ATP敏感性鉀通道（ATP-sensitive potassium channel，KATP）於1983年由Noma首先在豚鼠的心肌細胞上發現，其特徵是通道活性隨胞內ATP濃度升高而被顯著抑制。KATP通道現已證明多種組織細胞包括人的心肌細胞存在該通道，尤其在心肌缺血、室性心動過速、心衰的情況下，是重要的心臟保護因子，對於指導臨床藥物治療、靶點的選擇上具有重要的指導價值。
定義,分布,電生理特性,生理功能,展望,參考文獻,
定義
ATP敏感性鉀通道（ATP-sensitive potassium channel，KATP）於1983年由Noma首先在豚鼠的心肌細胞上發現，其特徵是通道活性隨胞內ATP濃度升高而被顯著抑制。KATP通道現已證明多種組織細胞包括人的心肌細胞存在該通道，尤其在心肌缺血、室性心動過速、心衰的情況下，是重要的心臟保護因子，對於指導臨床藥物治療、靶點的選擇上具有重要的指導價值。
分布
Morrissey等研究鼠心臟KATP通道每個亞基的分布，結果發現Kir6.1 在心室肌細胞，冠狀動脈平滑肌和內皮細胞中有表達，內皮毛細血管中也有Kir6.1 蛋白表達。 Kir6.2 主要在心室肌和內皮細胞中表達，而平滑肌細胞中沒有表達。SUR1 在心室肌細胞表面強表達(但是冠脈系統中無表達), 而SUR2 主要在心肌和冠狀動脈血管（主要是小血管）表達。在離體心室肌細胞T管中Kir6.2 和SUR2 共表達，在肌纖維上Kir6.1 和 SUR1亞基強表達。Singh等通過共聚焦顯微鏡和亞細胞結構分離的方法亦發現Kir6.2 and SUR2A 大都分布在 心肌上，大多數Kir6.1分布在細胞內，從而推斷心肌KATP是Kir6.2/SUR2A組成的低聚體。在T管內是SUR2B占優勢。儘管Kir6.0亞基不在個別橫紋肌表達，作者推斷T小管類似心肌KATP由Kir6.2/SUR2B組成，至今認為Kir6.2是心肌KATP的主要成分，Kir6.0亞基和相對含量較少的Kir6.1亞基在個別膜表面分布。
電生理特性
KATP的主要特性有：①與細胞膜內、外K+濃度密切相關。KATP通道對K有高度的選擇性通透作用，而對Na的通透性極低。在心肌細胞膜，當電位為0，膜內、外K+濃度差為140 mmol·L時，KATP單通道電導為80S。在血管平滑肌細胞膜內K+濃度為120 mmol·L，膜外為60 mmol·L時，KATP單通道電導為130 s，高於心肌細胞。②通道的活性受細胞內的ATP濃度調節。與電壓依賴型的鉀離子通道不同，KATP通道不受細胞膜電壓的調節。③ KATP通道受G蛋白的調節。激活細胞內的G蛋白，可以拮抗ATP對通道的抑制作用，使KATP通道開放。
生理功能
1心肌缺血的保護因子
在正常心臟組織中，KATP通道由於細胞內高濃度ATP而處於抑制關閉狀態，並不參與動作電位的形成和興奮收縮偶聯，在缺血的情況下（[ATP]i 較低時）KATP開放，縮短動作電位時程，K+外流，加速復極，使動作電位平台期縮短，電壓依賴型鈣離子通道活性下降，Ca2+內流減少，抑制心肌收縮，因此作為心肌缺血的保護因素。也就是說，外向鉀電流增多使動作電位時程縮短，因此降低Ca2+內流以及細胞內Ca2+濃度，儲存ATP。KATP通道通過控制胞質中Ca離子內流縮短動作電位。
2室性心動過速的保護因子
觸發激動是一種激動形成的異常，細胞內Ca2+超載及K+外流減少均可誘發觸發激動。很多研究表明，運動或兒茶酚胺增高性室性心動過速與細胞內Ca2+超載有關。通過離體動物心室乳頭肌及體內的研究發現，小劑量鉀通道開放劑拮抗EAD及觸發激動的形成。此外，ATP耗竭本身也可以抑制Ca2+的振盪釋放、抑制肌漿網上的鈣泵攝取Ca2+，使KATP開放，終止並抑制DAD、EAD致觸發性心律失常。代謝作用敏感性心肌KATP通過調整膜激動性以適應兒茶酚胺壓力下細胞能量需求，表明通道功能對心肌電穩定有很大作用。腎上腺素激動對野生型小鼠來說，動作電位的縮短，產生平滑的去極化曲線，沒有早期後除極，而在KATP缺乏的心肌中，腎上腺素激動產生早期後除極，從而觸發激動和室性心律失常，KATP敲除小鼠的異常電活動和在腎上腺素刺激下產生對冠脈血流減少無關，這種早期後除極易產生觸發活動，擾亂正常節律，產生室性早搏。KATP開放在觸發激動的形成機制中，間接抑制因L-型鈣電流增大所致APD的延長作用，對心室肌細胞具有保護作用，為KATP激動劑用於治療特發性室性心動過速提供了理論依據。
3 與心衰的關係
心衰綜合徵主要的病理變化是瀰漫性心室重構，包括心肌肥厚和纖維化，在高血壓患者中，左室體積增大的幅度是長期預後及心衰失代償發生速率的預測因子，Kane等發現KATP敲除小鼠比野生型小鼠左室容積大三倍，左右房和右室壁明顯肥厚。這些過度重構提示預後不良，因此敲除編碼心肌KATP中Kir6.2亞基的KCNJ11基因, 使心臟對不良應激不敏感，產生心肌復極損傷，激活細胞膜電壓依賴性L-型鈣通道，產生細胞內鈣超載，容易誘發心衰和死亡。編碼心臟K通道的基因缺損會破壞心臟耐受應激的能力，使之易患心力衰竭。心臟對壓力的耐受需要KATP通道對代謝變化的高度感知，以調節膜電壓依賴性細胞功能以適應細胞能量需求，Bienengraeber等對因患擴張性心肌病致心力衰竭和心律失常患者的基因組DNA進行了研究，發現2人的K通道在ABCC9發生了突變，從而改變了KATP通道的調節亞基SUR2A，突變的SUR2A在內源性ATP水解循環中存在構象的異常重構，成為異常的KATP通道表型，破壞心臟耐受應激的能力，從而易患擴張型心肌病。
展望
由於基因技術與膜片鉗、蛋白質化學等技術的有機結合，鉀通道的在心肌中的分布已經得到證實，這些研究明確了鉀通道基因的核苷酸順序、在染色體上的定位，對鉀通道的研究已經不再滿足於基因，而是已經深入到基因所編碼的每一個蛋白質在通道中的具體位置及作用。可以說鉀通道的研究已經進入了後基因時代。目前我們已經初步了解了鉀通道基因表達的特點和調控方式；還對鉀通道的分子結構及其與功能的關係進行了探索，一方面從分子的角度對通道的電生理學特性加以闡述，另一方面揭示了許多抗心律失常藥物的作用機制，並解釋了一些疾病，尤其是遺傳性疾病的病因和病理生理的變化，對鉀通道的研究對於指導臨床工作有著廣泛的套用前景。
參考文獻
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