Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

6.13: İyon Kanalları
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Ion Channels
 
TRANSCRIPT

6.13: Ion Channels

6.13: İyon Kanalları

Ion channels maintain the membrane potential of a cell. For most cells, especially excitable ones, the inside has a more negative charge than the outside of the cell, due to a greater number of negative ions than positive ions. For excitable cells, like firing neurons, contracting muscle cells, or sensory touch cells, the membrane potential must be able to change rapidly moving from a negative membrane potential to one that is more positive. To achieve this, cells rely on two types of ion channels: ligand-gated and voltage-gated.

Ligand-gated ion channels, also called ionotropic receptors, are transmembrane proteins that form a channel but which also have a binding site. When a ligand binds to the surface, it opens the ion channel. Common ionotropic receptors include the NMDA, kainate, and AMPA glutamate receptors and the nicotinic acetylcholine receptors. While the majority of ionotropic receptors are activated by extracellular binding of neurotransmitters such as glutamate or acetylcholine, a few can be intracellularly activated by ions themselves.

When a ligand, like glutamate or acetylcholine, binds to its receptor it allows the influx of sodium (Na+) and calcium (Ca2+) ions into the cells. The positive ions, or cations, follow down their electrochemical gradient, moving from the more positive extracellular surface to the less positive (more negative) intracellular surface. This changes the membrane potential near the receptor, which can then activate nearby voltage gated ion channels to propagate the change in membrane potential throughout the cell.

Another ligand gated ion channel, the GABAA receptor, permits chloride ion (Cl-) into the cells. This actually lowers the membrane potential, limiting the propagating effects and inhibiting the excitable cell.

Voltage-gated ion channels open or close in response to changes in membrane potential, such as when a neighboring ligand-gated ion channel opens. There are several different types of voltage-gated channels that have selective permeability, meaning ions are filtered by size and charge. Voltage-gated calcium channels are important for muscle contraction and neurotransmitter release. Potassium channels work to repolarize the cell membrane after an action potential. Voltage-gated proton channels open during depolarization to remove protons from the cell.

Ion channels may play a role in migraine headaches. The dura mater is a protective covering for the brain. It is innervated by several cranial nerves. It is hypothesized that migraine originates in these nerves. Both ligand- and voltage-gated ion channels in the dura mater may potentiate pain signals by altering membrane potentials.

Iyon kanalları bir hücrenin membran potansiyelini korur. Çoğu hücre için, özellikle heyecanlı olanlar için, iç hücre nin dışından daha fazla negatif yük vardır, pozitif iyonlar daha negatif iyonların daha fazla sayıda nedeniyle. Heyecan verici hücreler için, ateş nöronlar gibi, kas hücreleri sözleşme, veya duyusal dokunma hücreleri, membran potansiyeli hızla negatif membran potansiyelinden daha olumlu bir hareket değiştirmek gerekir. Bunu başarmak için hücreler iki tür iyon kanalına güvenirler: ligand-gated ve voltaj kapılı.

Iyonotropik reseptörler olarak da adlandırılan ligand-gated iyon kanalları, bir kanal oluşturan ancak aynı zamanda bağlayıcı bir alana sahip transmembran proteinleridir. Bir ligand yüzeye bağlandığında iyon kanalını açar. Yaygın iyonotropik reseptörleri NMDA dahil, kainate, ve AMPA glutamat reseptörleri ve nikotinik asetilkolin reseptörleri. İyonotropik reseptörlerin çoğunluğu glutamat veya asetilkolin gibi nörotransmitterlerin ekstrasellüler bağlanması ile aktive iken, birkaç hücre içi iyonları kendileri tarafından aktive edilebilir.

Glutamat veya asetilkolin gibi bir ligand reseptörüne bağlandığında hücrelere sodyum (Na+) ve kalsiyum (Ca2+) iyonlarının akmasını sağlar. Pozitif iyonlar veya katyonlar, elektrokimyasal gradyanlarını takip eder, daha pozitif hücre dışı yüzeyden daha az pozitif (daha negatif) hücre içi yüzeye doğru hareket ederler. Bu reseptöre yakın membran potansiyelini değiştirir, daha sonra hücre boyunca membran potansiyelinde değişiklik yaymak için yakındaki voltaj kapılı iyon kanalları etkinleştirebilirsiniz.

Başka bir ligand kapılı iyon kanalı, GABAA reseptörü, hücrelere klorür iyonu izin verir (Cl-). Bu aslında membran potansiyelini düşürür, yayılan etkileri sınırlayan ve heyecanlı hücre inhibe.

Gerilim kapılı iyon kanalları, komşu ligand-gated iyon kanalının açılması gibi membran potansiyelindeki değişikliklere yanıt olarak açılır veya kapanır. Seçici geçirgenliğe sahip voltaj kapılı kanalların birkaç farklı türü vardır, yani iyonlar boyut ve şarja göre filtrelenir. Voltaj kapılı kalsiyum kanalları kas kasılması ve nörotransmitter salınımı için önemlidir. Potasyum kanalları bir eylem potansiyeli sonra hücre zarını repolarize etmek için çalışır. Voltaj kapılı proton kanalları depolarizasyon sırasında açılır ve protonları hücreden uzaklaşır.

Iyon kanalları migren baş ağrısı bir rol oynayabilir. Dura mater beyin için koruyucu bir kaplama. Birkaç kranial sinirler tarafından innerve edilir. Migrenin bu sinirlerden kaynaklandığı varsandır. Dura mater'deki ligand ve voltaj kapılı iyon kanalları membran potansiyellerini değiştirerek ağrı sinyallerini güçlü yapabilir.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter