Y a-t-il un graphique qui montre les concentrations d’ions Na / K pendant le potentiel d’action?

Je ne suis pas au courant d’un graphique couramment utilisé qui montre cela de la manière que vous décrivez. Mais je peux vous dire comment en faire un. Voici comment faire un modèle de jouet simple pour le potentiel de la membrane dans Microsoft Excel (ou libreoffice, etc.):

  1. Faire un tableau des concentrations «normales» intracellulaires et extracellulaires pour les ions principaux (Na, Ca, K, Cl) dans Excel. Vous pouvez les obtenir à partir de n’importe quel manuel, mais en général: au potentiel de repos, Na est 10 fois plus élevé en dehors de la cellule que dans, K est 10 fois plus élevé à l’intérieur de la cellule qu’en dehors, Cl est comme Na, Ca est 250 fois plus élevé cellule. C’est vraiment plus sur le rapport que les concentrations réelles .. Les unités sont généralement milliMolar.
  2. Faites une petite table sur le côté pour les constantes telles que R (constante de gaz), la constante de Faraday et la température (assurez-vous que c’est en Kelvin).
  3. Faire une colonne près de la table de concentration des ions pour la charge intégrale de chaque ion (1 pour K, -1 pour Cl, etc.)
  4. Ensuite, créez une colonne pour vos potentiels Equilibrium (Nernst) avec la fonction suivante: = – [math] \ frac {(R) * (T)} {(Charge intégrale) * (La constante de Faraday)} [/ math] * ln [math] \ frac {(Concentration intracellulaire)} {(Concentration extracellulaire)} [/ math]. Assurez-vous de vérifier les unités sur papier pour vous assurer que tout est aligné …
  5. Maintenant que vous avez tous vos potentiels de Nernst, vous pouvez calculer le potentiel membranaire en utilisant l’équation de Goldman Hodgkin Katz (GHK). Je vais sauter en essayant de décrire les maths pour celui-ci ici, parce que c’est une équation assez grande et l’entrer sans la composition mathématique fera probablement plus de mal que de bien. Vous pouvez le trouver ici [1]. Ne pas oublier d’échanger le rapport pour l’ion chlorure, en raison de la charge négative (parce que c’est une fonction logarithmique).
  6. Vous aurez également besoin de constantes de perméabilité pour chaque ion pour compléter l’équation GHK. Ceux-ci sont quelque peu arbitraires, ils dépendent de plusieurs facteurs et peuvent être recherchés pour différentes conditions, mais je suggère d’utiliser la règle suivante: K est le plus élevé, Cl est deuxième plus bas que K, et Ca et Na sont également faibles. Peut-être quelque chose comme {1, 0,05, 0,01, 0,01} respectivement? La perméabilité totale est la somme de ceux-ci.
  7. L’équation GHK vous donne le potentiel de la membrane.
  8. Maintenant, ce que vous pouvez faire est d’entrer différentes concentrations de chaque ion dans chaque compartiment cellulaire et voir ce qu’il fait. Si vous franchissez le seuil (disons -55mV ou quelque chose), vous obtiendrez un potentiel d’action en fonction du type de cellule.
  9. Pour faire une intrigue comme celle que vous avez décrite, il suffit de réorganiser un peu les choses, de sorte que, plutôt que d’avoir une seule concentration intracellulaire et extracellulaire pour chaque ion, il faudrait une colonne de concentrations croissantes d’ions intracellulaires dans un colonne, avec l’autre colonne décroissante (de la même ampleur bien sûr). Inversement, au lieu de calculer un seul potentiel de membrane à partir de l’équation de GHK, vous devez créer une colonne qui calcule beaucoup d’entre eux étant donné les concentrations d’ions que vous avez entrées.
  10. Enfin, vous pouvez tracer le potentiel changeant de la membrane en fonction des potentiels de Nernst, des perméabilités, etc. en fonction de l’effet que vous souhaitez étudier.

Maintenant que vous avez un modèle de travail, il peut être amusant d’essayer d’expliquer pourquoi cela arrive …

Vous pouvez accomplir ceci en insérant des concentrations très élevées de NaCl dans le modèle et en comparant les résultats au potentiel de seuil pour différents types cellulaires tels que les neurones et les myocytes squelettiques.

Bonne chance!

Notes de bas de page

[1] Équation de Goldman

Je ne pense pas que la concentration de sodium et de potassium puisse être représentée graphiquement. Mais le potentiel d’action peut être représenté graphiquement comme un graphique de la tension dans le temps.

Fig: Graphique du potentiel d’action. (La tension de traçage mesurée à travers la membrane cellulaire contre le temps.)

Source: https://opentextbc.ca/anatomyand