Joninis kanalas

A Joninis kanalas yra transmembraninis baltymas, kuris membranoje sudaro poras ir leidžia jonams praeiti pro membraną. Jonai yra elektriškai įkrautos dalelės, jos gali būti ir teigiamai, ir kartu neigiamai įkrautos. Jie nuolat keičiasi tarp ląstelės ir jos aplinkos ar kitos kaimyninės ląstelės.

Kas yra jonų kanalas?

Ląstelės membraną sudaro lipidų dvisluoksnis sluoksnis. Jonų kanalai yra transmembraniniai baltymai, kurie apima membraną ir leidžia jonams praeiti. Jonų kanalai taip pat žinomi kaip kanalų baltymai, nes jie sudaro praėjimą.

Jonų kanalų grupė yra suskirstyta į skirtingas kategorijas: aktyvius ir pasyvius jonų kanalus. Aktyvieji jonų kanalai sukuria jonų praėjimą aktyvaus transportavimo metu, todėl jiems reikalinga energija šiam procesui. Kita vertus, pasyvieji jonų kanalai nenaudoja jokios energijos ir leidžia jonams praeiti pro esamą elektrocheminį gradientą. Šis gradientas gali būti suskirstytas į cheminius ir elektrinius komponentus. Cheminis gradientas apibūdina koncentracijos gradientą. Tam tikros medžiagos, tokios kaip kalis, dalelės nekoordinuotai juda tarp dviejų skyrių jonų kanalų pagalba.

Tai lemia tolygų šių dalelių pasiskirstymą tarp dviejų skyrių. Tai taip pat žinoma kaip Brauno molekulinis judėjimas. Elektrinis gradientas, kita vertus, apima elektros įtampos pasiskirstymą. Pavyzdžiui, jei skyriuje yra padidėjęs neigiamas krūvis, susidaro elektrinis gradientas. Tada teigiamo kito skyriaus dalelės juda į neigiamai įkrautą skyrių, kad kompensuotų nelygią įtampą, kurią sukuria gradientas. Aktyvieji jonų kanalai veikia prieš gradientą. Pavyzdžiui, jie gali pernešti dar neigiamai įkrautas daleles į jau neigiamai įkrautą skyrių. Tačiau šis procesas reikalauja energijos sąnaudų.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Jonų kanalai atlieka įvairias funkcijas. Siųstuvo valdomi jonų kanalai nervinių ląstelių sinapsėse vaidina svarbų vaidmenį perduodant signalus tarp skirtingų neuronų. Šios rūšies jonų kanalai yra postsinapsiniame terminale.

Jei yra gaunamas signalas, sinapsė atpalaiduoja tam tikrą neurotransmiterį. Tai patenka į sinapsinį plyšį ir jungiasi prie siųstuvo valdomų jonų kanalų receptorių. Tai atidaro juos ir keičia postsinapsio membranos potencialą. Atsižvelgiant į situaciją, egzistuoja sužadinimo arba slopinimo membranos potencialas. Tai priklauso nuo to, ar membranos potencialas yra padidintas, ar sumažėjęs, ir tai savo ruožtu lemia jonų antplūdis per siųstuvo valdomą jonų kanalą. Stimulų perdavimas neuronu, tai gali būti smegenyse ar nugaros smegenyse, generuojamas jonų kanalais. Pvz., Įmanomas ne tik regėjimo procesas, bet ir stimulų perdavimas esant tokiam refleksui kaip hamstringo refleksas.

Kai pasikeičia membranos potencialas, jonų kanalai atidaromi išilgai neuronų. Tai sukuria pasikeitusio membranos potencialo perdavimą per neuroną, panašų į domino efektą. Membranos įtampa atsiranda todėl, kad neurono viduje yra neigiamas krūvis, o tarpląstelinėje srityje - teigiamas krūvis. Jei viršijamas vadinamasis membranos įtampos ramybės potencialas, įvyksta membranos hiperpolarizacija. Dėl to membranos įtempimas tampa dar neigiamas. Tai atsitinka dėl jonų kanalų atidarymo ar uždarymo. Šie jonų kanalai yra kalio, kalcio, chlorido ir natrio kanalai. Jie priklauso nuo įtampos, todėl atidaromi arba užsidaro priklausomai nuo membranos potencialo.

Šis procesas yra žinomas kaip veiksmo potencialas ir yra suskirstytas į skirtingus etapus. Pirmiausia yra iniciacijos fazė. Po to eina depoliarizacija, po kurios eina repoliarizacija, kurios metu vėl pasiekiamas poilsio potencialas. Tačiau paprastai hiperpolarizacija įvyksta prieš repolarizaciją. Tai padeda užtikrinti, kad iškart po to, kai įvyko veiksmų potencialas, nebus suaktyvintas joks kitas veiksmų potencialas ir kad atsiras nuolatinis dirgiklis. Jonų kanalai taip pat atlieka svarbią funkciją - reguliuoti osmosą ir palaikyti rūgščių-šarmų pusiausvyrą organizme.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Kaip jau minėta, yra aktyvių ir pasyvių jonų kanalų. Tačiau juos taip pat galima atskirti pagal tai, kaip jie yra valdomi. Tai yra įtampos kontroliuojami jonų kanalai, naudojami stimulams perduoti neuronuose. Jie taip pat gali būti valdomi ligandais, tokiais kaip siųstuvo valdomi sinapsių jonų kanalai, skirti perduoti signalus kitiems neuronams arba taip pat perduoti signalus raumenims.

Kiti jonų kanalai yra mechaniškai jautrūs kanalai. Juos reguliuoja mechaniniai dirgikliai, tokie kaip slėgis. Temperatūros kontroliuojami jonų kanalai atidaromi arba uždaromi pasiekus tam tikrą temperatūros slenkstinę vertę. O šviesos kontroliuojami jonų kanalai yra reguliuojami tam tikro šviesos bangos ilgio. To pavyzdys yra rodopsinas, kuris yra surištas su kanalu ir jį reguliuoja. Jie atsiranda, pavyzdžiui, akyje ir yra integruoti į regėjimo procesą.

Ligos ir sutrikimai

Jonų kanalus gali paveikti kai kurios ligos. Vienas iš pavyzdžių yra sugedęs kalcio kanalas smegenėlėse. Šis defektas yra epilepsijos priežastis. Kitas pavyzdys yra Lamberto-Eatono sindromas.

Pacientams susidaro antikūnai prieš neuromuskulinės galinės plokštelės kalcio kanalus. Tai stimulo perdavimo tarp neuronų ir raumenų sritis. Signalai susilpnėja ir atsiranda raumenų silpnumas. Vyrai dažniausiai kenčia nuo šios būklės nei moterys.