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同じ質問すみません

chi********さん

2017/8/623:53:34

同じ質問すみません

高カリウム血症について

高カリウム血症になった時
『細胞内から細胞外へ出にくくなるから電位差がなくなる』
これがわかりませんでした

細胞外のカリウムが上昇し、かつ細胞内のカリウムが細胞外に出てこないなら細胞外の電位は上昇するから、細胞内外の電位差は開くのではないかと思っていました

ただ、少しばかり考えたのですが
細胞外のカリウムが上昇したことで、細胞外のカリウムが細胞内へ少し移行し、細胞内の電位が上昇して、静止膜電位が上昇したと愚考したのですが、これでよろしいでしょうか?

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mar********さん

2017/8/1002:09:21

平衡電位を求めるためには、ネルンストの式を用います。

Ex = RT/zF ln [Xout]/[Xin]

カリウムの場合は、
R=8.31 , T=37 + 273 , z = 1 , F =96500 , [Kout] = 5.5 , [Kin] = 150 を代入すると、

Ek = 26.7 ln [Kout]/[Kin]
= 26.7 ln (5.5/150)
= -88.3 mV

Kout = 20 のときは、
Ek = -53.8 mV

となります。
このように細胞外K濃度が上昇するとカリウムの平衡電位が”浅くなる”ことがわかります。

まず、膜電位はどのように形成されるか考えてみます。

まず、細胞膜のNa/K-ATPase(Naポンプ)が働き、3つのNaを汲みだし、2つのKを汲み込みます。このために細胞内Naはかなり薄くなり、細胞内Kはどんどん濃くなります。静止膜電位ではKチャネルが開いているため、この濃度勾配を利用して、どんどんKは外に出て行こうとします。そうすると最初は元気よく細胞外に出て行きますが、細胞内は+のカリウムが出て行くためにどんどんーになっていきます。そうすると+の電荷を持つKは細胞内に引かれる力がどんどん大きくなります。そうすると遂には、濃度勾配によって拡散しようとする力と、細胞内に引きつけられるクーロン力がつり合ってしまいます。この状態がKの平衡電位ということになります。

静止膜電位付近ではKのコンダクタンスが大きい(Kイオンが良く流れるが、その他のチャネルの電流は少ない)ので、膜電位はほとんどKの平衡電位と等しくなります。

これを定性的に考えるとどうなるかというと、

細胞外Kが増えると、細胞内との濃度勾配が減少するため、拡散による効果が減少します。このために、Kの平衡電位が浅くなる(絶対値が小さくなる)ために、膜電位が脱分極方向にシフトします。ただ、細胞外K濃度が増えるとKチャネルが流れにくくなるか?というと厳密には間違いです。細胞外K濃度が大きくなると実際には、Kチャネルのコンダクタンス(チャネルの通りやすさ)は大きくなります。ですが、いくら通りやすくなると言っても、Kの平衡電位以上はKは細胞外に流出しませんから、膜電位は浅くなります。心電図では、QT時間減少と、T波が増高するテント状T波が観察されます。

逆に細胞外Kが低下すると、静止膜電位は多少深くなりますが、Kチャネルのコンダクタンスは低下するために、Kチャネルは流れにくくなり、心臓では活動電位持続時間は延長します。心電図的にはQT延長と、T波の平坦化が起こります。

  • mar********さん

    2017/8/1002:22:50

    【高カリウム血症になった時、『細胞内から細胞外へ出にくくなるから電位差がなくなる』】

    この文章は厳密には上述のとおり間違いなのですが、濃度勾配が減少するためKの拡散しようとする力が減り、Kの平衡電位が上昇し、膜電位が浅くなるといえば正解です。

    【細胞外のカリウムが上昇し、かつ細胞内のカリウムが細胞外に出てこないなら細胞外の電位は上昇するから、細胞内外の電位差は開く】

    この文章がかなり微妙な表現です。そもそも膜電位とは、細胞外を0としたとき(細胞外をアースとして、電位を0mVとして細胞内の電位を計測している)の、細胞内の電位のことを指します。ですから、細胞外の+イオンが多くなると一応膜電位は浅くなります。ですが、人為的にK濃度を上げようと思えばKCLを持続静注するわけですが、+とーがセットになっているために、+の電荷だけを増やすわけにはいきませんから、この考え方はちょっと微妙です。

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質問した人からのコメント

2017/8/13 21:29:12

お陰様でちゃんと理解することができました!
ご丁寧な回答本当にありがとうございました m(_ _)m

ベストアンサー以外の回答

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ham********さん

2017/8/1012:26:26

>細胞内から細胞外へ出にくくなるから電位差がなくなる

この文章は間違っているから理解できなくて当然です。

細胞内のKイオンと細胞外のKイオンの濃度差が静止膜電位の起電力になっているので、高K血症になって細胞内外のKイオン濃度差が縮小すると起電力が減少して、静止膜電位が浅くなる(小さくなる)、という事です。

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