Potassium/ja: Difference between revisions

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====制御メカニズム====

====~~Control mechanisms~~====

血漿中のカリウム含量は、4つの基本的なメカニズムによって厳密に制御されており、これらのメカニズムには様々な名称や分類がある。これらは以下の通りである：

~~Potassium content in the plasma is tightly controlled by four basic mechanisms, which have various names and classifications. These are:~~

# 反応性ネガティブ・フィードバック・システム、

# ~~a reactive negative-feedback system,~~

# 反応性フィードフォワードシステム

# ~~a reactive feed-forward system,~~

# 予測または[[circadian/ja|概日]]システム、および

# ~~a predictive or~~ [[circadian]] ~~system, and~~

# 内部または細胞膜輸送システムである。

# ~~an internal or cell membrane transport system.~~

最初の3つを総称して「外部カリウム恒常性システム」、最初の2つを「反応性カリウム恒常性システム」と呼ぶこともある。

~~Collectively, the first three are sometimes termed the "external potassium homeostasis system"; and the first two, the "reactive potassium homeostasis system".~~

* 反応性ネガティブフィードバックシステムとは、血漿カリウムの上昇（カリウムの摂取、細胞外への移行、静脈内注入）に反応して、カリウムの腎分泌を誘導するシステムのことである。

* The reactive negative-feedback system refers to the system that induces renal secretion of potassium in response to a rise in the plasma potassium (potassium ingestion, shift out of cells, or intravenous infusion.)

* 反応性フィードフォワード系とは、血漿カリウムが上昇する前に、カリウム摂取に反応して腎カリウム分泌を誘導する、不完全に理解されている系を指す。これはおそらく、摂取されたカリウムを検出し、[[vagal/ja|迷走神経]][[afferent nerve fiber/ja|求心性]]シグナルを誘発する腸細胞のカリウム受容体によって開始される。

* The reactive feed-forward system refers to an incompletely understood system that induces renal potassium secretion in response to potassium ingestion prior to any rise in the plasma potassium. This is probably initiated by gut cell potassium receptors that detect ingested potassium and trigger [[vagal]] [[afferent nerve fiber|~~afferent~~]] ~~signals to the pituitary gland.~~

* 予測系または概日系は、カリウム摂取の有無や量とは無関係に、食事の時間帯（例えばヒトでは昼間、げっ歯類では夜間）にカリウムの腎分泌を増加させる。これは脳（中枢時計）の[[suprachiasmatic nucleus/ja|視交叉上核]]にある[[circadian oscillator/ja|概日発振器]]によって媒介され、腎臓（末梢時計）にこのリズムの概日法でカリウムを分泌させる。

* The predictive or circadian system increases renal secretion of potassium during mealtime hours (e.g. daytime for humans, nighttime for rodents) independent of the presence, amount, or absence of potassium ingestion. It is mediated by a [[~~circadian oscillator~~]] ~~in the~~ [[~~suprachiasmatic nucleus~~]] ~~of the brain (central clock), which causes the kidney (peripheral clock) to secrete potassium in this rhythmic circadian fashion.~~[[File:Scheme sodium-potassium pump-en.svg|thumb|right|upright=1.8|~~The action of the~~ [[sodium-potassium pump]] ~~is an example of primary~~ [[active transport]]~~. The two carrier proteins embedded in the cell membrane on the left are using~~ [[Adenosine triphosphate|ATP]] to move sodium out of the cell against the concentration gradient; The two proteins on the right are using secondary active transport to move potassium into the cell. This process results in reconstitution of ATP.]]

* The ion transport system moves potassium across the cell membrane using two mechanisms. One is active and pumps sodium out of, and potassium into, the cell. The other is passive and allows potassium to leak out of the cell. Potassium and sodium cations influence fluid distribution between intracellular and extracellular compartments by [[osmotic]] ~~forces. The movement of potassium and sodium through the cell membrane is mediated by the~~ [[Na⁺/K⁺-ATPase]] ~~pump. This~~ [[Ion transporter|~~ion pump~~]] ~~uses~~ [[Adenosine triphosphate|ATP]] ~~to pump three sodium ions out of the cell and two potassium ions into the cell, creating an electrochemical gradient and electromotive force across the cell membrane. The highly selective~~ [[potassium ion channels]] ~~(which are~~ [[tetramer]]~~s) are crucial for~~ [[Hyperpolarization (biology)|~~hyperpolarization~~]] inside [[neuron]]s after an action potential is triggered, to cite one example. The most recently discovered potassium ion channel is KirBac3.1, which makes a total of five potassium ion channels (KcsA, KirBac1.~~1, KirBac3~~.~~1, KvAP, and MthK) with a determined structure~~. ~~All five are from~~ [[prokaryotic]] ~~species.~~

