Question:
Pourquoi les canaux potassiques sont-ils plus lents que les canaux sodium?
user135172
2015-08-26 15:49:23 UTC
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Je suis relativement nouveau dans le domaine de la biologie. J'ai une solide formation en mathématiques et pour entrer dans le domaine de la neuroscience computationnelle, j'essaie de me familiariser avec la biologie.

Je lis sur le mécanisme général des potentiels d'action dans les neurones. un potentiel d'action commence par une entrée rapide de sodium dans la cellule postsynaptique. Puisque les canaux potassiques sont plus lents que les canaux sodium, le potassium commence à s'écouler hors de la cellule uniquement autour du pic du potentiel d'action, hyperpolarisant ainsi le potentiel membranaire de la cellule.

Qu'est-ce que c'est le mécanisme qui fait que les canaux potassiques s'activent plus lentement que les canaux sodium? Cela implique-t-il des différences dans le comportement des neurotransmetteurs appropriés? Parce que je n'ai pas réussi à trouver des émetteurs ou des couples d'émetteurs et de récepteurs qui activent les canaux potassiques, mais pas les canaux sodium (ou les canaux sodium et non les canaux potassium).

Plus lent peut signifier deux choses: une conduction plus lente ou une réponse plus lente.
Juste une correction: le potentiel d'action ne commence pas par l'entrée de sodium dans la cellule postsynaptique. Ce flux ionique modifie le potentiel de tension global de la cellule et le potentiel d'action commence au niveau de la butte axonale ou juste à côté de la butte axonale, où la somme de toutes ces entrées peut commencer la dépolarisation connue sous le nom de potentiel d'action.
Deux réponses:
AliceD
2015-08-26 15:59:22 UTC
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Réponse courte
La cinétique d'activation des chaînes Na + est plus rapide que celle des chaînes K + .

Contexte
Le déclenchement de canal dépendant de la tension se produit essentiellement à travers trois états possibles du canal: ouvert, fermé et inactivé (Fig. 1).

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Fig. 1. Gating d'un canal sodium activé par la tension. Source: Institut Balseiro.

Fondamentalement, les canaux ioniques sont des pores de protéines dans la membrane. Lors de la dépolarisation, le pore s'ouvre, ce qui est un processus avec une cinétique rapide dans les canaux Na + et une cinétique plus lente dans les canaux K + (Lacroix et al , 2013). L'activation du canal K + est de l'ordre de 6 fois plus lente que l'activation du canal Na + . L'inactivation plus lente des canaux K + permet à suffisamment de Na + de s'écouler dans la cellule pour que la phase de dépolarisation du potentiel d'action se développe (Fig. 2).

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Fig. 2. Potentiels d'action et courants Na + et K + sous-jacents. Source: Dundee Med Student Notes.

Après l'ouverture, la chaîne est désactivée, ce qui peut se produire via un " plug-in de protéines physique" "comme le montre la Fig. 1, ou via des changements de conformation dans le pore. Cette inactivation est à nouveau rapide dans les canaux Na + conduisant à un pic transitoire dans le potentiel d'action, et la désactivation est plus lente pour les canaux K + (K + sup > les canaux ne se désactivent pas, mais se désactivent plutôt). Cette étape d'inactivation se traduit par la période réfractaire d'un neurone (période de silence après la mise à feu). Le canal est ensuite désactivé et converti à l'état fermé, après quoi le canal est à nouveau prêt à participer à un autre cycle de tir.

Notez que les neurotransmetteurs n'activent pas directement les canaux voltage-dépendants. Les neurotransmetteurs peuvent activer les canaux ioniques, mais ce sont des canaux ioniques dépendants du ligand, tels que le récepteur nicotinergique de l’acétylcholine, le récepteur AMPA ou le récepteur NMDA (Purves et al ., 2001).

Références
- Lacroix et al , Neuron (2013); 79 (4): 651-7
- Purves et al ., Neuroscience , 2 nd éd. Sunderland (MA): Sinauer Associates (2001)

cette réponse ne traite pas du «pourquoi», par exemple "Quel est le mécanisme qui fait que les canaux potassiques s'activent plus lentement que les canaux sodium"
@aaaaaa - et maintenant?
Quelle serait la différence entre un canal «inactivé» et un canal «désactivé»?
Pramit Bandyopadhyay
2015-08-26 23:48:39 UTC
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Vous devez comprendre comment fonctionnent les protéines intégrales. Les canaux $ Na ^ + $ sont rapides tandis que les canaux $ K ^ + $ sont lents et durables en termes de conductance. Les canaux $ Na ^ + $ sont contrôlés en tension, via le domaine S4 qui est bloqué par $ Mg ^ {2 +} $, tandis que la conductance $ K ^ + $ n'est pas en tension la plupart du temps.

pourriez-vous développer $ Mg ^ {2 +} $ et d'autres perspectives mécanistes?


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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