Pompe Ca2+-ATPase et échangeur Na+/H+

Bonjour,

J’ai une petite question par rapport aux pompes ATPases et aux échangeurs d’ions, plus précisément concernant les protons (H+).

Tout d’abord, peu de sources le mentionnent, mais je me demandais premièrement s’il y avait un déplacement de protons dans le fonctionnement de la pompe Ca2+-ATPase. Mon manuel de neurosciences indique une entrée de protons dans la cellule contre son gradient de concentration* et une sortie de calcium de la cellule contre son gradient de concentration aussi, le tout avec l’énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP, or, j’ai de la difficulté à trouver le rôle du H+ dans ce système sur d’autres sources en ligne.

Deuxièmement, j’ai vu qu’il y a également un échangeur Na+/H+, avec le Na+ qui rentre dans la cellule en suivant son gradient de concentration, or cet échangeur fait sortir le proton de la cellule, donc clairement contre son gradient de concentration vu qu’il est aidé par le sodium! Donc voilà, je me demandais, est-ce que cet échangeur Na+/H+ fonctionne seulement quand l’extérieur de la cellule devient soudainement + acide que l’intérieur ou que la cellule essaie de devenir plus basique? Mon manuel ne donne pas davantage d’information, alors ce sont les hypothèses que j’ai trouvées, mais j’aimerais la confirmer.

*Juste pour être sûr, l’intérieur d’une cellule est + acide que l’extérieur normalement, n’est-ce pas? J’imagine que la présence d’acides nucléiques dans le cytoplasme doit jouer un rôle dans tout ça?

Merci d’avance.

Je suis chimiste, point biologiste, mais voilà ce que je peux dire:

• De mon expérience, le H⁺ n’entre pas dans la cellule en une seule étape. Imaginons que l’extérieur de la cellule soit "en haut" en l’intérieur "en bas": un acide aminé exposé "en haut" attrape un proton, entrainant un changement subtil de conformation qui fait qu’un second acide aminé libère un proton qui va sur un autre acide aminé plus bas et ainsi de suite (genre 2 ou 3 fois) tels que un acide aminé "en bas" libère un proton. Donc moi je vois plus les pompes à protons comme une "file" de protons, tels que quand il y en a un qui rentre "en haut", il y en a un qui sort "en bas". Mais oui, il y a bien un déplacement effectif de proton. De ce que j’ai pu voir (protéines "canaux à ions"), j’imagine un comportement similaire pour d’autres ions.
• De là à dire que l’intérieur de la cellule est plus acide que l’extérieur … Tu as probablement raison, mais je me demande si la différence est subtile ou pas, et j’avoue ne pas avoir la réponse. Par contre, si "le milieu extérieur change soudainement de pH", eh bien je pense que la cellule ne fonctionne plus très bien et fini par mourrir. Je part personnellement du principe que les cellules vivent leur vie dans un environnement à peu près constant, à moins d’un gros problème (ok, c’est probablement pas tout à fait vrai dans le cas des bactéries qui "voyagent" beaucoup, mais dans le cas d’un être multicellulaires, c’est probablement vrai). Même si à mon avis, la cellule peut quand même s’accommoder de changements ponctuels locaux. Pareil, je ne pense pas que la cellule cherche spécialement à changer son environnement intérieur: à l’inverse, je pense que son but est de le garder constant.
• J’ai pas trop compris "donc clairement donc son gradient de concentration vu qu’il est aidé par le sodium!" (à mon avis il manque un mot), mais n’oublie pas deux choses: premièrement, c’est pas parce que la cellule perd un Na⁺ que le gradient de concentration disparaît: heureusement, on travaille à des échelles beaucoup plus grandes. Deuxièmement, le phénomène derrière le passage des ions dans le "sens du gradient", c’est le principe d'osmose: quoique tu fasse, si ta membrane est poreuse (et c’est, même si pas pour les mêmes raisons, le cas ici), alors les ions passeront de manière à rétablir l’équilibre. Même si, dans ce cas-ci, ça veut dire passer par une couche de gras ou ces ions ne sont pas spécialement solubles

Je laisse mes copains biologistes compléter