Un canal ionic este o proteină tanmembranară care formează un por în membrană și permite trecerea ionilor prin ea. Ionii sunt particule încărcate electric; pot fi postitive, dar și încărcate negativ. Sunt în schimb constant între celulă și mediul său sau o altă celulă vecină.
Ce este un canal ionic?
Membrana unei celule este formată dintr-un strat strat lipidic. Canalele ionice sunt transmembranare proteine care se întind pe membrană și permit trecerea ionilor. Canalele ionice se mai numesc și canale proteine deoarece formează un pasaj. Grupul de canale ionice este împărțit în diferite categorii, canalele ionice active și canalele ionice pasive. Canalele ionice active creează trecerea ionilor prin transport activ, necesitând astfel energie pentru acest proces. Canalele ionice pasive, pe de altă parte, nu consumă energie și permit trecerea ionilor de-a lungul unui gradient eletrochimic preexistent. Acest gradient poate fi împărțit în componentele chimice și electrochimice. Gradientul chimic descrie a concentrare gradient. Particulele unei anumite substanțe, cum ar fi potasiu, mișcați necoordonat între două compartimente cu ajutorul canalelor ionice. Acest lucru are ca rezultat o uniformă distribuire dintre aceste particule între cele două compartimente. Aceasta este denumită și mișcare moleculară browniană. Gradientul electric, pe de altă parte, implică distribuire de tensiune electrică. De exemplu, dacă există o sarcină negativă crescută într-un compartiment, se formează un gradient electric. Particulele pozitive ale celuilalt compartiment se deplasează apoi în compartimentul încărcat negativ pentru a reechilibra tensiunea inegală acumulată de gradient. Canalele ionice active funcționează în mod specific împotriva unui gradient. De exemplu, ele pot transporta particule suplimentare încărcate negativ în compartimentul deja încărcat negativ. Cu toate acestea, acest proces necesită o cheltuială de energie.
Funcția, acțiunea și sarcinile
Canalele ionice au o varietate de funcții. Canalele de ioni ale emițătorului sinapselor de neuroni au o funcție importantă în transmiterea semnalelor între diferiți neuroni. Aceste tipuri de canale ionice sunt situate la terminalul postsinaptic. Când apare un semnal de intrare, sinapsa eliberează un anumit neurotransmițător. Transmițătorul intră în fisura sinaptică și se leagă de receptorii canalelor de ioni cu transmițător. Acestea sunt deschise și potențialul de membrană al postsinapsului este modificat. În funcție de aceasta, se produce un potențial membranar excitator sau inhibitor. Acest lucru depinde dacă potențialul membranei este crescut sau coborât și acest lucru este la rândul său determinat de afluxul de ioni prin canalul de ioni cu transmițător. Transmiterea stimulilor în neuron, aceasta poate fi în creier sau, de asemenea, în măduva spinării, este generat de canale ionice. De exemplu, procesul viziunii este posibil în acest fel, dar și transmiterea stimulilor într-un reflex precum reflexul hamstring. Când apare o modificare a potențialului membranei, apare deschiderea canalelor ionice de-a lungul neuronilor. Acest lucru creează conducerea potențialului de membrană modificat și include un neuron similar cu un efect de domino. Tensiunea membranei apare inițial deoarece există o sarcină negativă în interiorul neuronului și o sarcină pozitivă în zona extracelulară. Dacă se depășește așa-numitul potențial de repaus al tensiunii membranei, are loc hiperpolarizarea membranei. Ca urmare, tensiunea membranei devine și mai negativă. Acest lucru se întâmplă datorită deschiderii sau închiderii canalelor ionice. Aceste canale ionice sunt potasiu, calciu, clorură și sodiu canale. Sunt dependente de tensiune, adică se deschid sau se închid în funcție de potențialul membranei. Acest proces se numește potențial de acțiune și este împărțit în pași diferiți. În primul rând, are loc faza de inițiere. Apoi, există depolarizare urmată de repolarizare, în care potențialul de repaus este atins din nou. De obicei, însă, hiperpolarizarea are loc înainte de repolarizare. Acest lucru servește pentru a se asigura că nu mai departe potențial de acțiune este declanșat direct după potențialul de acțiune care a avut loc și că apare un stimul continuu. Canalele ionice dețin, de asemenea, o funcție importantă în reglarea osmozei, precum și în menținerea acidului-bazic echilibra în organism.
Formare, apariție, proprietăți și valori optime
După cum sa menționat mai devreme, există canale de ioni active și pasive. Cu toate acestea, ele se pot distinge și pe baza naturii stererizării lor. Acestea sunt canale de ioni cu tensiune care servesc la transmiterea stimulului în neuroni. Acestea pot fi, de asemenea, protejate cu ligand, cum ar fi canalele de ioni ale transmițătorului sinapselor pentru transmiterea semnalelor către alți neuroni sau, de asemenea, pentru transmiterea semnalului către mușchi. Alte canale ionice sunt canalele mecanosensibile. Acestea sunt reglate de stimuli mecanici precum presiunea. Canalele ionice închise la temperatură sunt deschise sau închise când se atinge un anumit prag al unei temperaturi. Și canalele ionice închise la lumină sunt reglate de o lungime de undă specifică a luminii. Un exemplu în acest sens este rodopsina, care este legată de un canal și îl reglează. Acestea apar în ochi, de exemplu, și sunt parte integrantă a procesului vizual.
Boli și tulburări
Canalele ionice pot fi afectate de unele boli. Un besipiel este un defect calciu canal în cerebel. Acest defect este un factor declanșator pentru epilepsie. Un alt exemplu este sindromul Lambert-Eaton. În acest caz, pacienții se formează anticorpi împotriva calciu canale ale plăcii de capăt neuromusculare. Aceasta este zona de transmitere a stimulului între neuroni și musculatură. Semnalele sunt slăbite și rezultă slăbiciunea musculară. Bărbații tind să fie mai afectați de acest lucru condiție decât femeile.
