/cygdrive/d/Potencial/Fr/Pages-completes/membranne/PDF/14.TXT 1- 2:contribution du potentiel de nernst à la mécanique des 3-membranes biologique -- 6-solution dans laquelle baigne la cellule. le transfert des ions à travers la membrane est effectué spécifiquement par des protéines localisées au sein de la membrane. l activité membranaire génère ainsi une différence de potentiels électriques v à la 7:membrane et des différences parfois très importantes de concentrations entre l intérieur et l extérieur de la cellule. dans le cas des cellules animales, v est proche du potentiel d équilibre de nernst de l ion potassium. le potentiel de nernst est la différence de potentiels électrique à la membranes nécessaire afin d équilibrer la différence de concentrations entre les concentrations interne et 8-externe de l ion potassium. l objet de ce papier est de déterminer comment les propriétés élastiques d une membrane biologique 9:sont modifiées par la présence du potentiel de nernst. d un point de vue électrique, la membrane peut être considérée en 10:première approximation, comme un diélectrique de très faible épaisseur. le potentiel de nernst engendre donc 11-une distribution ionique de part et d autre de la membrane. le système considéré est une cellule cylindrique. l énergie associée au processus de nernst a été calculée et ainsi, nous montrons que le module élastique de courbure est renormalisé et qu une courbure spontanée de la membrane apparaît. la stabilité de la membrane est affectée. -- 21-mots clefs : 22:mécanique des membranes ; élasticité ; potentiel de nernst 23-1 la problématique -- 41-(v est la différence de potentiels électriques entre l interne et l externe) qui varie suivant le type cellulaire de –30 mv à –250 mv. il existe 42:d autres sources du potentiel de membrane comme le potentiel de donnan ou bien le potentiel de nernst. 43-ce dernier décrit correctement le potentiel de membrane v lorsque la conductance des protéines passives -- 45-le potentiel de membrane. c est notamment le cas des les cellules animales dont le potentiel de membrane v est bien 46:représenté par le potentiel de nernst de l ion potassium [5] : 47-k t -- 49-où n10 et n18 sont respectivement les densités interne et externe de l ion potassium. la nature 50:thermodynamique du potentiel de nernst provient de l équilibre de la différence de concentrations interne 51-et externe par le potentiel de membrane. elle sera explicitée dans la partie 3.1. l objet de ce papier est 52:d étudier la contribution du potentiel de nernst aux propriétés mécaniques de la membrane : figure 2. 53-fig. 2 – la déformation d une membrane dépend du module élastique de courbure et de la présence d une 54-courbure spontanée. l objet de ce papier est l étude de la stabilité d une membrane cylindrique en 55:déterminant ses caractéristiques mécaniques en présence d un potentiel de nernst. 56-2 mécanique de la membrane -- 93-petits devant le potentiel thermique kbt/e ˜ 25 mv, approximation justifiée 94:dans le cadre du potentiel de nernst. ainsi, les distributions de botzmann sont linéarisées et l intégration facilitée. 95-3.2 méthode et calcul de l énergie -- 115-le potentiel électrique comprend deux parties : figure 3. la première est le saut de potentiel de l ordre de v 116:à la traversée de la membrane. son origine thermodynamique a été précisé en 3.1. c est le potentiel de nernst. 117-la seconde partie est la couche de debye de part et d autre de la membrane. la densité de charge -- 120- 121:fig. 3 – le potentiel électrique d une membrane soumise à un potentiel de nernst v (v=0.1 v) varie 122-exponentiellement à l approche de la membrane. cela correspond à l écrantage ionique. ainsi, la différence 123:de potentiels à la membrane vm = fi(r-) - fe(r+) est différente du potentiel de nernst v. les valeurs des 124-paramètres ont été choisies pour la clarté de la figure : 0=5.107 m-1, 8=108 m-1, r=1 µm, d=5 nm, -- 132-figure 4. dans les cellules biologiques, la concentration ionique dépasse largement les 100 mm. il est facile 133:de conclure que le potentiel de nernst ne modifie pas la valeur du module élastique de courbure des cellules biologiques. 134-en revanche, les systèmes modèles tels que les vésicules géantes contiennent de faibles 135:quantités d ions (en général, moins d 1mm) et sont donc affectés par le potentiel de nernst. pour un cas 136-extrême dont la concentration ionique interne est de 0.01 mm, le module de courbure est plus que doublé. -- 149-vésicules. toutefois, la caractéristique fondamentale est l apparition d une courbure spontanée due 150:uniquement au potentiel de nernst. il est nécessaire que les solutions ioniques interne et externe aient des 151-concentrations ioniques différentes ce qui est généralement cas que ce soient pour des systèmes modèles ou