Kaliumutstrømning

Kaliumutstrømning er strømmen av kaliumioner (K+) gjennom kaliumkanaler i cellemembranen. Den drives av den elektrokjemiske gradienten for kalium og er en sentral del av den elektriske aktiviteten i nerveceller og muskelceller. Gjennom kaliumutstrømningen påvirkes membranpotensialet, excitabiliteten og hvordan celler responderer på stimuli.

Det finnes flere typer kanaler som bidrar til kaliumutstrømningen. Leakkaliumkanaler gir en konstant permeabilitet for K+, som bidrar til å sette hvilemembranpotensialet. Spenningsstyrte kaliumkanaler aktiveres ved depolarisering og driver repolariseringen etter et aksjonspotensial. Inward-rectifier-kaliumkanaler stabiliserer hvilepotensialet ved å tillate kaliumstrømninger som motvirker unødvendige spenningsendringer. Calcium-aktiverte kaliumkanaler aktiveres av økt intracellulært Ca2+ og bidrar til etterhyperpolarisering samt regulering av impulsmønstre.

Fysiologisk spiller kaliumutstrømningen en viktig rolle i både nervesystemet og hjertet. I nerveceller bidrar utstrømningen av K+ til å avslutte et aksjonspotensial, forme etterhyperpolariseringen og begrense frekvensen av ny fyring. I hjertemuskulaturen er den essensiell for repolarisering av ventrikkelfelt og rytmekontroll. Den elektrokjemiske gradienten gir en hvile-E_K på omtrent -90 mV, noe som hjelper til med å holde membranen relativt negativ i hvile.

Studier av kaliumutstrømningen gjørs ofte ved elektrofysiologiske metoder som patch-clamp. Forstyrrelser i kaliumutstrømningen eller i kanalkomponentenes regulering kan bidra til nevro- og kardiovaskulære tilstander, og kan være mål for legemidler som modulerer kaliumkanaler.