* イオン輸送系は、2つのメカニズムを用いてカリウムを細胞膜を横切って移動させる。一つは能動的で、ナトリウムを細胞外に、カリウムを細胞内に送り出す。もう1つは受動的で、カリウムを細胞外に漏出させる。カリウムとナトリウムの陽イオンは、[[osmotic/ja|浸透圧]]力によって細胞内区画と細胞外区画の間の体液分布に影響を与える。細胞膜を介したカリウムとナトリウムの移動は、[[Na⁺/K⁺-ATPase/ja|Na⁺/K⁺-ATPase]]ポンプによって媒介される。この[[Ion transporter/ja|イオンポンプ]]は、[[Adenosine triphosphate/ja|ATP]]を用いて、3つのナトリウムイオンを細胞外に、2つのカリウムイオンを細胞内に送り出し、細胞膜全体に電気化学的勾配と起電力を作り出す。非常に選択性の高い[[potassium ion channels/ja|カリウムイオンチャネル]]（[[tetramer/ja|四量体]]である）は、一例を挙げると、活動電位が引き起こされた後の[[neuron/ja|ニューロン]]内の[[Hyperpolarization (biology)/ja|過分極]]に極めて重要である。最も最近発見されたカリウムイオンチャネルはKirBac3.1であり、これで構造が決定されたカリウムイオンチャネルは全部で5つ（KcsA、KirBac1.1、KirBac3.1、KvAP、MthK）となった。5つとも[[prokaryotic/ja|原核生物]]由来のものである。

