Canal potassique

En biologie cellulaire, les canaux potassiques constituent le type le plus répandu de canal ionique et sont présents dans pratiquement tous les organismes vivants[1]. Ils forment des pores traversant les membranes cellulaires et sont sélectifs aux ions potassium. On les trouve dans la plupart des types de cellules et ils contrôlent un large éventail de fonctions cellulaires[2],[3].

Vue de dessus d'un canal potassique (PDB 1BL8) laissant passer un ion potassium (en violet)

Rôles

Dans les cellules excitables comme les neurones, ils sont responsables des potentiels d'action et définissent le potentiel membranaire de repos.

Contribuant à la régulation de la durée du potentiel d'action dans le muscle cardiaque, le dysfonctionnement des canaux potassiques peut provoquer des arythmies mortelles.

Ils interviennent également dans la régulation des processus cellulaires tels que les sécrétions d'hormones (par exemple, la libération d'insuline par les cellules bêta dans le pancréas), leur mauvais fonctionnement pouvant entraîner des maladies comme le diabète.

Classes

Il existe quatre grandes classes de canaux potassiques :

  • Les canaux potassiques activés par le calcium, ouverts en réponse à la présence d'ions calcium (ou d'autres molécules activatrices).
  • Les canaux potassiques à rectification interne : un courant facilite le passage vers l'intérieur de la cellule.
  • Les canaux potassiques à quatre segments transmembranaires sont constitutivement ouverts ou possèdent une haute activation basale. Appelés aussi canaux potassiques de repos ou canaux de fuite, lorsqu'ils sont ouverts, ils permettent aux ions potassium de traverser la membrane à une vitesse comparable à une diffusion dans de l'eau pure.
  • Les canaux potassiques dépendants du potentiel sont des canaux ioniques voltage-dépendants qui s'ouvrent ou se ferment en réponse à des changements dans le potentiel transmembranaire.

Le tableau suivant présente une comparaison des principales classes de canaux de potassium avec des exemples représentatifs (pour une liste complète de canaux au sein de chaque classe, voir la page des classes respectives).
Classes de canaux potassiques, rôle et pharmacologie[4].
Classe Sous-classes Fonction Bloqueurs Activateurs
activés par le calcium
6T & 1P
  • BK channel
  • SK channel
  • Inhibition suite à des stimuli augmentant le calcium intracellulaire
  • 1-EBIO
  • NS309
  • CyPPA
à rectification interne
2T & 1P
  • ROMK (Kir1.1)
  • Recyclage et sécrétion de potassium des néphrons
  • Non sélectif : Ba2+, Cs+
  • aucun
  • Courant potassique rectifiant activé par les protéines G (Kir3.x)
  • Médiation de l'effet inhibiteur de nombreux récepteurs couplés aux protéines G (RCPG).
  • RCPG antagonistes
  • ifenprodil[5]
  • RCPG agonistes
  • ATP-sensitive (Kir6.x)
  • Fermé quand la concentration en ATP est suffisamment forte pour provoquer la sécrétion d'insuline.
à domaines en tandem
4T & 2P
  • Contribue au potentiel de repos
dépendants du potentiel
6T & 1P
  • hERG (Kv11.1)
  • KvLQT1 (Kv7.1)
  • Repolarisation des potentiels d'action
  • Limite la fréquence des potentiels d'action (cause dysrythmie)

Voir aussi

  • KCNK3, une protéine constituante d'un canal potassique à deux pores.
  • Paxilline, un alcaloïde bloqueur des canaux potassiques.

Références

  1. (en) J.T. Littleton, B. Ganetzky, « Ion channels and synaptic organization: analysis of the Drosophila genome », Neuron, vol. 26, no 1,‎ , p. 35–43 (PMID 10798390, DOI 10.1016/S0896-6273(00)81135-6)
  2. (en) Bertil Hille, Ion channels of excitable membranes, Sunderland, Mass, Sinauer, , 3e éd. (ISBN 978-0-87893-321-1), « Chapter 5: Potassium Channels and Chloride Channels », p. 131–168
  3. (de) Jessell, Thomas M.; Kandel, Eric R.; Schwartz, James H., Principles of Neural Science, New York, McGraw-Hill, , 4th éd. (ISBN 978-0-8385-7701-1, LCCN 99044479), « Chapter 6: Ion Channels », p. 105–124
  4. (en) Rang, HP, Pharmacology, Edinburgh, Churchill Livingstone, , 5e éd. (ISBN 978-0-443-07145-4), p. 60
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  6. (en) Enyedi P, Czirják G, « Molecular background of leak K+ currents: two-pore domain potassium channels », Physiological Reviews, vol. 90, no 2,‎ , p. 559–605 (PMID 20393194, DOI 10.1152/physrev.00029.2009)
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  22. (en) Rogawski MA, Bazil CW, « New molecular targets for antiepileptic drugs: alpha2delta, SV2A, and Kv7/KCNQ/M potassium channels », Curr Neurol Neurosci Rep, vol. 8, no 4,‎ , p. 345–52 (PMID 18590620, PMCID 2587091, DOI 10.1007/s11910-008-0053-7)
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