Az ioncsatorna egy tansmembrán fehérje, amely pórust képez a membránban, és lehetővé teszi az ionok áthaladását rajta. Az ionok elektromosan töltött részecskék; lehetnek posztitívek, de negatív töltésűek is. Állandó cserében vannak a sejt és környezete vagy egy másik szomszédos sejt között.
Mi az ioncsatorna?
A sejt membránja egy lipid kettős rétegből áll. Az ioncsatornák transzmembránosak fehérjék amelyek átfedik a membránt és átengedik az ionokat. Az ioncsatornákat csatornának is nevezik fehérjék mert átjárót képeznek. Az ioncsatornák csoportja különböző kategóriákra oszlik, az aktív ioncsatornákra és a passzív ioncsatornákra. Az aktív ioncsatornák aktív transzport révén hozzák létre az ionok átjutását, így energiára van szükségük ehhez a folyamathoz. A passzív ioncsatornák viszont nem fogyasztanak energiát, és lehetővé teszik az ionok átjutását egy már létező eletrokémiai gradiens mentén. Ez a gradiens felosztható a kémiai és az elektrokémiai komponensekre. A kémiai gradiens leírja a koncentráció gradiens. Egy bizonyos anyag részecskéi, mint pl kálium, koordinálatlanul mozoghat két rekesz között az ioncsatornák segítségével. Ez egyenruhát eredményez terjesztés ezen részecskék közül a két rekesz között. Ezt Brown-i molekuláris mozgásnak is nevezik. Az elektromos gradiens viszont magában foglalja a terjesztés elektromos feszültség. Például, ha egy rekeszben megnövekedett negatív töltés van, elektromos gradiens képződik. Ezután a másik rekesz pozitív részecskéi a negatív töltésű rekeszbe kerülnek, hogy egyensúlyba hozzák a gradiens által felépített egyenlőtlen feszültséget. Az aktív ioncsatornák kifejezetten egy gradiens ellen hatnak. Például további negatívan töltött részecskéket szállíthatnak a már negatívan töltött rekeszbe. Ez a folyamat azonban energiaráfordítást igényel.
Funkció, művelet és feladatok
Az ioncsatornák sokféle funkcióval rendelkeznek. Távadó által vezérelt ioncsatornák a szinapszisok a neuronok közül fontos szerepet játszik a különböző neuronok közötti jelátvitelben. Az ilyen típusú ioncsatornák a posztszinaptikus terminálon helyezkednek el. Amikor bejövő jel történik, a szinapszis felszabadít egy adott adatot neurotranszmitter. Az adó belép a szinaptikus hasadék és kötődik az adó által vezérelt ioncsatornák receptoraihoz. Ezeket kinyitják, és a posztszinapszus membránpotenciálja megváltozik. Ettől függően gerjesztő vagy gátló membránpotenciál keletkezik. Ez attól függ, hogy a membránpotenciál megemelkedik-e vagy csökken-e, ezt pedig az ionok beáramlása határozza meg az adó által vezérelt ioncsatornán keresztül. Az ingerek átadása az idegsejtben, ez lehet a agy vagy a gerincvelő, ioncsatornák generálják. Például a látás folyamata ily módon lehetővé válik, de az ingerek továbbadása reflexben is, például a combhajlító reflexben. Amikor a membránpotenciál változása következik be, akkor az ioncsatornák megnyílnak a neuronok mentén. Ez létrehozza a megváltozott membránpotenciál vezetését, amely egy domino hatáshoz hasonló idegsejtet foglal magába. A membránfeszültség kezdetben azért jön létre, mert az idegsejtben negatív töltés van, az extracelluláris területen pedig pozitív töltés van. Ha a membrán feszültségének úgynevezett nyugalmi potenciálját túllépik, a membrán hiperpolarizációja következik be. Ennek eredményeként a membrán feszültsége még negatívabbá válik. Ez az ioncsatornák nyitása vagy bezáródása miatt történik. Ezek az ioncsatornák kálium, kalcium, klorid és a nátrium csatornák. Feszültségfüggőek, azaz a membránpotenciál függvényében nyílnak vagy záródnak. Ezt a folyamatot hívják akciós potenciál és különböző lépésekre oszlik. Először a beavatási szakasz következik be. Ezután következik a depolarizáció, majd a repolarizáció, amelyben a nyugalmi potenciál ismét eljut. Általában azonban a hiperpolarizáció a repolarizáció előtt következik be. Ez arra szolgál, hogy ne tovább akciós potenciál közvetlenül a bekövetkezett akciós potenciál és a folyamatos inger bekövetkezése után vált ki. Az ioncsatornák szintén fontos funkcióval rendelkeznek az ozmózis szabályozásában, valamint a sav-bázis fenntartásában. egyensúly a testben.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
Mint korábban említettük, vannak aktív és passzív ioncsatornák. Mindazonáltal a steruerizálásuk jellege alapján is megkülönböztethetők. Ezek feszültség által vezérelt ioncsatornák, amelyek az ingerek ingerületátvitelét szolgálják. Ligandum-kapu is lehet, például a transzmitter által vezérelt ioncsatornák szinapszisok jelek továbbításához más idegsejtekhez vagy jelátvitelhez az izmok felé. Egyéb ioncsatornák a mechanoszenzitív csatornák. Mechanikus ingerek, például nyomás szabályozzák őket. A hőmérséklet-korlátozott ioncsatornák akkor nyílnak vagy záródnak, amikor elérik a hőmérséklet bizonyos küszöbét. A fénykapu ioncsatornáit pedig egy adott fény hullámhossza szabályozza. Erre példa a rodopszin, amely egy csatornához kötődik és azt szabályozza. Ezek például a szemben fordulnak elő, és szerves részét képezik a vizuális folyamatnak.
Betegségek és rendellenességek
Az ioncsatornákat néhány betegség befolyásolhatja. Az egyik besipiel hibás kalcium csatorna a kisagy. Ez a hiba kiváltó ok epilepszia. Egy másik példa a Lambert-Eaton szindróma. Ebben az esetben a betegek kialakulnak antitestek ellen a kalcium a neuromuszkuláris véglemez csatornái. Ez az ingerületátvitel területe a neuronok és az izomzat között. A jelek gyengülnek, és izomgyengeséget eredményez. A férfiakat ez általában jobban érinti feltétel mint a nők.
