6.13: Ионные каналы

Ионные каналы поддерживают мембранный потенциал клетки. Для большинства клеток, особенно возбудимых, внутри имеет более отрицательный заряд, чем за пределами клетки, из-за большего числа отрицательных ионов, чем положительные ионы. Для возбудимых клеток, таких как нейроны, сокращающихся мышечных клеток, или сенсорных сенсорных клеток, мембранный потенциал должен быть в состоянии быстро измениться, переходя от отрицательного мембранного потенциала к более позитивному. Для достижения этой цели клетки полагаются на два типа ионных каналов: лиганд-закрытый и напряжение закрытого.

Лиганд-закрытые ионные каналы, также называемые ионотропными рецепторами, являются трансмембранными белками, которые образуют канал, но которые также имеют связывающий участок. Когда лиганд связывается с поверхностью, он открывает ионный канал. Общие ионотропные рецепторы включают NMDA, каинат, и АМРА глутамата рецепторов и никотиновых рецепторов ацетилхолина. В то время как большинство ионотропных рецепторов активируются внеклеточным связыванием нейротрансмиттеров, таких как глутамат или ацетилхолин, некоторые из них могут быть внутриклеточно активированы самими ионами.

Когда лиганд, например, глутамат или ацетилхолин, связывается со своим рецептором он позволяет приток натрия^(Na) и кальция (Ca²") ионов в клетки. Положительные ионы, или cations, следуют вниз по их электрохимическому градиенту, двигаясь от более положительной внеклеточной поверхности к менее положительной (более отрицательной) внутриклеточной поверхности. Это изменяет мембранный потенциал вблизи рецептора, который затем может активировать близлежащие ионные каналы напряжения, чтобы распространить изменение мембранного потенциала по всей клетке.

Другой лиганд закрытый ионный канал, рецептор_ГАМК А, позволяет ион хлорида (Cl^-) в клетки. Это на самом деле снижает мембранный потенциал, ограничивая эффекты распространения и ингибирующую возбудимую клетку.

Ионные каналы, закрытые напряжением, открываются или закрываются в ответ на изменения мембранного потенциала, например, при открытии соседнего ионного канала с лигандом. Существует несколько различных типов каналов, закрытых напряжением, которые имеют селективную проницаемость, то есть ионы фильтруются по размеру и зарядке. Напряжение закрытых кальциевых каналов имеют важное значение для сокращения мышц и нейромедиатора релиз. Калийные каналы работают для реполяризации клеточной мембраны после потенциального действия. Закрытые напряжением протонные каналы открываются во время деполяризации для удаления протонов из клетки.

Ионные каналы могут играть определенную роль в мигрени. Dura mater является защитным покрытием для мозга. Он иннервирован несколькими черепными нервами. Предполагается, что мигрень возникает в этих нервах. Оба лиганда- и напряжения закрытых ионных каналов в dura матер может потенции болевые сигналы путем изменения мембранных потенциалов.

существует два основных типа рецепторов, связанных с ионными каналами:лиганд-и потенциал-зависимые. Каждый из них распознаётся сигналом, который открывает их селективные поры, чтобы специфические ионы могли пройти через них. Первый вид, лиганд-зависимый ионный канал, открывается, когда сигнальная молекула, либо внешний, либо внутриклеточный лиганд, такой как нейропередатчик или ион, связывается с интегральным белком, заставляя его изменить форму.

Когда ворота открыты, ионы рассеиваются через мембрану и вызывают ответ клетки. В отличие от этого, в потенциал-зависимом ионном канале, в определенных регионах, датчики напряжения, реагируют на уровень мембранного потенциала, чистую разницу в заряде внутри и снаружи клетки, изменяя форму рецептора, открывая ворота и разрешая ионам войти или выйти, чтобы сравнять заряд.