intérieur de l'axone qu'à l'extérieur. Ainsi, les ions potassium diffusent hors de l'axone dans le sens de leur gradient de concentration.

Les ions potassium étant chargés positivement, cet efflux fait que l'espace extracellulaire devient plus positif que le cytoplasme de l'axone. Ainsi, le potentiel de membrane diminue et devient négatif. Ce processus est appelé repolarisation, et il est illustré par la courbe descendante du graphique que nous pouvons voir au cours de la troisième étape du potentiel d'action. Nous avons donc déterminé que la bonne réponse à la question est (D). Au cours de la troisième étape du potentiel d'action, les canaux potassiques s'ouvrent et les ions potassium diffusent hors de l'axone.

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