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Pourquoi les canaux sodiques se ferment-ils avec un excès d'ions potassium extracellulaires dans les myocytes cardiaques ?


Lorsqu'il y a une concentration excessive d'ions potassium en dehors des myocytes cardiaques, le potentiel membranaire augmente sûrement. J'aurais pensé que cela permettrait au potentiel membranaire de dépasser plus facilement le niveau seuil, ouvrant les canaux ioniques sodium et provoquant un potentiel d'action comme au niveau d'une synapse.

Cependant, je comprends que la forte concentration d'ions potassium extracellulaires désactive en fait les canaux ioniques sodium voltage-dépendants au lieu de les ouvrir. Pourquoi cela arrive-t-il?

Désolé si cette question est assez basique. Nous n'avons rien couvert d'aussi compliqué à l'école, surtout pas sur les cellules cardiaques.

Merci de répondre!


Réponse courte

Le bloc de dépolarisation maintient les canaux sodiques dans un état différent où ils ne sont pas disponibles pour s'ouvrir.

Réponse plus longue

La réponse ici s'applique également aux myocytes cardiaques et aux neurones, et concerne les propriétés de déclenchement des canaux sodiques (les canaux calciques ont un comportement similaire, ce qui est également important).

Les canaux sodium voltage-dépendants au repos sont pratiquement tous dans un état « fermé ». La probabilité qu'un canal passe à un état « ouvert » augmente avec l'augmentation de la tension. Cependant, ces canaux ne restent pas simplement ouverts indéfiniment : ils passent au troisième état « inactivé ». Les chaînes « inactivées » ne peuvent pas rouvrir. Cela permet de garder brève l'excitation médiée par le sodium et d'économiser beaucoup d'énergie métabolique par rapport à « forcer » une cellule à se repolariser en écrasant uniquement la conductance du sodium avec la conductance du potassium.

Les canaux resteront à l'état inactivé si la membrane reste dépolarisée. La probabilité qu'un canal passe de « inactivé » à « fermé » (et donc « prêt à ouvrir ») augmente avec la diminution de la tension. Si une cellule ne se repolarise pas suffisamment, de nombreux canaux sodiques resteront à l'état « inactivé ». De plus, les canaux qui passent à l'état « fermé » pourraient s'ouvrir, mais pas en synchronie. Le résultat final est un équilibre avec un mélange de canaux sodiques dans des états ouverts, fermés et inactivés. Il n'y a pas assez de canaux "fermés" pour passer à l'ouverture, il n'y a pas assez de canaux "ouverts" pour dépolariser davantage la membrane, et comme les canaux "inactivés" passent à "fermés", il y a d'autres canaux qui passent de "ouverts" à « inactivé ».

Toute cette condition est appelée « bloc de dépolarisation ».

Voici une revue utile sur les canaux sodium voltage-dépendants qui contient des informations couvrant ce dont j'ai discuté dans ma réponse :

Catterall, W.A. (2000). Des courants ioniques aux mécanismes moléculaires : la structure et la fonction des canaux sodiques voltage-dépendants. Neuron, 26(1), 13-25.

Vous pouvez également trouver beaucoup plus d'informations dans les manuels et ailleurs si vous recherchez le terme « bloc de dépolarisation ». Notez également que j'ai simplifié les transitions de déclenchement pour les canaux sodium voltage-dépendants aux fins de cette réponse, donc certaines sources pourraient expliquer un système plus compliqué; les principes généraux s'appliquent toujours à la question, cependant.


Voir la vidéo: Les canaux ioniques (Janvier 2022).