Wat zijn kaliumkanalen?
Kaliumkanalen zijn een vorm van ionenkanalen die in bijna alle levende wezens voorkomen. Deze kanalen omspannen de membranen van cellen en bieden een middel waarmee kaliumionen cellen in en uit cellen kunnen bewegen. De beweging van kalium in en uit cellen creëert een kaliumgradiënt die helpt bij het instellen van het actiepotentiaal en het rustmembraanpotentieel van een cel.
Er zijn vier soorten transportkanalen voor kaliumionen. Calciumgeactiveerde kaliumkanalen openen en sluiten als reactie op chemische signalen van calciumionen. Naar binnen gelijkrichtende kanalen passeren een positief geladen stroom gemakkelijker in een cel dan de stroom uit een cel, waardoor een extra regulerend effect mogelijk is. Tandemporiedomeinkanalen worden constant opengehouden of hebben een hoge activeringssnelheid. Deze kanalen zorgen voor een hoge snelheid van kaliumbeweging. Spanningsafhankelijke kaliumkanalen openen en sluiten in reactie op transmembraanspanningsveranderingen.
Alle soorten kaliumkanalen hebben een karakteristieke structuur. De basis kaliumkanaalstructuur is een tetrameer molecuul dat een eiwitklasse vormt die een integraal membraaneiwit wordt genoemd. Het molecuul bestaat uit vier identieke subeenheden die een eiwitcomplex vormen met een viervoudige symmetrie. Het complex is gerangschikt rond een centrale porie waardoor ionen worden geleid.
De functie van het kaliumkanaal is het overbrengen van kaliumionen tussen cellen en extracellulaire ruimtes. De meeste cellen handhaven een kaliumconcentratie die veel hoger is dan de concentratie die wordt gehandhaafd in extracellulaire ruimtes, waardoor een ladingsgradiënt over cellulaire membranen wordt gecreëerd. Beweging van kalium en andere ionen zoals natrium en calcium via verschillende soorten kanalen maakt deel uit van een continu cellulair proces dat helpt bij het reguleren van veel biologische functies.
Kaliumkanalen zijn zeer alomtegenwoordig in de natuurlijke wereld en zijn aanwezig in bijna alle levende wezens. Deze kanalen hebben een grote verscheidenheid aan biologische functies, bijvoorbeeld bij het reguleren van actiepotentiaal in hartspieren en bij het reguleren van cellulaire processen die de secretie van hormonen zoals insuline regelen. In neuronen helpt de beweging van kaliumionen over kanalen om actiepotentiaal in te stellen, de golf van elektrochemische energie waarmee de cellen neurologische signalen kunnen uitzenden.
Omdat kaliumionkanalen sterk betrokken zijn bij de regulatie van het hartritme, wordt kaliumkanaalblokkering meestal voorgeschreven voor veel soorten hartritmestoornissen. Wanneer het hartritme abnormaal is, kan kaliumkanaalblokkeermedicatie een normaal ritme herstellen door de duur van actiepotentialen te verhogen. Deze medicijnen kunnen worden gebruikt als vaatverwijders in aanvulling op hun meer gebruikelijke gebruik als geneesmiddelen tegen aritmie.