关于心室肌细胞内向整流型的非门控钾通道 IK1 全面总结
关于心室肌细胞内向整流型的非门控钾通道 IK1 全面总结:
★特点(1)★:IK1 通道具有内向整流现象,即膜去极化时钾电导(Gk1)降低,
而复极化时 Gk1 增加。
研究表明,IK1 通道的内向整流现象并非由于门控活动引起(这个通
道是非门控的),而是膜电位去极化时,细胞内的 Mg2+和多胺(如腐胺、亚
精胺、精胺)移向 IK1 通道内口并发生堵塞,钾离子不能循 IK1 通道外流,从而
出现内向整流现象。在实验中,如果移去细胞内的 Mg2+和多胺,则 IK1 通道
的内向整流现象消失。
快反应心肌细胞(如心室肌细胞)在静息电位(或最大复极化电位)
水平时,IK1 通道处于开放状态。在动作电位去极化的过程中,由于内向整流现
象,IK1 通道逐步被堵塞,到去极化达-20mV 以上时,IK1 通道几乎完全被堵
塞,K+通过 IK1 通道的外流量几乎为零。正由于 IK1 通道的内向整流特性和 IK
通道的延迟激活特性,细胞内 K+很难流出细胞外,造成复极化困难而使动作电
位呈现平台期。当动作电位因 IK 外流而复极时,由于细胞膜内电位逐渐变负,
内向整流现象逐步解除,在复极至-60mV 时(9 版生理学 P100)IK1 开始增
强(形成正反馈),细胞内 K+离子可以经 IK1 通道外流。由于这时电-化学驱
动力较大,K+经 IK1 通道外流的量比静息电位时还大,促进动作电位的完全复
极,回复到静息电位状态。因为慢反应心肌细胞(如窦房结 P 细胞)的细胞膜
上 IK1 通道比较贫乏或甚至缺如,所以不仅其最大复极化电位较小,其动作电位
也不存在平台期。
★特点(2)★: IK1 通道钾电导与细胞外钾浓度呈正相关,细胞外 K⁺浓度明显
降低时膜的 K⁺电导减小,细胞外 K⁺浓度明显增加时膜的 K⁺电导增加,就是上课
说的“高高低低”。不管轻度高钾还是低钾时膜电位都是减小,都发生的是去极
化,细胞兴奋性增高(注意:明显高钾细胞兴奋性降低),容易出现心律失常。
【注意】由于心室肌细胞 Ik1 的存在,低钾时并没有出现超极化,而因为低钾导
致钾通透性(电导)降低钾离子外流减少(虽然膜内外有强大的钾浓度差,但是
通透性是钾跨膜外流的前提),膜电位减小(静息电位减小),即发生去极化;
高钾时虽然钾(外流)电导增加,但此时受钾浓度减小的显限制,钾外流仍然是
减少,膜发生去极化。