Wenn außerhalb der Herzmuskelzellen eine übermäßige Konzentration von Kaliumionen vorhanden ist, steigt das Membranpotential mit Sicherheit an. Ich hätte gedacht, dass dies es dem Membranpotential erleichtern würde, über den Schwellenwert hinauszugehen, Natriumionenkanäle zu öffnen und ein Aktionspotential wie an einer Synapse zu verursachen.
Ich verstehe jedoch, dass die hohe Konzentration an extrazellulären Kaliumionen tatsächlich spannungsgesteuerte Natriumionenkanäle deaktiviert, anstatt sie zu öffnen. Warum passiert das?
Entschuldigung, wenn diese Frage ziemlich einfach ist. Etwas so Kompliziertes haben wir in der Schule noch nicht behandelt, schon gar nicht über Herzzellen.
Danke für die Antwort!
Kurze Antwort
Die Depolarisationsblockade hält die Natriumkanäle in einem anderen Zustand, in dem sie nicht geöffnet werden können.
Längere Antwort
Die Antwort hier gilt gleichermaßen für kardiale Myozyten und Neuronen und hat mit den Gating-Eigenschaften von Natriumkanälen zu tun (Kalziumkanäle haben ein ähnliches Verhalten, was ebenfalls wichtig ist).
Spannungsgesteuerte Natriumkanäle befinden sich im Ruhezustand so gut wie alle in einem „geschlossenen“ Zustand. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kanal in einen „offenen“ Zustand wechselt, steigt mit steigender Spannung. Diese Kanäle bleiben jedoch nicht einfach auf unbestimmte Zeit offen: Sie gehen in den dritten, „inaktivierten“ Zustand über. „Inaktivierte“ Kanäle können nicht wieder geöffnet werden. Dies trägt dazu bei, die natriumvermittelte Erregung kurz zu halten, und spart viel Stoffwechselenergie, anstatt eine Zelle zur Repolarisation zu „zwingen“, indem nur die Natriumleitfähigkeit mit der Kaliumleitfähigkeit überwältigt wird.
Kanäle bleiben im inaktivierten Zustand, wenn die Membran depolarisiert bleibt. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kanal von 'inaktiviert' auf 'geschlossen' (und damit 'bereit zum Öffnen') schaltet, steigt mit abnehmender Spannung. Wenn eine Zelle nicht ausreichend repolarisiert, bleiben viele Natriumkanäle im „inaktivierten“ Zustand. Außerdem könnten sich Kanäle, die in den „geschlossenen“ Zustand schalten, öffnen, aber nicht synchron. Das Endergebnis ist ein Gleichgewicht mit einer Mischung aus Natriumkanälen in offenen, geschlossenen und inaktivierten Zuständen. Es gibt nicht genug „geschlossene“ Kanäle, um auf offen umzuschalten, es gibt nicht genug „offene“ Kanäle, um die Membran stärker zu depolarisieren, und wenn „inaktivierte“ Kanäle auf „geschlossen“ umschalten, gibt es andere Kanäle, die von „offen“ umschalten. zu 'inaktiviert'
Dieser gesamte Zustand wird als "Depolarisationsblock" bezeichnet.
Hier ist eine hilfreiche Übersicht über spannungsgesteuerte Natriumkanäle, die Informationen darüber enthält, was ich in meiner Antwort besprochen habe:
Sie können auch viele weitere Informationen in Lehrbüchern und anderswo finden, wenn Sie nach dem Begriff „Depolarisationsblock“ suchen. Beachten Sie auch, dass ich die Gating-Übergänge für spannungsgesteuerte Natriumkanäle für den Zweck dieser Antwort vereinfacht habe, sodass einige Quellen möglicherweise ein komplizierteres System erklären. Die allgemeinen Prinzipien gelten jedoch immer noch für die Frage.