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内向き整流性についての質問なんですが、調べれば調べるほど混乱してきてしまって...

tan********さん

2017/9/2122:00:05

内向き整流性についての質問なんですが、調べれば調べるほど混乱してきてしまって訳がわからなくなってしまいました。
内向き整流性というとカリウムイオンが細胞内に流入すると思うんですが、

ATP感受性カリウムイオンチャネルは細胞外にカリウムイオンを出してる感じだと思うんですけど、内向き整流性とATP依存性カリウムイオンチャネルはどういう関係があるのでしょうか?
また、内向き整流性とGタンパク質制御型カリウムイオンチャネルはどういう関係があるのでしょうか?
ちょっと質問の意味がわからないかもしれませんが、理解していただける方よろしくお願いします。

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mar********さん

2017/9/2720:40:50

内向き整流性Kチャネルは総称で、その中には、心臓などで静止膜電位を形成するIK1チャネル、ATP感受性Kチャネル、主に心房に存在するACh感受性Kチャネルが含まれます。ここで注意しなくてはいけないことは、これらは内向き整流性ですが、基本的にはKチャネルは外向きに流れます。厳密に書くとすれば、Kイオンの平衡電位より、膜電位が浅い場合は外向き電流が生じ、膜電位を下に押し下げます。逆に、膜電位がKの平衡電位よりも深い(ー側)場合は、内向き電流を生じ得ます。ですが、細胞がKの平衡電位より深い膜電位を持つことはほとんど無いため、生理的条件下ではKチャネルの内向き電流はほとんど見られないと考えて良いかと思います。

では、内向き整流性とは何か?ということですが、まずチャネルが膜電位には影響しない単なる抵抗のある小孔だとします。

そうするとオームの法則より、
V=RIです。
でんりゅうは、
I=1/R x Vです。
ここで、1/Rをg(コンダクタンス:電流の通りやすさ)とおくと、
I= gV となります。内向きを-とするのが、電気生理学の常ですからこの直線は、右上がりの直線になります。

カリウムの平衡電位では電流はながれないことを考慮すると、
I = g(V-Ek)となることが、容易に想像できます。
この直線はEkを通る直線です。
グラフの上側が外向き電流、グラフの下側が内向き電流です。

この様に直線であれば、内向き整流性特性、あるいは外向き整流性特性はないと言えます。

ですが、内向き整流性Kチャネル(Kir)では、図の赤線のようになります。最初に考えた仮想的なKチャネルよりも外向き電流が流れにくくなっていることがわかります。このことを内向き整流性と呼んでいるだけです。この実験はパッチクランプなどの実験的条件で測定たものです。ですから、生理的条件ではKの平衡電位よりも膜電位が低くなることはほとんどないため、内向き整流性と言われると内向きに流れるのか?と考えてしまって混乱します。

内向き整流性Kチャネルは総称で、その中には、心臓などで静止膜電位を形成するIK1チャネル、ATP感受性Kチャネル、...

  • mar********さん

    2017/9/2720:45:30

    上記の図は模式的に適当に作図したものですが、実測値では以下の様になるようです。

    曲線が、Kの平衡電位を通ることと、外向き電流領域で内側に曲がっていることが重要です。

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