Что такое ионные каналы?

Ионные каналы находятся внутри клеточных мембран всех биологических клеток. Каналы образованы белками, которые создают поры в плазматической мембране. Поры позволяют ионам, которые не могут проходить непосредственно через клеточную мембрану, проходить внутрь и наружу клеток. Большинство каналов состоят из более чем одного белка и на самом деле представляют собой комплексы белков, находящихся внутри мембраны.

Тип атома, ионы различаются наличием неодинакового числа электронов и протонов. Ион имеет либо отрицательный, либо положительный заряд в зависимости от того, есть ли больше электронов или протонов, соответственно. Фософолипидный бислой, который составляет клеточную мембрану, имеет свой собственный заряд и фактически действует как барьер для проходящих через него ионов. Это причина того, что ионные каналы необходимы внутри клеточных мембран.

Ионные каналы действуют как электрические изоляторы и обеспечивают путь для прохождения ионов в клетку или из нее. Каждый ионный канал действует как катализатор в процессе, который перемещает ион с одной стороны клеточной мембраны на другую. Канал может быть либо открытым, либо закрытым, при этом переход между двумя состояниями происходит, когда ион связывается с правильным участком на ионном канале.

Изменение между открытым и закрытым состоянием ионного канала называется стробированием. Внешние факторы играют роль в том, открыты ли ворота или закрыты. Существуют различные группы ионных каналов, и они могут быть сгруппированы в соответствии с тем, какие физические и химические внешние факторы играют роль в открытии и закрытии ворот.

Некоторые ионные каналы являются «лигандно-управляемыми», и они открываются и закрываются, когда лиганд или химический мессенджер, такой как нейротрансмиттер, связывается с рецептором на канале. Ионные каналы со стробирующим напряжением открываются или закрываются при изменении разности электрических потенциалов - или напряжения - вокруг канала. Этот вид чаще всего встречается в нервных и мышечных клетках. Ионные каналы второго мессенджера имеют свою активность, модулированную группой белков, называемых G-белками. Механочувствительные каналы стимулируются внешними механическими раздражителями, такими как прикосновение и изменения осмотического давления.

Будучи активированными внешними модуляторами, ионные каналы также могут быть селективными в отношении того, какие ионы проходят через канал. Форма, размер и заряд иона могут влиять на то, будет ли канал открываться или закрываться и позволять движение через клеточную мембрану. Обычные примеры ион-специфических каналов включают калиевые каналы, хлоридные каналы, натриевые каналы и кальциевые каналы.