Iontový kanál je tansmembránový protein, který tvoří póry v membráně a umožňuje jí procházet ionty. Iony jsou elektricky nabité částice; mohou být postitivní, ale také záporně nabité. Jsou v neustálé výměně mezi buňkou a jejím prostředím nebo jinou sousední buňkou.
Co je iontový kanál?
Membrána buňky se skládá z lipidové dvojvrstvy. Iontové kanály jsou transmembránové Proteinů které překlenují membránu a umožňují iontům procházet. Ionové kanály se také nazývají kanál Proteinů protože tvoří průchod. Skupina iontových kanálů je rozdělena do různých kategorií, aktivních iontových kanálů a pasivních iontových kanálů. Aktivní iontové kanály vytvářejí průchod iontů aktivním transportem, což vyžaduje energii pro tento proces. Pasivní iontové kanály na druhé straně nespotřebovávají energii a umožňují průchod iontů podél již existujícího eletrochemického gradientu. Tento gradient lze rozdělit na chemickou a elektrochemickou složku. Chemický gradient popisuje a koncentrace spád. Částice určité látky, jako např draslík, pohybujte se nekoordinovaně mezi dvěma oddíly pomocí iontových kanálů. Výsledkem je uniforma distribuce těchto částic mezi dvěma oddíly. Toto se také označuje jako Brownův molekulární pohyb. Na druhé straně elektrický gradient zahrnuje distribuce elektrického napětí. Například pokud je v jednom oddělení zvýšený záporný náboj, vytvoří se elektrický gradient. Kladné částice druhého oddílu se poté přesouvají do negativně nabitého oddílu, aby vyvážily nerovnoměrné napětí vytvářené gradientem. Aktivní iontové kanály konkrétně pracují proti gradientu. Mohou například transportovat další záporně nabité částice do již záporně nabitého oddílu. Tento proces však vyžaduje výdej energie.
Funkce, akce a úkoly
Ionové kanály mají řadu funkcí. Vysílací iontové kanály vysílače synapsy neuronů má důležitou funkci při přenosu signálů mezi různými neurony. Tyto typy iontových kanálů jsou umístěny na postsynaptickém konci. Když dojde k příchozímu signálu, synapse uvolní konkrétní neurotransmiter. Vysílač vstupuje do synaptická rozštěp a váže se na receptory iontových kanálů řízených vysílačem. Jsou otevřeny a membránový potenciál postsynapse se změní. V závislosti na tom se vytváří excitační nebo inhibiční membránový potenciál. To závisí na tom, zda je membránový potenciál zvýšen nebo snížen, a to je zase určeno přílivem iontů přes iontový kanál řízený vysílačem. Přenos stimulů v neuronu, to může být v mozek nebo také v mícha, je generován iontovými kanály. Tímto způsobem je například umožněn proces vidění, ale také přenos podnětů v reflexu, jako je hamstringový reflex. Když dojde ke změně membránového potenciálu, dojde k otevření iontových kanálů podél neuronů. Tím se vytvoří vedení změněného membránového potenciálu a neuron podobný dominovému efektu. Napětí membrány se zpočátku objevuje proto, že uvnitř neuronu je negativní náboj a v extracelulární oblasti pozitivní náboj. Při překročení takzvaného klidového potenciálu membránového napětí dochází k hyperpolarizaci membrány. Výsledkem je, že membránové napětí se stává ještě zápornějším. K tomu dochází v důsledku otevření nebo také uzavření iontových kanálů. Tyto iontové kanály jsou draslík, vápník, chlorid a sodík kanály. Jsou závislé na napětí, tj. Otevírají se nebo zavírají v závislosti na potenciálu membrány. Tento proces se nazývá akční potenciál a je rozdělena do různých kroků. Nejprve nastane iniciační fáze. Pak následuje depolarizace následovaná repolarizací, ve které je opět dosažen klidový potenciál. Obvykle však k hyperpolarizaci dochází před repolarizací. To slouží k zajištění toho, že už ne akční potenciál se spouští bezprostředně po akčním potenciálu, který nastal a nastal nepřetržitý stimul. iontové kanály mají také důležitou funkci při regulaci osmózy a při udržování acidobazické rovnováhy vyvážit v těle.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Jak již bylo zmíněno dříve, existují aktivní a pasivní iontové kanály. Lze je však také odlišit na základě povahy jejich steruerizace. Jedná se o napěťově řízené iontové kanály, které slouží k přenosu stimulu v neuronech. Mohou být také ligandově řízené, jako jsou iontové kanály vysílače-řízené ionty synapsy pro přenos signálů do jiných neuronů nebo také pro přenos signálu do svalů. Jiné iontové kanály jsou mechanosenzitivní kanály. Jsou regulovány mechanickými podněty, jako je tlak. Teplotně řízené iontové kanály se otevírají nebo zavírají, když je dosaženo určité prahové hodnoty teploty. A iontové kanály se světelnou bránou jsou regulovány specifickou vlnovou délkou světla. Příkladem toho je rhodopsin, který je vázán na kanál a reguluje jej. Vyskytují se například v oku a jsou nedílnou součástí vizuálního procesu.
Nemoci a poruchy
Ionové kanály mohou být ovlivněny některými nemocemi. Jeden besipiel je vadný vápník kanál v mozeček. Tato vada je spouštěčem pro epilepsie. Dalším příkladem je Lambert-Eatonův syndrom. V tomto případě se tvoří pacienti protilátky proti vápník kanály neuromuskulární koncové desky. Toto je oblast přenosu stimulů mezi neurony a svalstvem. Signály jsou oslabeny a dochází k svalové slabosti. Muži bývají tím více ovlivňováni stav než ženy.
