Canaux K2P neuronaux : aspects moléculaires et fonctionnels Neuronal background two-P-domain potassium channels : molecular and functional aspects

Résumé

Parmi les canaux ioniques, les canaux sélectifs pour l’ion K⁺ constituent la famille la plus vaste et la plus diversifiée. Dans le cerveau, ils contrôlent l’excitabilité neuronale et la libération de neurotransmetteurs. Dans les cellules non-excitables, ils contribuent à l’homéostasie du K⁺ et à la régulation du volume cellulaire. Les canaux à deux domaines P, appelés canaux K_2P, forment l’une des trois grandes classes structurales de canaux K⁺. Ces canaux sont largement exprimés dans les systèmes nerveux central et périphérique. Ils produisent des courants instantanés et indépendants du potentiel qui sont qualifiés de courants de fond. La régulation des canaux K_2P par les neurotransmetteurs et les hormones, et par une large variété de stimulus physiques et chimiques s’accompagne de profonds changements de l’excitabilité neuronale. L’activation de ces canaux K_2P par les anesthésiques volatils et par des agents neuroprotecteurs suggère qu’ils constituent des cibles intéressantes pour le développement de nouveaux médicaments.

Summary

Background K⁺ conductances are a major determinant of membrane resting potential and input resistance, two key components of neuronal excitability. Background channels have been cloned and form a K⁺ channel family structurally different from K_v, K_Ca and K_ir channels. These channels with 2P domains (K_2P channels) are voltage- and time-independent. They are relatively insensitive to classical potassium channels blockers such as TEA, 4-AP, Ba²⁺ and Cs⁺. TASK and TREK subunits are widely expressed in the nervous system. Open at rest, these channels mainly contribute to the resting potential of somatic motoneurons, brainstem respiratory and chemoreceptor neurones, and cerebellar granule cells. K_2P channels are regulated by numerous physical and chemical stimuli including extracellular and intracellular pH, temperature, hypoxia, pressure, bioactive lipids, and neurotransmitters. The regulation of these background K⁺ channels profoundly alters the neuronal excitability. For example, in Aplysia, regulation of a background potassium conductance by neurotransmitters is involved in synaptic modulation, a simple and primitive form of learning. The recent discovery that clinical compounds such as volatile anaesthetics and other neuroprotective agents including riluzole and unsaturated fatty acids activate K_2P channels suggest that neuronal background K⁺ channels are attractive targets for the development of new drugs.