Іонний канал

А Іонний канал є трансмембранним білком, який утворює пори в мембрані і дозволяє іонам проходити через мембрану. Іони є електрично зарядженими частинками, вони можуть бути позитивно, але й негативно заряджені. Вони перебувають у постійному обміні між клітиною та її середовищем або іншою сусідньою клітиною.

Що таке іонний канал?

Мембрана клітини складається з ліпідного двошарового. Іонні канали - це трансмембранні білки, які охоплюють мембрану і дозволяють іонам проходити крізь неї. Іонні канали також відомі як білки каналів, оскільки вони утворюють прохід.

Групу іонних каналів поділяють на різні категорії, активні та пасивні іонні канали. Активні іонні канали генерують проходження іонів через активний транспорт, тому для цього процесу їм потрібна енергія. З іншого боку, пасивні іонні канали не споживають ніякої енергії і дозволяють іонам проходити по існуючому електрохімічному градієнту. Цей градієнт можна розділити на хімічну та електричну складові. Хімічний градієнт описує градієнт концентрації. Частинки певної речовини, наприклад калію, рухаються неузгоджено між двома відділеннями за допомогою іонних каналів.

Це призводить до рівномірного розподілу цих частинок між двома відділеннями. Це також відоме як броунівський молекулярний рух. Електричний градієнт, з іншого боку, містить розподіл електричної напруги. Наприклад, якщо в купе підвищений негативний заряд, утворюється електричний градієнт. Позитивні частинки іншого відсіку потім переміщуються до негативно зарядженого відсіку, щоб компенсувати нерівну напругу, накопичену градієнтом. Канали активних іонів працюють конкретно проти градієнта. Наприклад, вони можуть транспортувати подальші негативно заряджені частинки у вже негативно заряджений відсік. Однак цей процес вимагає витрат енергії.

Функція, ефект та завдання

Іонні канали мають різноманітні функції. Керовані передавачем іонні канали в синапсах нервових клітин відіграють важливу роль у передачі сигналів між різними нейронами. Ці типи іонних каналів розташовані при постсинаптичному припиненні.

Якщо є вхідний сигнал, синапс звільняє певний нейротрансмітер. Це потрапляє в синаптичну щілину і зв’язується з рецепторами іонних каналів, керованих передавачем. Це відкриває їх і змінює мембранний потенціал постсинапсу. Залежно від ситуації, тоді виникає збудливий або гальмівний мембранний потенціал. Це залежить від того, підвищується чи знижується потенціал мембрани, і це в свою чергу визначається припливом іонів через керований передавачем іонний канал. Передача подразників у нейроні, це може бути в головному або спинному мозку, породжується іонними каналами. Наприклад, можливий процес бачення, але також передача подразників у разі такого рефлексу, як рефлектор заднього суглоба.

Коли відбувається зміна мембранного потенціалу, іонні канали відкриваються вздовж нейронів. Це створює передачу зміненого потенціалу мембрани вздовж нейрона, аналогічного ефекту доміно. Напруга мембрани виникає через те, що всередині нейрона є негативний заряд і позитивний заряд у позаклітинній області. Якщо перевищується так званий потенціал спокою напруги мембрани, відбувається гіперполяризація мембрани. Це робить натяг мембрани ще більш негативним. Це відбувається через відкриття або також закриття іонних каналів. Ці іонні канали - це калієві, кальцієві, хлоридні та натрієві канали. Вони залежать від напруги, тому відкриваються або закриваються залежно від потенціалу мембрани.

Цей процес відомий як потенціал дії і поділяється на різні етапи. Спочатку йде фаза ініціації. Далі йде деполяризація з подальшим реполяризацією, при якій потенціал спокою знову досягається. Однак зазвичай гіперполяризація виникає перед реполяризацією. Це служить для того, щоб не виникати подальший потенціал дії безпосередньо після того, як потенціал дії відбувся, і що виникає постійний стимул. Іонні канали також виконують важливу функцію в регулюванні осмосу та підтриманні кислотно-лужної рівноваги в організмі.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Як вже було сказано, існують активні та пасивні іонні канали. Однак їх можна також розрізнити на основі способу їх контролю. Це іонні канали, керовані напругою, які використовуються для передачі подразників у нейронах. Вони також можуть управлятися лігандами, такими як керовані передавачем іонні канали синапсів для передачі сигналів до інших нейронів або також для передачі сигналів м'язам.

Далі іонні канали - це механочутливі канали. Вони регулюються механічними подразниками, такими як тиск. Іонні канали з контрольованою температурою відкриваються або закриваються, коли досягається певне порогове значення температури. А іонно-керовані іонні канали регулюються певною довжиною хвилі світла. Прикладом цього є родопсин, який зв’язаний з каналом і регулює його. Вони виникають, наприклад, в очах і інтегруються в зоровий процес.

Хвороби та розлади

Іонні канали можуть бути уражені деякими захворюваннями. Одним із прикладів є дефектний канал кальцію в мозочку. Цей дефект є пусковим фактором епілепсії. Інший приклад - синдром Ламберта-Ітона.

У пацієнтів виробляються антитіла проти кальцієвих каналів нервово-м’язової кінцевої пластинки. Це область передачі подразника між нейронами та м’язами. Сигнали слабшають і виникає м’язова слабкість. Чоловіки, як правило, страждають цим станом, ніж жінки.