イオンチャンネルとは？

イオンチャネルは、すべての生体細胞の細胞膜内にあります。 チャネルは、原形質膜に細孔を作成するタンパク質によって形成されます。 細孔は、細胞膜を直接通過できないイオンが細胞内外に移動できるようにします。 ほとんどのチャネルは複数のタンパク質で構成されており、実際には膜内にあるタンパク質の複合体です。

原子の一種であるイオンは、電子と陽子の数が等しくないことで区別されます。 イオンは、それぞれ電子またはプロトンが多いかどうかに応じて、負または正の電荷を持ちます。 細胞膜を構成するリン脂質二重層は、独自の電荷を持ち、実際に自由に通過するイオンに対するバリアとして機能します。 これが、細胞膜内にイオンチャネルが必要な理由です。

イオンチャネルは、電気絶縁体として機能し、イオンが細胞に出入りする経路を提供します。 各イオンチャネルは、細胞膜の一方の側から他方の側にイオンを移動させるプロセスで触媒として機能します。 チャネルは開いていても閉じていてもよく、イオンがイオンチャネルの正しいサイトに結合すると、2つの状態間の遷移が発生します。

イオンチャネルの開いた状態と閉じた状態の間の変化は、ゲーティングと呼ばれます。 外部要因は、ゲートが開いているか閉じているかで役割を果たします。 イオンチャネルにはさまざまなグループがあり、ゲートを開閉する際に物理的および化学的な外部要因が果たす役割に応じてグループ化できます。

一部のイオンチャネルは「リガンドゲーティング」されており、リガンドまたは神経伝達物質などの化学メッセンジャーがチャネル上の受容体に結合すると開閉します。 電圧ゲート型イオンチャネルは、チャネルを取り巻く電位差（または電圧）が変化すると開閉します。 この種は、神経細胞および筋肉細胞に最もよく見られます。 セカンドメッセンジャーゲートイオンチャネルの活性は、Gタンパク質と呼ばれるタンパク質のグループによって調節されます。 機械受容チャネルは、タッチや浸透圧の変化などの外部の機械的刺激によって刺激されます。

外部変調器によって活性化されるだけでなく、イオンチャネルは、どのイオンがチャネルを通過するかに関しても選択的です。 イオンの形状、サイズ、および電荷は、チャネルが開閉するかどうかに影響を与え、細胞膜を横切る動きを可能にします。 イオン特異的チャネルの一般的な例には、カリウムチャネル、塩化物チャネル、ナトリウムチャネル、およびカルシウムチャネルが含まれます。