Plusieurs types de "canaux ioniques" existent, les quatre principaux sont les canaux:
- sodiques (Na+),
- potassiques (K+),
-
chloriques (Cl-)
et - calciques (Ca++).
Certains canaux sont spécifiques pour un ion donné mais plusieurs canaux permettent le passage de plus d'une sorte d'ion.
ANIMATION 26.1
Les "canaux sodiques" et les "canaux calciques" jouent un rôle majeur dans les phénomènes de dépolarisation membranaire.
Les canaux ioniques répondent i.e. vont s'ouvrir pour laisser passer des ions à la suite de trois types de stimulation:
- une stimulation "mécanique" qui a comme effet d'entrainer l'ouverture de certains canaux suite à l'étirement de la membrane. Ce sont les canaux "tension dépendants" [stretch activated]. La base de ces canaux est attachée au cytosquelette (à la membrane cellulaire) par des fines microfibrilles qui se comportent un peu comme les cordes de parachute qui lors de la mise en tension permettent au parachute de s'ouvrir, la mise sous tension de ces microfibrilles suite à l'étirement membranaire provoque l'ouverture de ces canaux,
- une stimulation "chimique" qui peut provenir d'un neurotransmetteur, d'un médicament (Voir: LA CORNE POSTERIEURE: UNE "COUR DE TRIAGE" COMPLEXE) ou encore d'une substance intracellulaire. Ce sont les canaux "médiateurs dépendants".
- une stimulation "électrique" qui correspond en fait à l'atteinte d'un certain voltage transmembranaire dans leur voisinage immédiat. Ce sont les canaux "voltage dépendants". Ces canaux vont "attendre" qu'un certain voltage transmembranaire qui leur est spécifique ait été atteint avant de s'ouvrir. L'atteinte de "ce certain voltage transmembranaire" découle de l'ouverture au préalable d'un certain nombre de canaux ioniques "médiateurs dépendants".
ANIMATION 26.2
A la différence des autres canaux ioniques, les canaux "voltage dépendants", lorsqu'ils s'ouvrent, permettent habituellement une entrée ou une sortie massive d'ions. Dans bon nombre de cas, la valeur de ce voltage transmembranaire spécifique correspond au seuil d'activation i.e. à la valeur du potentiel transmembranaire qui perment la création d'un influx électrique.La différence de concentration d'un bord et de l'autre de la membrane cellulaire fixe la contribution que chaque ion peut apporter dans l'accentuation ou la réduction du potentiel transmembranaire. Ainsi selon le type de cellule:
-
- l'ion Na+ peut contribuer pour + 40 à + 60 mV,
- l'ion Ca++ peut contribuer pour + 60 à + 240 mV,
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l'ion K+ peut contribuer pour - 80 mV,
alors que - l'ion Cl- peut contribuer tout au plus pour - 20 à - 60 mV.
C'est donc dire combien les canaux sodiques et calciques sont importants dans la production des influx de tout type.
Il existe aussi une autre forme de canaux ioniques qui a comme particularité de fonctionner à l'envers des canaux ioniques, ce sont les pompes Na-K. A l'inverse des canaux ioniques, les pompes Na-K travaillent à contre-courant en retournant de façon continue les ions là où ils sont en plus grande concentration donc en maintenant des concentrations inégales d'ions de part et d'autre de la membrane cellulaire et en participant aux mécanismes de repolarisation. Les pompes Na-K sont en fait des canaux ioniques particuliers fonctionnant à très haute consommation d'énergie. Dans les neurones excitables, jusqu'à 70% de l'énergie cellulaire est utilisé par la pompe Na-K qui est en fait un enzyme de type ATPase pour créer et maintenir une concentration très inégale des ions Na+ et K+ à travers la membrane cellulaire. Les pompes retournent plus de Na+ vers l'extérieur de la cellule que de K+ vers l'intérieur (3 Na+ pour 2 K+) c'est ce qui engendre le potentiel transmembranaire de repos et la charge négative intracellulaire puisque beaucoup plus d'ions Na+ se retrouvent à l'extérieur qu'à l'intérieur de la cellule.