Wat zijn ionenkanalen?

Ionenkanalen worden gevonden in de celmembranen van alle biologische cellen. De kanalen worden gevormd door eiwitten die poriën in het plasmamembraan creëren. De poriën laten ionen die niet rechtstreeks door het celmembraan kunnen passeren in en uit cellen reizen. De meeste kanalen bestaan ​​uit meer dan één eiwit en zijn eigenlijk complexen van eiwitten die in het membraan worden gevonden.

Een type atoom, ionen onderscheiden zich door een ongelijk aantal elektronen en protonen te hebben. Het ion heeft een negatieve of positieve lading, afhankelijk van of er respectievelijk meer elektronen of protonen zijn. De fosfolipide dubbellaag waaruit een celmembraan bestaat, heeft zijn eigen lading en fungeert eigenlijk als een barrière voor ionen die er vrij doorheen gaan. Dit is de reden dat ionenkanalen nodig zijn in celmembranen.

Ionenkanalen fungeren als elektrische isolatoren en bieden een pad voor ionen om in of uit een cel te kruisen. Elk ionkanaal werkt als een katalysator in het proces dat het ion van de ene kant van het celmembraan naar de andere verplaatst. Het kanaal kan open of gesloten zijn, waarbij de overgang tussen de twee toestanden plaatsvindt wanneer een ion bindt aan de juiste plaats op het ionkanaal.

De verandering tussen de open en gesloten toestand van een ionkanaal wordt gating genoemd. Externe factoren spelen een rol bij het openen of sluiten van de poort. Er zijn verschillende groepen ionkanalen en deze kunnen worden gegroepeerd op basis van welke fysische en chemische externe factoren een rol spelen bij het openen en sluiten van de poort.

Sommige ionkanalen zijn "ligandpoorten" en deze openen en sluiten wanneer een ligand, of een chemische boodschapper zoals een neurotransmitter, bindt aan een receptor op het kanaal. Spanningsafhankelijke ionkanalen worden geopend of gesloten wanneer er veranderingen zijn in het elektrische potentiaalverschil - of spanning - rondom het kanaal. Dit soort wordt meestal aangetroffen in zenuw- en spiercellen. Tweede messenger gated ionkanalen hebben hun activiteit gemoduleerd door een groep eiwitten genaamd G-eiwitten. Mechanosensitieve kanalen worden gestimuleerd door externe mechanische stimuli, zoals aanraking en veranderingen in osmotische druk.

Behalve dat ze worden geactiveerd door externe modulatoren, kunnen ionkanalen ook selectief zijn met betrekking tot welke ionen het kanaal passeren. De vorm, grootte en lading van een ion kan beïnvloeden of een kanaal opent of sluit en beweging over het celmembraan mogelijk maakt. Algemene voorbeelden van ionspecifieke kanalen omvatten kaliumkanalen, chloridekanalen, natriumkanalen en calciumkanalen.