Module Biophysique (UE3b) · Chapitre 2 — Électrophysiologie cellulaire
Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
Chaque cellule vivante maintient en permanence une différence de potentiel électrique à travers sa membrane : comment naît ce potentiel, comment il se maintient au repos, et comment les cellules excitables le font exploser sous la forme d’un potentiel d’action ?
Ce chapitre aborde l’électrophysiologie cellulaire, clef de voûte du programme de biophysique UE3b. Partant des lois fondamentales qui régissent les flux ioniques à travers les membranes (flux diffusif, flux électrique, courant électrodiffusif), il construit progressivement la notion de potentiel d’équilibre (équation de Nernst) puis de potentiel de repos (effet Donnan, équation de Goldman, pompe Na⁺/K⁺ ATPase). Il se clôt sur le potentiel d’action : ses phases, ses bases ioniques, ses lois de déclenchement et ses modes de propagation.
Au programme
3 topics, 9 leçons et environ 2 h 30 de contenu. Leçons courtes (12-16 min).
- Transports ioniques et potentiel de membrane — flux diffusif Jd (gradient de concentration) et flux électrique Je (gradient de potentiel) ; courant électrodiffusif J_éd ; potentiel d’équilibre d’un ion : équation de Nernst ; courant total et sens en fonction de ΔV.
- Effet Donnan et potentiel de repos — effet Donnan (protéine non diffusible) ; potentiel de repos réel (modèle de Boyle-Conway, équation de Goldman) ; rôle électrogénique de la pompe Na⁺/K⁺ ATPase (modèle de Hodgkin-Huxley).
- Stimulus et potentiel d’action — effet d’un stimulus hyperpolarisant et d’un stimulus dépolarisant ; potentiel d’action : 4 phases et bases ioniques, loi du tout ou rien, périodes réfractaires absolue et relative ; propagation saltatoire (fibres myélinisées) vs propagation continue (fibres non myélinisées).
À qui s’adresse ce cours ?
Aux étudiants de PASS, LAS et L1 Santé. Ce chapitre est indispensable pour comprendre la physiologie du cœur (ECG, Chapitre 3), du système nerveux et du muscle. Les bases posées dans le Chapitre 1 (transports membranaires, osmose, diffusion) sont directement réutilisées pour raisonner sur les flux ioniques.
Prérequis : Chapitre 1 Biophysique UE3b (solutions, compartiments liquidiens, transports membranaires — diffusion simple, osmose, canaux ioniques). Notions de base en chimie (mole, ions, charges électriques).
Comment ce cours est conçu
- Leçons textuelles courtes (12-16 min), avec encadrés, tableaux récapitulatifs et exemples chiffrés
- Objectifs pédagogiques et plan annoncés en début de chaque leçon
- Encadrés « notion-clé », « le saviez-vous » et « attention »
- Carte « à retenir » et FAQ à la fin de chaque leçon
- Quiz formatifs (15 QCM façon concours) pour t’auto-évaluer
- Sources rigoureuses : cours Sorbonne Université 2025-2026, INSERM, CNRS
À la fin de ce cours, tu sauras…
- Écrire et interpréter les formules du flux diffusif Jd, du flux électrique Je et du flux électrodiffusif J_éd
- Appliquer l’équation de Nernst pour calculer le potentiel d’équilibre d’un ion
- Expliquer le mécanisme de l’effet Donnan et son rôle dans le potentiel de membrane
- Décrire l’équation de Goldman et le rôle électrogénique de la pompe Na⁺/K⁺ ATPase
- Analyser les flux ioniques lors d’un stimulus hyperpolarisant ou dépolarisant
- Décrire les 4 phases du potentiel d’action et leurs bases ioniques
- Comparer la propagation saltatoire (fibre myélinisée) et la propagation continue (fibre non myélinisée)
Bonne lecture — l’électrophysiologie cellulaire est au cœur de la compréhension de tout système excitable, du neurone au cardiomyocyte.
