Canal potassique
Physiologie cellulaire, métabolismes N. m. * canal : du latin canalis, de canna {canal, canal(i)-}, roseau, tube, tuyau ; * potassique : 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. Un canal ionique est un passage formé par un ensemble de protéines transmembranaires ou intrinsèques (qui font communiquer l'intérieur et l'extérieur de la cellule), présent dans la membrane des cellules et qui laisse diffuser certains ions. Pour bien comprendre les différents mécanismes qui permettent les passage des ions dans un sens ou dans l'autre, il faut connaître la structure de la membrane cellulaire, ainsi que les concentrations "normales" de part et d'autre de cette membrane. La membrane plasmique est formée d'une double couche phospholipidique, hydrophile à l'extérieur mais hydrophobe à l'intérieur. Les ions qui doivent la traverser doivent donc emprunter des passages formés par des protéines spécialisées : ce sont les canaux ioniques. Le mode de passage le plus simple est la diffusion, qui fait passer les ions du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré. Les ions sodium Na+ passent par des canaux sodiques, les ions Ca++ par des canaux calciques et les ions potassium K+ par des canaux potassiques. Dans son environnement naturel, la 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. Ce schéma 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. * Un canal VD ou voltage-dépendant est un canal ionique, donc une protéine transmembranaire qui permet une diffusion d'un type d'ions (Na+, K+, Ca2+). On trouve ces canaux VD dans les membranes des neurones et ils doivent leur nom au fait qu'ils ne s'ouvrent que sous l'action d'une tension électrique locale. * Un canal chimio-dépendant (ou récepteur-dépendant) doit son nom au fait qu'il est formé par des protéines transmembranaires associées à un récepteur sur lequel se fixe un neurotransmetteur. C'est la fixation de cette molécule qui va provoquer un changement de conformation de la protéine canal et donc son ouverture. De ce fait, les ions peuvent diffuser su milieu de forte concentration vers celui de plus faible concentration. Ces canaux chimio-dépendants se trouvent essentiellement sur les membranes postsynaptiques des neurones ou des cellules musculaires.