Potentiel d’action

Modification brutale, rapide et transitoire du potentiel de repos d’une cellule excitable.

Un potentiel d’action se déclenche spontanément ou sous l’action d’un influx (courant électrique dépolarisant). Les conséquences sont une propagation de l’influx aux cellules excitables voisines et une contraction si la cellule est douée de capacité contractile.

La forme du PA

Il dépend des conditions extérieures (température, environnement ionique, oxygénation, système nerveux végétatif, médicaments, toxiques…) et du type de cellules spécialisées (cf. Activation électrique du cœur) :

  • les cellules/fibres du nœud sinusal et du nœud du sinus coronaire sont des pacemakers physiologiques à dépolarisation spontanée lente, donc doués d’automatisme. Leur potentiel de repos maximum est modéré (-60 mV). Leur PA est de forme triangulaire, avec une phase 0 lente (dépendant du canal calcico-sodique lent), et une vitesse de conduction lente (fibres à réponse lente). Elles possèdent une phase 4 de dépolarisation spontanée (pacemaker physiologique) dont la pente de dépolarisation est rapide, ce qui explique que ce soit le pacemaker naturel du cœur.
  • les fibres du nœud AV (« nodales ») sont des cellules non contractiles, douées d’un plus faible automatisme. Elles sont elles aussi dépendantes du canal calcico-sodique lent (Cf. Fibres à réponse lente), mais leur PA est long ce qui prolonge leur période réfractaire et leur confère des propriétés frénatrices (conduction décrémentielle). Elles possèdent une phase 4 de dépolarisation spontanée (pacemaker physiologique) dont la pente de dépolarisation est peu rapide, ce qui explique que ce soit le pacemaker subsidiaire en cas de défaillance temporaire ou prolongée, du nœud sinusal.
  • les fibres du réseau de His-Purkinje sont des cellules à faible automatisme, très polarisées au repos (-90 mV). Leur PA se déroule en cinq phases, avec une phase 0 rapide (dépendant du canal sodique rapide), une phase 1 qui correspond à l’entrée du calcium dans la cellule et une phase 3 de repolarisation médiée essentiellement par l’entrée massive du potassium dans la cellule, et une vitesse de conduction rapide. Elles sont spécialisées dans la conduction (cf. Fibres à réponse rapide). Elles possèdent une phase 4 de dépolarisation spontanée dont la pente de dépolarisation est très faible (sauf en cas d’hyperautomatisme ou automatisme anormal).
  • les cellules atriales et ventriculaires sont des cellules contractiles dépourvues d’automatisme naturel. Elles sont dépendantes, elles aussi, d’un canal sodique rapide. Leur PA est similaire à celui des fibres de Purkinje, mais elles n’ont ni phase 1 ni phase 4.

Le potentiel d’action des cellules automatiques du réseau de His-Purkinje

Il se déroule en cinq phases :

  • Phase 0 ou dépolarisation : l’ouverture des canaux sodiques (Na+) transmembranaires et voltage-dépendant, génère un courant entrant de très forte amplitude (environ 120 mV), d’autant plus rapide et ample que le potentiel de repos était négatif (loi de Weidmann*).
  • Phase 1 ou repolarisation initiale : les canaux Na+ sont inactivés, le Cl- pénètre dans la cellule, les canaux calciques (Ca²+) sont activés. Cette phase est assurée en partie par l’échangeur Na+/Ca2+ qui est électrogénique : 3 Na+ entrant pour 1 Ca²+ sortant.
  • Phase 2 ou repolarisation intermédiaire : courant calcico-sodique entrant en équilibre avec les courants potassiques (K+) sortants et qui dessine un plateau ;
  • Phase 3 ou repolarisation terminale : inactivation de la conductance calcique et surtout activation des pompes (ex. Na+/K+) à l’origine de courants potassiques sortants retardés, lents et puissants qui dessinent la phase descendante et ramènent le potentiel de membrane au niveau du potentiel maximum de repos (-90 mV). La repolarisation va permettre la réactivation du canal Na+ rapide et la sortie de la période réfractaire.
  • Phase 4 ou dépolarisation diastolique lente : en rapport essentiellement avec une réduction du courant K+ sortant (diminution de la conductance potassique). Cette dépolarisation spontanée est faible, mais permet un certain automatisme (environ 30 dépolarisations/min).

*Quand le potentiel de repos est moins électronégatif, la conductance sodique en phase 1 du potentiel d’action est partiellement inactivée (loi de Weidmann) ce qui prédispose à des micro-troubles conductifs, facteurs de bloc d’entrée unidirectionnel autour de foyers automatiques, à l’origine de microréentrée et de parasystolie.