Wat zijn ionkanalen?
ionkanalen worden gevonden binnen de celmembranen van alle biologische cellen. De kanalen worden gevormd door eiwitten die poriën in het plasmamembraan creëren. Met de poriën kunnen 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 worden onderscheiden 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 phosopholipide dubbellaag die een celmembraan vormt, heeft zijn eigen lading en fungeert eigenlijk als een barrière voor ionen die er vrij doorheen gaan. Dit is de reden dat ionkanalen nodig zijn binnen celmembranen.
ionkanalen fungeren als elektrische isolatoren en bieden een route voor ionen om in of uit een cel te steken. Elk ionkanaal werkt als een katalysator in het proces dat het ion verplaatstvan de ene kant van het celmembraan naar de andere. Het kanaal kan open of gesloten zijn, met de overgang tussen de twee toestanden die plaatsvinden 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 in de vraag of de poort open of gesloten is. Er zijn verschillende groepen ionkanalen en ze 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 "ligand gated" en deze open en sluiten wanneer een ligand, of een chemische boodschapper zoals een neurotransmitter, bindt aan een receptor op het kanaal. Spanningsgated ionkanalen worden geopend of gesloten wanneer er veranderingen zijn in het elektrische potentiaalverschil - of spanning - rondom het kanaal. Dit soort wordt meestal in de zenuw gevondenen spiercellen. Tweede messenger gated ionkanalen hebben hun activiteit gemoduleerd door een groep eiwitten die G-eiwitten worden genoemd. Mechanosensitieve kanalen worden gestimuleerd door externe mechanische stimuli, zoals aanraking en veranderingen in osmotische druk.
Naast geactiveerd door externe modulatoren kunnen ionkanalen ook selectief zijn over welke ionen het kanaal passeren. De vorm, grootte en lading van een ion kunnen beïnvloeden of een kanaal zal openen of sluiten en beweging over het celmembraan mogelijk maakt. Veel voorkomende voorbeelden van ionspecifieke kanalen zijn kaliumkanalen, chloridekanalen, natriumkanalen en calciumkanalen.