心筋内向き整流カリウムチャンネルのルビジウムイオンの透過と抑制効果

• Project/Area Number: 04670076
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurophysiology and muscle physiology
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松田 博子 九州大学, 医学部, 助教授 (10181736)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1992: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 内向き整流カリウムチャンネル / ルビジウムイオン / 心筋細胞

Research Abstract

細胞内ルビジウム(Rb)イオンは、20-40mMの濃度で、モルモット心室筋の内向き整流カリウム(K)チャンネルの外向き電流の振幅を減少させた。細胞外Rbイオンによるブロックの際観察された、ユニット電流の1/3と2/3の大きさのサブレベルは認められなかった。これはブロックのキネティックスが速いためと考えられる。抑制の程度はナトリウムイオンより弱く、40mMのRbは、細胞内外のK濃度が150mMでKの平衡電位より90mV正側で、外向き電流をコントロール値の2/3に抑制した。
細胞内Kイオンを全てRbイオンに置換する(細胞外液は150mMKCl液)と、外向きの単一チャンネル電流は見えなくなった。内向きK電流は、コンダクタンスがやや減少するのみで、-70mVで測定した平均開時間、閉時間は変化しなかった。
150mMのKを含み、カルシウムイオンを低く(0.1μM以下)した電極内液を用い、outside-out patchを作製し、細胞外液を150mMKCl液から150mMRbCl液に変えた。内向きの単一チャンネル電流はRb液中では記録できず、外向きK電流のみが認められた。外向き電流の振幅は抑制された。
以上の結果から、1)Rbイオンは細胞内外から内向き整流チャンネルをブロックする。Rbの結合する部位は少なくとも2つあり、外側の結合部位の方がRbに対する親和性が高い。2)Rbイオンは内向き整流Kチャンネルを通過しない。従来マクロ電流記録で内向き整流Kチャンネルを通っていると考えられたRb電流は、背景電流である可能性が高い。