Le potentiel de
repos est la différence de tension à travers une membrane cellulaire, et elle
est parfois appelée tension de repos. Certains types de cellules, telles que
les neurones et les cellules musculaires, utilisent le potentiel de repos à
apporter des changements au sein de la cellule et de l'organisme. Les
potentiels d'action, la contraction musculaire, et la création ou la
modification des processus d'équilibre dans la cellule impliquent tout le
potentiel de repos de la membrane.
Il existe
diverses concentrations d'ions dans le cytosol, ou l'intérieur de la cellule,
ainsi que l'intérieur de différents compartiments cellulaires et des organites.
Comme les ions sont soit chargé positivement ou négativement, elles créent une
différence de charge entre ces différents compartiments, formant une différence
de potentiel électrique. Souvent, les cellules vont vouloir maintenir cette
différence à travers une membrane en utilisant des protéines ion pompes et
canaux. Lorsqu'une différence de potentiel électrique est maintenue, il est
appelé le potentiel de repos.
Les ions qui
sont les plus impliqués dans la création et le maintien d'une tension de repos
de membrane sont le sodium (Na) et potassium ions (K). En général, la
concentration de K + est supérieure à l'intérieur de la cellule de l'extérieur,
tandis que la concentration de Na + est supérieure à l'extérieur de la cellule
à l'intérieur. Cette différence est maintenue par une pompe à membrane appelée
protéine de la Na + / K +-ATPase, qui utilise de l'adénosine triphosphate (ATP)
en énergie afin de maintenir les concentrations relatives. La pompe comprend
trois ions Na + dans la cellule pour deux ions K + qu'il exporte, donnant
l'intérieur de la cellule une charge plus négative. Ce potentiel de repos est
particulièrement important pour les neurones, qui utilisent la différence de
tension pour tirer des potentiels d'action.
Dans les
neurones et d'autres cellules dans le système nerveux, un potentiel d'action
est généré lorsque le potentiel de repos est perturbé. Le potentiel d'action
commence par un afflux d'ions Na + dans la cellule par l'intermédiaire de
certains canaux ioniques, qui crée une dépolarisation du potentiel de membrane,
une fois un certain seuil a été atteint. Ici, le potentiel d'action est généré
et le signal électrique est transmis par le neurone. À la suite de la pointe en
Na +, plus de canaux ioniques voltage-dépendants ouverts, la libération de K +
de la cellule, d'un pas dans le potentiel d'action est connue comme une
hyperpolarisation, où les chutes de potentiel de membrane en dessous de la
tension normale de repos. La cellule rétablit ensuite son potentiel de repos à
l'aide de la Na + / K +-ATPase dans le processus de repolarisation.
Des ions calcium
(Ca) sont également importants dans le maintien du potentiel de membrane au
repos dans les cellules musculaires. Les ions Ca 2 + sont stockés dans un
organite appelé le réticulum sarcoplasmique, qui contient des pompes de
protéines pour maintenir des concentrations élevées de Ca 2 + dans le
compartiment. Quand une cellule musculaire est dit de marché, un signal
électrique déclenche le réticulum sarcoplasmique en utilisant le potentiel de
repos. Le compartiment est alors capable d'ouvrir, en libérant des ions Ca 2 +
dans la cellule, qui se lient aux fibres qui permettent la contraction
musculaire.
