I.2.2- Manifestations ioniques et électriques responsables du potentiel de repos.

L’existence d’une ddp de -75 mV prouve que les deux faces de la membrane n’ont pas le même potentiel électrique : le milieu intracellulaire est électronégatif par rapport au milieu extracellulaire.
Ce potentiel de repos est lié à une perméabilité différentielle complexe de la membrane vis-à-vis des ions \(N{a^ + }\) et \({K^ + }\). On peut retenir que :
o l’ion\(N{a^ + }\) est plus électropositif que l’ion \({K^ + }\);
o la répartition des ions est très dissymétrique de part et d’autre de la membrane : l’intérieur est riche en ions \({K^ + }\), l’extérieur est riche en ions \(N{a^ + }\);
o le potentiel de repos est dû à une inégale perméabilité de la membrane vis-à-vis de ces deux ions;
o la cellule compense activement les passages d’ions à travers la membrane et maintien ainsi la dissymétrie ionique.
Représentation conventionnelle de la polarisation d’une membrane non stimulée.

I.2.3 Définition.

La ddp qui existe en permanence entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire de la cellule au repos est appelé potentiel transmembranaire de repos.
Cette ddp existe dans toutes les cellules de l’organisme, tant qu’elles sont vivantes : toutes les membranes plasmiques vivantes sont donc dites polarisées. Cette ddp a une valeur d’environ -75 mV dans les cellules excitables (neurones et myofibrilles).

II. Le potentiel d’action (Pa) d’un neurone stimule.

II.1 Expérimentation.

Pendant que la microélectrode est implantée, le stimulateur délivre un choc électrique d’une intensité supérieure au seuil d’excitation ou intensité supraliminaire ; on enregistre le tracé suivant :

Interprétation.

o Au temps t₃, on enregistre en « a » un artéfact de stimulation. C’est l’enregistrement, au niveau des électrodes réceptrices, du courant de stimulation.
o a-b : c’est le temps de latence ; c'est-à-dire le temps de propagation du potentiel d’action entre les électrodes stimulatrices et les électrodes réceptrices.
Le potentiel d’action se divise en 4 phases :
• b-c : dépolarisation membranaire sous \({S_3}\) ;
• c-d : inversion de la polarisation membranaire sous \({S_3}\) : le milieu intracellulaire devient électropositif par rapport au milieu extracellulaire ;
• d-e : repolarisation membranaire sous \({S_3}\) ;
• e-f : hyperpolarisation membranaire sous \({S_3}\) puis, en f, retour au potentiel de membrane.
o si l’on effectue une deuxième stimulation :
• pendant la durée du potentiel d’action, elle n’entraîne pas la formation d’un nouveau potentiel d’action : c’est la période réfractaire absolue ;
• à la suite du potentiel d’action, il y a une période pendant laquelle le seuil de stimulation augmente : c’est la période réfractaire relative.

II.2 Naissance du potentiel d’action sous les électrodes stimulatrices.

Si l’on ajoute au système d’enregistrement précédent un deuxième couple d’électrodes réceptrices situé sous la cathode \({S_2}\), reliées à un oscillographe \({O_2}\), on enregistre en fonction de l’intensité de stimulation les résultats consignés dans le tableau suivant :
Dispositif expérimental permettant d’enregistrer les variations de potentiel de membrane sous la cathode et plus loin sur l’axone.

Tableau résumant les résultats obtenus :

Conclusion.

La stimulation de la fibre nerveuse par la cathode (électrode stimulatrice) provoque une dépolarisation membranaire non propagée, de faible amplitude, proportionnelle à l’intensité de stimulation. Si cette dépolarisation membranaire atteint le seuil de dépolarisation caractéristique de chaque neurone, elle déclenche un potentiel d’action propagé et d’amplitude constante pour une fibre nerveuse donnée.

II.3- Définition

Un potentiel d’action

C’est une séquence stéréotypée, observable sur un oscilloscope constituée d’une dépolarisation suivie d’une dépolarisation et d’une hyperpolarisation passagère d’une membrane plasmique de cellule excitable.

III. Conduction de potentiel d’action le long d’un axone.

III.1 Différents types d’axones.

Les fibres nerveuses peuvent être classées en deux catégories selon la présence ou non de la gaine de myéline :
o les fibres myélinisées ou fibres blanches entourées par une gaine de myéline (fibres A et B des Vertébrés par exemple) ; deux manchons successifs de myélines sont séparés par un étranglement dit nœud de Ranvier.
o Les fibres amyélinisées dépourvues de gaines de myéline (fibres C des vertébrés et fibres des invertébrés).