Kaliumkanaler för inre korrigering

Kaliumkanaler för intern rektifikation ( Kir , IRK ) är en specifik undergrupp av kaliumkanaler . För närvarande har sju underfamiljer av kaliumkanaler för intern rektifikation identifierats i celler i olika vävnader av olika djurarter [1] . Kaliumkanaler för inre rektifikation har också hittats i växter [2] och bakterier [3] . De är mål för många toxiner , och störningar av dessa kanaler leder till olika sjukdomar [4] .

Intern rättelse

Interna likriktningskanaler kallas jonkanaler genom vilka positiva joner lätt passerar in i cellen, men inte ut (ut ur cellen). Man tror att denna jonström in i cellen kan spela en viktig roll i regleringen av neuronal aktivitet genom att hjälpa till att stabilisera cellens vilande membranpotential . Vid en membranpotential som är mer negativ än jämviktspotentialen för K + håller de inre likriktande kaliumkanalerna positivt laddade kaliumjoner flödande in i cellen, vilket gör att membranpotentialen återgår till vilopotentialen. Vid en membranpotential som är större än jämviktspotentialen för kalium passerar emellertid positiva joner genom de inre likriktarkanalerna endast i små mängder. Således håller en cell med en stor mängd K ir membranpotentialen nära jämviktspotentialen för kalium och visar inte spontan elektrisk aktivitet [5] .

Inbyggda likriktarkaliumkanaler skiljer sig från "typiska" kaliumkanaler såsom fördröjda likriktarkanaler och kaliumkanaler av typ A, som är ansvariga för cellrepolarisering efter depolarisering under en aktionspotential . "Typiska" kaliumkanaler tillåter kalium att flöda ut (snarare än in i) cellen när membranpotentialen är depolariserad, och kan betraktas som "utåtriktande" kanaler. Därför, efter upptäckten av interna likriktarströmmar, kallades de "anomala likriktningsströmmar", vilket visar deras skillnad från den utgående kaliumströmmen [5] .

Interna rektifikationskanaler skiljer sig också från tvåporiga kaliumkanaler (K ​​2p ), som är ansvariga för "läckage" av kalium från cellen. Vissa interna likriktarkanaler, ibland kallade "svaga interna likriktare", tillåter en liten utgående ström av kalium vid membranpotentialer som är mer positiva än jämviktspotentialen för kalium. Tillsammans med läckagekanaler deltar de i bildandet av vilomembranpotentialen [6] .

Intern korrigeringsmekanism

Fenomenet med intern uträtning av K ir -kanalerna är resultatet av blockering av kanalen av endogena polyaminer , kallade sperminer , såväl som magnesiumjoner, som stänger kanalporen vid positiva potentialer, vilket gör att den utgående strömmen minskar. Denna spänningsberoende blockering av polyaminerna gör att kanalen endast släpper igenom inkommande strömmar. Men detaljerna i denna mekanism är inte helt klarlagda [7] .

Aktiverar PIP 2

Aktiveringen av alla typer av K ir - kanaler kräver fosfatidylinositol-4,5-difosfat (PIP 2 ) [8] . Därför kan internt likande kaliumkanaler betraktas som ligandstyrda jonkanaler .

Kanalfunktioner K ir

K ir -kanaler har hittats i olika celltyper, inklusive makrofager , leukocyter , hjärt- och njurceller , neuroner , mesenkymala och endotelceller . K ir -kanalernas huvudroll är att återställa vilomembranpotentialen under hyperpolarisering genom att leda en svag ström av kalium in i cellen.

Sjukdomar associerade med dysfunktionskanaler K ir

• Ihållande hyperinsulinemisk hypoglykemi hos nyfödda är associerad med en autosomal recessiv mutation Kir 6 .2 . Vissa mutationer i denna gen minskar kanalens förmåga att reglera insulinutsöndringen , vilket resulterar i hypoglykemi .
• Bartters syndrom kan orsakas av mutationer i kanalerna K ir 1.1 [5] . Detta tillstånd kännetecknas av njurarnas oförmåga att behålla kalium, vilket resulterar i hypokalemi .
• Andersens syndrom  är ett sällsynt tillstånd som orsakas av multipla mutationer i K ir 2.1 [5] . Beroende på typen av mutation kan den vara dominant eller recessiv. Det kännetecknas av periodisk förlamning , hjärtarytmier och försämrad utveckling av organ och system.
• Förgiftning med bariumsalter  är en av anledningarna till det - bariums förmåga att blockera kanalerna K ir , tillsammans med kalcium.
• Åderförkalkning kan också förknippas med dysfunktion av K ir - kanalerna . Förlusten av förmågan hos K ir vaskulära endotelceller attgenerera strömmar är ett av de första tecknen på aterogenes, även innan avsättningen av kolesterol i kärlväggen börjar.
• Familjär hypokalemisk periodisk förlamning är också associerad med dysfunktion av K ir 2,6 [9] .
• Kort QT-syndrom kan orsakas av en mutation i genen som kodar för K ir 2.1 [5] [10] .

