Dictionnaire médical

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Pompe à sodium

Physiologie cellulaire N. f. * pompe : mot néerlandais , avec le sens de machine permettant d’aspirer ou de refouler un liquide, d’origine inconnue, peut-être du rad. latin pupp-, sucer, téter ; * sodium : du latin médiéval soda, de l’arabe suwwäd {sod(o)-, -sodé, sodium}, plante des terrains salés du littoral dont on tirait autrefois la soude ; * potassium : du néerlandais potas, potasch, correspondant à l'allemand Potasch, littéralement "cendre de pot" (pot correspondait au français pot et Asch à l'allemand cendre), qui désignait l'alcali fixe par opposition à l'alcali volatil. C'est le chimiste anglais H. DAVY qui, en 1807, a formé le mot potassium (avec le suffixe -ium désignant les métaux) pour nommer ce métal alcalin mou extrait de la potasse ; * ATP : abréviation de adénosine triphosphate. 1. Pour savoir à quoi sert cette pompe : une expérience historique. Un neurone géant de calmar est placé dans de l'eau de mer ou un liquide physiologique. 2 électrodes E0 et E1 sont reliées à un oscilloscope : E0 est l'électrode de référence, E1 est une microélectrode. * Au départ, les 2 électrodes sont dans le même milieu (l'eau de mer ou le liquide physiologique) : l'oscilloscope montre le zéro électrique (c'est la portion avant T1). * A l'instant T1, l'électrode E1 est enfoncée dans le cytoplasme de la cellule nerveuse (le neurone). Le signal dévie brutalement jusqu'à environ - 70 mV (millivolts) et reste constant. * A l'instant T2, on retire l'électrode E1 du neurone, en la laissant dans le même milieu que T0. Le signal revient au zéro électrique. Un neurone présente un potentiel de repos (appelé aussi potentiel de membrane) de polarité négative et de valeur constante et égale à - 70 mV. 2. Interprétation : le rôle de la membrane plasmique. Dans son environnement naturel, une cellule baigne dans un milieu qui contient un nombre très important d'ions Na+ (sodium), alors que dans son cytoplasme, ce sont les ions K+ (potassium) et des protéinates (grosses molécules chargées négativement) qui dominent. En règle générale, la membrane s'oppose au transfert d'ions d'un milieu à l'autre, du fait de sa nature lipidique. Au travers de cette membrane plasmique, des canaux ioniques spécifiques (ce sont des protéines intrinsèques) restent ouverts et permettent le passage d'ions en fonction des gradients de concentration de part et d'autre de la membrane. Le schéma ci-dessous montre, pour une cellule quelconque, les concentrations des principaux ions en mmol/L (millimoles par litre). Comme il y a beaucoup plus de K+ dans la cellule que dans le milieu extracellulaire, le potassium sort par simple diffusion (c'est un transport passif, c'est-à-dire qui ne consomme pas d'énergie). A l'inverse, le Na+ (sodium) rentre dans la cellule car il y en a beaucoup plus dans le milieu extracellulaire. Pour rétablir le déséquilibre ionique nécessaire au bon fonctionnement de la cellule, des pompes appelées Na+- K+- ATPase assurent le transport actif inverse de ces ions. Ce transport se faisant dans le sens inverse des gradients de concentration, il nécessite de l'énergie. De l'ATP (adénosine triphosphate) est transformé en ADP (adénosine diphosphate) avec libération d'un Pi (phosphate inorganique) et de 30,5 kJ (kilojoules). Cette dégradation nécessite la présence d'une enzyme ATPase, ce qui explique le nom donné à ces pompes. Grâce aux mouvements ioniques dus à la diffusion et à ceux résultant des pompes Na+- K+- ATPase, le potentiel de repos de la cellule est constant et égal à - 70 mV.

© Georges Dolisi
 
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