Jon kanal

EN Jon kanal är ett transmembranprotein som bildar en pore i membranet och tillåter joner att passera genom membranet. Joner är elektriskt laddade partiklar, de kan vara positiva men också negativt laddade. De är i ett konstant utbyte mellan cellen och dess miljö eller en annan angränsande cell.

Vad är en jonkanal?

Membranet i en cell består av ett lipid-tvåskikt. Jonkanaler är transmembranproteiner som sträcker sig över membranet och tillåter joner att passera igenom. Ionkanaler är också kända som kanalproteiner eftersom de bildar en passage.

Gruppen av jonkanaler är indelad i olika kategorier, de aktiva och de passiva jonkanalerna. De aktiva jonkanalerna genererar passagen av jonerna genom aktiv transport, så de kräver energi för denna process. De passiva jonkanalerna å andra sidan förbrukar ingen energi och tillåter joner att passera genom en befintlig elektrokemisk gradient. Denna lutning kan delas in i kemiska och elektriska komponenter. Den kemiska gradienten beskriver en koncentrationsgradient. Partiklarna från en viss substans, såsom kalium, rör sig på ett okoordinerat sätt mellan två avdelningar med hjälp av jonkanaler.

Detta resulterar i en jämn fördelning av dessa partiklar mellan de två facken. Detta är också känt som brunsk molekylrörelse. Den elektriska lutningen innehåller å andra sidan fördelningen av elektrisk spänning. Till exempel, om det finns en ökad negativ laddning i ett fack, bildas en elektrisk gradient. De positiva partiklarna i det andra facket rör sig sedan till det negativt laddade facket för att kompensera för den ojämna spänningen som byggts upp av lutningen. De aktiva jonkanalerna arbetar specifikt mot en lutning. Till exempel kan de transportera ytterligare negativt laddade partiklar i det redan negativt laddade facket. Men denna process kräver energiförbrukning.

Funktion, effekt och uppgifter

Ionkanaler har olika funktioner. Sändarstyrda jonkanaler i nervcellernas synapser spelar en viktig roll i överföringen av signaler mellan olika nervceller. Dessa typer av jonkanaler är belägna vid postsynaptisk avslutning.

Om det finns en inkommande signal släpper synapsen en viss neurotransmitter. Detta kommer in i det synaptiska gapet och binder till receptorerna för de sändarstyrda jonkanalerna. Detta öppnar dessa och förändrar postsynapsens membranpotential. Beroende på situationen finns det en exciterande eller hämmande membranpotential. Detta beror på om membranpotentialen höjs eller sänks och detta i sin tur bestäms av tillströmningen av joner genom den sändarstyrda jonkanalen. Överföring av stimuli i neuron, detta kan ske i hjärnan eller i ryggmärgen, genereras av jonkanaler. Till exempel görs processen för att se, men också överföring av stimuli vid en reflex såsom hamstringsreflex.

När det sker en förändring av membranpotentialen öppnas jonkanaler längs neuronerna. Detta skapar en överföring av den förändrade membranpotentialen längs en neuron som liknar en dominoeffekt. Membranspänningen uppstår eftersom det finns en negativ laddning i nervcellen och en positiv laddning i det extracellulära området. Om den så kallade vilopotentialen hos membranspänningen överskrids, inträffar hyperpolarisering av membranet. Detta gör membranspänningen ännu mer negativ. Detta händer på grund av att jonkanalerna öppnas eller stängs. Dessa jonkanaler är kalium-, kalcium-, klorid- och natriumkanaler. De är spänningsberoende, så de öppnas eller stängs beroende på membranpotentialen.

Denna process kallas handlingspotential och är indelad i olika steg. Först är det inledningsfasen. Detta följs av depolarisering följt av ompolarisering, där vilopotentialen nås igen. Vanligtvis sker emellertid hyperpolarisering före ompolarisering. Detta tjänar till att säkerställa att ingen ytterligare handlingspotential utlöses direkt efter att handlingspotentialen har ägt rum och att en permanent stimulans uppstår. Jonkanaler har också en viktig funktion i reglering av osmos och för att upprätthålla syra-basbalansen i kroppen.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Som redan nämnts finns det aktiva och passiva jonkanaler. De kan emellertid också särskiljas utifrån hur de kontrolleras. Det här är spänningsstyrda jonkanaler som används för att överföra stimuli i neuroner. De kan också styras av ligander, såsom de sändarstyrda jonkanalerna i synapserna för överföring av signaler till andra neuroner eller också för överföring av signaler till musklerna.

Ytterligare jonkanaler är de mekanosensitiva kanalerna. De regleras av mekaniska stimuli såsom tryck. Temperaturstyrda jonkanaler öppnas eller stängs när ett visst tröskelvärde för en temperatur uppnås. Och ljusstyrda jonkanaler regleras av en viss ljusvåglängd. Ett exempel på detta är rodopsin, som är bundet till en kanal och reglerar den. Dessa förekommer till exempel i ögat och integreras i den visuella processen.

Sjukdomar och störningar

Ionkanaler kan påverkas av vissa sjukdomar. Ett exempel är en defekt kalciumkanal i småhjärnan. Denna defekt är en trigger för epilepsi. Ett annat exempel är Lambert-Eaton syndrom.

Patienterna utvecklar antikroppar mot kalciumkanalerna i den neuromuskulära ändplattan. Detta är området med stimulansöverföring mellan nervceller och musklerna. Signalerna försvagas och muskelsvaghet uppstår. Män tenderar att vara mer benägna att drabbas av detta tillstånd än kvinnor.