При избыточной концентрации ионов калия вне кардиомиоцитов обязательно повышается мембранный потенциал. Я бы подумал, что это облегчит переход мембранного потенциала выше порогового уровня, открывая каналы для ионов натрия и вызывая потенциал действия, как в синапсе.
Однако я понимаю, что, поскольку высокая концентрация внеклеточных ионов калия фактически деактивирует потенциалзависимые ионные каналы натрия, а не открывает их. Почему это происходит?
Извините, если этот вопрос довольно простой. В школе мы не рассказывали ничего столь же сложного, особенно о сердечных клетках.
Спасибо за ответ!
Короткий ответ
Блокада деполяризации удерживает натриевые каналы в другом состоянии, когда они недоступны для открытия.
Длинный ответ
Ответ здесь в равной степени относится и к кардиомиоцитам, и к нейронам и связан с гейтирующими свойствами натриевых каналов (кальциевые каналы имеют сходное поведение, что также важно).
Потенциалзависимые натриевые каналы в состоянии покоя почти все находятся в «закрытом» состоянии. Вероятность перехода канала в «открытое» состояние увеличивается с увеличением напряжения. Однако эти каналы не остаются открытыми бесконечно: они переходят в третье, «неактивное» состояние. «Неактивные» каналы не могут быть повторно открыты. Это помогает удерживать возбуждение, опосредованное натрием, кратковременным и экономит много метаболической энергии по сравнению с «принуждением» клетки к реполяризации, только подавляя проводимость натрия проводимостью калия.
Каналы останутся в инактивированном состоянии, если мембрана останется деполяризованной. Вероятность переключения канала из «неактивного» в «закрытый» (и, следовательно, «готовый к открытию») увеличивается с уменьшением напряжения. Если клетка недостаточно реполяризуется, многие натриевые каналы останутся в «инактивированном» состоянии. Кроме того, каналы, которые переключаются в «закрытое» состояние, могут открываться, но не синхронно. Конечным результатом является равновесие со смесью натриевых каналов в открытом, закрытом и инактивированном состояниях. Вокруг недостаточно «закрытых» каналов, чтобы переключиться на открытые, недостаточно «открытых» каналов, чтобы еще больше деполяризовать мембрану, и по мере того, как «инактивированные» каналы переключаются на «закрытые», появляются другие каналы, переключающиеся с «открытых». «деактивировать»
Все это состояние называется «блоком деполяризации».
Вот полезный обзор потенциалзависимых натриевых каналов, который содержит информацию о том, что я обсуждал в своем ответе:
Вы также можете найти гораздо больше информации в учебниках и других источниках, если будете искать термин «блок деполяризации». Также обратите внимание, что для целей этого ответа я упростил переходы стробирования для потенциалзависимых натриевых каналов, поэтому некоторые источники могут объяснить более сложную систему; общие принципы по-прежнему применимы к этому вопросу.