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 血漿中のカリウムの欠乏である[[Hypokalemia/ja|低カリウム血症]]は、重症になると致命的である。一般的な原因は、消化管喪失の増加（[[vomiting/ja|嘔吐]]、[[diarrhea/ja|下痢]]）および腎喪失の増加（[[polyuria/ja|利尿]]）である。欠乏症状としては、筋力低下、[[paralytic ileus/ja|麻痺性イレウス]]、心電図異常、反射反応低下；重症の場合は呼吸麻痺、[[alkalosis/ja|アルカローシス]]、[[cardiac arrhythmia/ja|心不整脈]]などがある。
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+====制御メカニズム====
-====Control mechanisms====
+血漿中のカリウム含量は、4つの基本的なメカニズムによって厳密に制御されており、これらのメカニズムには様々な名称や分類がある。これらは以下の通りである：
-Potassium content in the plasma is tightly controlled by four basic mechanisms, which have various names and classifications. These are:
+# 反応性ネガティブ・フィードバック・システム、
-# a reactive negative-feedback system,
+# 反応性フィードフォワードシステム
-# a reactive feed-forward system,
+# 予測または[[circadian/ja|概日]]システム、および
-# a predictive or [[circadian]] system, and
+# 内部または細胞膜輸送システムである。
-# an internal or cell membrane transport system.
+最初の3つを総称して「外部カリウム恒常性システム」、最初の2つを「反応性カリウム恒常性システム」と呼ぶこともある。
-Collectively, the first three are sometimes termed the "external potassium homeostasis system"; and the first two, the "reactive potassium homeostasis system".
+* 反応性ネガティブフィードバックシステムとは、血漿カリウムの上昇（カリウムの摂取、細胞外への移行、静脈内注入）に反応して、カリウムの腎分泌を誘導するシステムのことである。
-* The reactive negative-feedback system refers to the system that induces renal secretion of potassium in response to a rise in the plasma potassium (potassium ingestion, shift out of cells, or intravenous infusion.)
+* 反応性フィードフォワード系とは、血漿カリウムが上昇する前に、カリウム摂取に反応して腎カリウム分泌を誘導する、不完全に理解されている系を指す。これはおそらく、摂取されたカリウムを検出し、[[vagal/ja|迷走神経]][[afferent nerve fiber/ja|求心性]]シグナルを誘発する腸細胞のカリウム受容体によって開始される。
-* The reactive feed-forward system refers to an incompletely understood system that induces renal potassium secretion in response to potassium ingestion prior to any rise in the plasma potassium. This is probably initiated by gut cell potassium receptors that detect ingested potassium and trigger [[vagal]] [[afferent nerve fiber|afferent]] signals to the pituitary gland.
+* 予測系または概日系は、カリウム摂取の有無や量とは無関係に、食事の時間帯（例えばヒトでは昼間、げっ歯類では夜間）にカリウムの腎分泌を増加させる。これは脳（中枢時計）の[[suprachiasmatic nucleus/ja|視交叉上核]]にある[[circadian oscillator/ja|概日発振器]]によって媒介され、腎臓（末梢時計）にこのリズムの概日法でカリウムを分泌させる。
-* The predictive or circadian system increases renal secretion of potassium during mealtime hours (e.g. daytime for humans, nighttime for rodents) independent of the presence, amount, or absence of potassium ingestion. It is mediated by a [[circadian oscillator]] in the [[suprachiasmatic nucleus]] of the brain (central clock), which causes the kidney (peripheral clock) to secrete potassium in this rhythmic circadian fashion.[[File:Scheme sodium-potassium pump-en.svg|thumb|right|upright=1.8|The action of the [[sodium-potassium pump]] is an example of primary [[active transport]]. The two carrier proteins embedded in the cell membrane on the left are using [[Adenosine triphosphate|ATP]] to move sodium out of the cell against the concentration gradient; The two proteins on the right are using secondary active transport to move potassium into the cell. This process results in reconstitution of ATP.]]
+[[File:Scheme sodium-potassium pump-ja.svg|thumb|right|upright=1.8|[[sodium-potassium pump/ja|ナトリウム-カリウムポンプ]]の作用は、一次[[active transport/ja|能動輸送]]の一例である。左側の細胞膜に埋め込まれた2つの担体タンパク質は、[[Adenosine triphosphate/ja|アデノシン三リン酸|ATP]]を使ってナトリウムを濃度勾配に逆らって細胞外に移動させている。右側の2つのタンパク質は、二次的能動輸送を使ってカリウムを細胞内に移動させている。この過程でATPが再構成される。]]
-* The ion transport system moves potassium across the cell membrane using two mechanisms. One is active and pumps sodium out of, and potassium into, the cell. The other is passive and allows potassium to leak out of the cell. Potassium and sodium cations influence fluid distribution between intracellular and extracellular compartments by [[osmotic]] forces. The movement of potassium and sodium through the cell membrane is mediated by the [[Na⁺/K⁺-ATPase]] pump. This [[Ion transporter|ion pump]] uses [[Adenosine triphosphate|ATP]] to pump three sodium ions out of the cell and two potassium ions into the cell, creating an electrochemical gradient and electromotive force across the cell membrane. The highly selective [[potassium ion channels]] (which are [[tetramer]]s) are crucial for [[Hyperpolarization (biology)|hyperpolarization]] inside [[neuron]]s after an action potential is triggered, to cite one example. The most recently discovered potassium ion channel is KirBac3.1, which makes a total of five potassium ion channels (KcsA, KirBac1.1, KirBac3.1, KvAP, and MthK) with a determined structure. All five are from [[prokaryotic]] species.
+* イオン輸送系は、2つのメカニズムを用いてカリウムを細胞膜を横切って移動させる。一つは能動的で、ナトリウムを細胞外に、カリウムを細胞内に送り出す。もう1つは受動的で、カリウムを細胞外に漏出させる。カリウムとナトリウムの陽イオンは、[[osmotic/ja|浸透圧]]力によって細胞内区画と細胞外区画の間の体液分布に影響を与える。細胞膜を介したカリウムとナトリウムの移動は、[[Na⁺/K⁺-ATPase/ja|Na⁺/K⁺-ATPase]]ポンプによって媒介される。この[[Ion transporter/ja|イオンポンプ]]は、[[Adenosine triphosphate/ja|ATP]]を用いて、3つのナトリウムイオンを細胞外に、2つのカリウムイオンを細胞内に送り出し、細胞膜全体に電気化学的勾配と起電力を作り出す。非常に選択性の高い[[potassium ion channels/ja|カリウムイオンチャネル]]（[[tetramer/ja|四量体]]である）は、一例を挙げると、活動電位が引き起こされた後の[[neuron/ja|ニューロン]]内の[[Hyperpolarization (biology)/ja|過分極]]に極めて重要である。最も最近発見されたカリウムイオンチャネルはKirBac3.1であり、これで構造が決定されたカリウムイオンチャネルは全部で5つ（KcsA、KirBac1.1、KirBac3.1、KvAP、MthK）となった。5つとも[[prokaryotic/ja|原核生物]]由来のものである。
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