Co jsou to iontové kanály?

Iontové kanály se nacházejí uvnitř buněčných membrán všech biologických buněk. Kanály jsou tvořeny proteiny, které vytvářejí póry v plazmatické membráně. Póry umožňují iontům, které nemohou procházet přímo buněčnou membránou, cestovat dovnitř a ven z buněk. Většina kanálů je tvořena více než jedním proteinem a ve skutečnosti jsou to komplexy proteinů, které se nacházejí v membráně.

Typ atomu, ionty, se liší tím, že mají nerovnoměrný počet elektronů a protonů. Ion má buď záporný nebo kladný náboj v závislosti na tom, zda existuje více elektronů nebo protonů. Fosopholipidová dvojvrstva, která tvoří buněčnou membránu, má svůj vlastní náboj a ve skutečnosti působí jako bariéra pro ionty, které jimi volně procházejí. To je důvod, že iontové kanály jsou nezbytné v buněčných membránách.

Iontové kanály fungují jako elektrické izolátory a poskytují cestu pro ionty k přechodu buď do buňky, nebo z ní. Každý iontový kanál funguje jako katalyzátor v procesu, který pohybuje iontem z jedné strany buněčné membrány na druhou. Kanál může být buď otevřený nebo uzavřený, s přechodem mezi dvěma stavy, ke kterému dochází, když se ion váže na správné místo na iontovém kanálu.

Změna mezi otevřeným a uzavřeným stavem iontového kanálu se označuje jako hradlování. Vnější faktory hrají roli v tom, zda je brána otevřená nebo zavřená. Existují různé skupiny iontových kanálů a mohou být seskupeny podle toho, jaké vnější a vnější fyzikální faktory hrají roli při otevírání a zavírání brány.

Některé iontové kanály jsou „uzavřeny ligandem“ a ty se otevírají a uzavírají, když se ligand nebo chemický posel, jako je neurotransmiter, váže na receptor na kanálu. Napěťově řízené iontové kanály jsou otevřeny nebo uzavřeny, když dojde ke změnám rozdílu elektrického potenciálu - nebo napětí - obklopujícího kanál. Tento druh se nejčastěji vyskytuje v nervových a svalových buňkách. Druhé messengerem ovládané iontové kanály mají svou aktivitu modulovanou skupinou proteinů nazývaných G-proteiny. Mechanosenzitivní kanály jsou stimulovány vnějšími mechanickými stimuly, jako je dotyk a změny osmotického tlaku.

Kromě aktivace pomocí externích modulátorů mohou být iontové kanály také selektivní, pokud jde o to, které ionty prochází kanálem. Tvar, velikost a náboj iontu může ovlivnit, zda se kanál otevře nebo zavře a umožní pohyb přes buněčnou membránu. Mezi běžné příklady iontově specifických kanálů patří draslíkové kanály, chloridové kanály, sodíkové kanály a vápníkové kanály.