Iónový kanál - funkcie a choroby

A Iónový kanál je transmembránový proteín, ktorý vytvára v membráne póry a umožňuje iónom prechádzať cez membránu. Ióny sú elektricky nabité častice, môžu byť pozitívne ale aj negatívne nabité. Sú v neustálej výmene medzi bunkou a jej prostredím alebo inou susednou bunkou.

Obsah

Čo je to iónový kanál?

Membrána bunky sa skladá z lipidovej dvojvrstvy. Iónové kanály sú transmembránové proteíny, ktoré prechádzajú membránou a umožňujú priechod iónov. Iónové kanály sú tiež známe ako proteínové kanály, pretože tvoria pasáž.

Skupina iónových kanálov je rozdelená do rôznych kategórií, na aktívny a pasívny iónový kanál. Aktívne iónové kanály generujú prechod iónov aktívnym transportom, takže pre tento proces vyžadujú energiu. Pasívne iónové kanály na druhej strane nespotrebúvajú žiadnu energiu a umožňujú iónom prechod cez existujúci elektrochemický gradient. Tento gradient možno rozdeliť na chemickú a elektrickú zložku. Chemický gradient popisuje koncentračný gradient. Častice určitej látky, ako je draslík, sa neónovo pohybujú medzi dvoma oddeleniami pomocou iónových kanálov.

To má za následok rovnomerné rozloženie týchto častíc medzi dvoma oddeleniami. Toto je tiež známe ako Brownov molekulárny pohyb. Elektrický gradient na druhej strane obsahuje distribúciu elektrického napätia. Napríklad, ak je v oddiele zvýšený negatívny náboj, vytvorí sa elektrický gradient. Kladné častice druhého oddielu sa potom pohybujú do záporne nabitého oddielu, aby vyrovnali nerovnaké napätie vytvárané gradientom. Aktívne iónové kanály pracujú špeciálne proti gradientu. Môžu napríklad transportovať ďalšie negatívne nabité častice do už negatívne nabitého oddelenia. Tento proces však vyžaduje výdaj energie.

Funkcia, efekt a úlohy

Ak existuje prichádzajúci signál, synapsia uvoľní určitý neurotransmiter. To sa dostane do synaptickej medzery a viaže sa na receptory iónom kanálov riadených vysielačom. Toto ich otvára a mení membránový potenciál postsynapsy. Podľa situácie potom existuje excitačný alebo inhibičný membránový potenciál. To závisí od toho, či je membránový potenciál zvýšený alebo znížený, a to je zase určené prítokom iónov cez iónom kanál riadený vysielačom. Prenos stimulov v neuróne, ktorý môže byť v mozgu alebo v mieche, je generovaný iónovými kanálmi. Umožňuje sa napríklad proces videnia, ale aj prenos podnetov v reflexe, ako je hamstringový reflex.

Ak dôjde k zmene membránového potenciálu, iónové kanály sa otvárajú pozdĺž neurónov. Toto vytvára prenos zmeneného membránového potenciálu pozdĺž neurónu podobný domino efektu. Napätie membrány je pôvodne vytvárané skutočnosťou, že vo vnútri neurónu je negatívny náboj a pozitívny náboj je prítomný v extracelulárnej oblasti. Ak dôjde k prekročeniu takzvaného pokojového potenciálu membránového napätia, dôjde k hyperpolarizácii membrány. Tým je napätie membrány ešte negatívnejšie. To sa deje v dôsledku otvorenia alebo tiež zatvorenia iónových kanálov. Tieto iónové kanály sú draselné, vápenaté, chloridové a sodíkové kanály. Sú závislé od napätia, takže sa otvárajú alebo zatvárajú v závislosti od potenciálu membrány.

Tento proces sa nazýva akčný potenciál a je rozdelený do rôznych krokov. Najskôr je tu iniciačná fáza. Nasleduje depolarizácia, po ktorej nasleduje repolarizácia, pri ktorej sa opäť dosiahne pokojový potenciál. Spravidla však k hyperpolarizácii dôjde pred repolarizáciou. To slúži na zabezpečenie toho, aby sa bezprostredne po uskutočnení akčného potenciálu nespustil žiadny ďalší akčný potenciál a nedošlo k trvalému stimulu. Iónové kanály majú tiež dôležitú funkciu pri regulácii osmózy a udržiavaní acidobázickej rovnováhy v tele.

Vzdelanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Ako už bolo spomenuté, existujú aktívne a pasívne iónové kanály. Dajú sa však rozlíšiť aj na základe spôsobu ich ovládania. Jedná sa o napäťovo riadené iónové kanály, ktoré sa používajú na prenos stimulov v neurónoch. Môžu byť tiež riadené ligandmi, ako sú iónovo-kanálové kanály synapsií riadené vysielačom na prenos signálov do iných neurónov alebo tiež na prenos signálov do svalov.

Ďalšími iónovými kanálmi sú mechanicky senzitívne kanály. Regulujú sa mechanickými stimulmi, ako je tlak. Iontové kanály s regulovanou teplotou sa otvárajú alebo zatvárajú, keď sa dosiahne určitá prahová hodnota teploty. A iónom riadené kanály sú regulované určitou vlnovou dĺžkou svetla. Príkladom toho je rodopsín, ktorý je naviazaný na kanál a reguluje ho. Vyskytujú sa napríklad v oku a sú integrované do vizuálneho procesu.

Lieky nájdete tu

Choroby a poruchy

U pacientov sa vytvárajú protilátky proti kalciovým kanálom neuromuskulárnej endplate. Toto je oblasť prenosu stimulov medzi neurónmi a svalmi. Signály sú oslabené a dochádza k svalovej slabosti. Muži majú tendenciu trpieť týmto ochorením častejšie ako ženy.

nafúknuť

Baenkler, H.-W. a kol .: Krátka učebnica interného lekárstva. Thieme Verlag, Stuttgart 2010
Horn, F.: Biochémia človeka. Učebnica lekárskych štúdií. Thieme, Stuttgart 2018
Lodish a kol.: Molecular Cell Biology. 4. vydanie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001

Tiež by vás mohlo zaujímať

Na stránkach MedLexi.de publikujeme nielen informácie o zdraví, medicíne a wellness, ale sme nadšení aj zo súčasného lekárskeho výskumu a medicínskych technológií. S potešením skúmame všetky témy týkajúce sa pohody človeka a jeho zdravia a pre širokú verejnosť vysvetľujeme zložité medicínske problémy s vysokými novinárskymi štandardmi.

Lekárske odborné znalosti pre naše predmetové oblasti nám pomáhajú pripraviť zrozumiteľné znalosti pre vaše zdravie. Fakty zvedavo vyšetrujeme, kontrolujeme na základe aktuálnej situácie vo výskume a tiež skúmame každodennú lekársku prax. Vidíme sa ako sprostredkovatelia vedomostí medzi lekárom a pacientom.