Se även

• kaliumkanaler
• GIRK

Anteckningar

1. ↑ Kubo Y. et al. International Union of Pharmacology. LIV. Nomenklatur och molekylära relationer för inåtriktande kaliumkanaler  (engelska)  // Farmakologiska recensioner. - 2005-12-01. — Vol. 57 , nr. 4 . - P. 509-526 . — ISSN 0031-6997 . - doi : 10.1124/pr.57.4.11 . — PMID 16382105 .
2. ↑ Hedrich R. et al. Inåtriktade kaliumkanaler i växter skiljer sig från deras motsvarigheter från djur som svar på spännings- och kanalmodulatorer  //  European Biophysics Journal. — 1995-10-01. — Vol. 24 , nr. 2 . - S. 107-115 . — ISSN 0175-7571 . - doi : 10.1007/BF00211406 . — PMID 8582318 . Arkiverad från originalet den 18 juni 2018.
3. ↑ Choi S.B. et al. Identifiering och karakterisering av en ny bakteriell ATP-känslig K+-kanal  (engelska)  // Journal of Microbiology (Seoul, Korea). - 2010. - 1 juni ( vol. 48 , utg. 3 ). - s. 325-330 . — ISSN 1976-3794 . - doi : 10.1007/s12275-010-9231-9 . Arkiverad från originalet den 1 september 2019.
4. ↑ Abraham M. R. et al. Channelopathies of inwardly rectifying potassium channels  (engelska)  // FASEB journal: officiell publikation av Federation of American Societies for Experimental Biology. — 1999-11-01. — Vol. 13 , nr. 14 . - P. 1901-1910 . — ISSN 0892-6638 . - doi : 10.1096/fj.1530-6860 . Arkiverad från originalet den 22 oktober 2015.
5. ↑ 1 2 3 4 5 Hibino H. et al. Inåtriktade kaliumkanaler: deras struktur, funktion och fysiologiska roller  //  Fysiologiska recensioner. — 2010-01-01. — Vol. 90 , nej. 1 . - s. 291-366 . — ISSN 0031-9333 . - doi : 10.1152/physrev.00021.2009 . Arkiverad från originalet den 1 mars 2016.
6. ↑ Hille B. et al. Jonkanaler av exciterande membran. - 3:e upplagan .. - Sunderland, MA: Sinauer, 2001. - S. 155. - 814 sid. - ISBN 0-87893-321-2 .
7. ↑ Kurata HT polyaminblock av inåtriktande kaliumkanaler (Kir)  //  Polyaminer / Tomonobu Kusano, Hideyuki Suzuki. - Springer Japan, 2015. - 1 januari. - s. 217-228 . — ISBN 9784431552116 , 9784431552123 . - doi : 10.1007/978-4-431-55212-3_18 . Arkiverad från originalet den 17 juni 2018.
8. ↑ Tucker SJ , Baukrowitz T. Hur högt laddade anjoniska lipider binder och reglerar jonkanaler // The Journal of General Physiology. - 2008-05-01. - T. 131 , nr 5 . - S. 431-438 . — ISSN 1540-7748 . - doi : 10.1085/jgp.200709936 . — PMID 18411329 .
9. ↑ Ryan D.P. et al. Mutationer i kaliumkanal Kir2.6 orsakar mottaglighet för tyreotoxisk hypokalemisk periodisk förlamning   // Cell . — 2010-01-08. — Vol. 140 , nr. 1 . - S. 88-98 . — ISSN 0092-8674 . - doi : 10.1016/j.cell.2009.12.024 . — PMID 20074522 .
10. ↑ Priori S.G. et al. En ny form av kort QT-syndrom (SQT3) orsakas av en mutation i KCNJ2-genen  //  Circulation Research. - 2005-04-15. — Vol. 96 , nr. 7 . - P. 800-807 . — ISSN 1524-4571 . - doi : 10.1161/01.RES.0000162101.76263.8c . — PMID 15761194 . Arkiverad från originalet den 23 januari 2017.

För ytterligare läsning

• Bertil Hille (2001). Ion Channels of Excitable Membranes 3rd ed. (Sinauer: Sunderland, MA), sid. 149-154. ISBN 0-87893-321-2 .

Länkar

• MeSH inåt+likriktare+kalium+kanaler .
• Inåt recifierande kaliumkanaler . IUPHAR Databas över receptorer och jonkanaler . International Union of Basic and Clinical Pharmacology. (obestämd)