Fiche 181. Transport membranaire des solutés : aspects théoriques et énergétiques

Si les molécules sont très petites et non chargées, elles traversent la membrane par diffusion dans les deux sens : c’est la diffusion simple. La figure 1A présente les relations entre la vitesse (v) et la concentration du soluté ([S]) où interviennent deux relations appelées lois de Fick. La première loi de Fick définit le flux des molécules (J) qui est la quantité de soluté franchi par unité de surface et par unité de temps et que l’on peut assimiler à la vitesse. Elle est proportionnelle à la différence de concentration entre les deux compartiments créés par la membrane, au coefficient de diffusion (D) spécifique du soluté et à l’épaisseur de la membrane (x) (figure 1A). Le flux sera d’autant plus grand que le gradient de concentration est élevé. Cependant, la deuxième loi de Fick introduit la dimension temporelle où la variation de concentration de part et d’autre de la membrane s’amenuise au cours du temps, et donc diminue le flux.
Au contraire, le flux des molécules hydrophiles est régulé par des systèmes de transport spécifiques de nature protéique (figure 1C) : c’est la diffusion facilitée. Un transporteur est assimilé à une enzyme qui forme un complexe avec le soluté et qui le transporte à travers la membrane sans le transformer. La cinétique suit une hyperbole équilatère avec un phénomène de saturation permettant de déterminer une Vmax et l’équivalent d’un KM. La figure 2 montre que dans la pratique on a souvent deux composantes, le transport facilité et la diffusion…