Kas ir jonu kanāli?

Atomu veids, joni atšķiras ar nevienlīdzīgu elektronu un protonu skaitu. Jonam ir negatīvs vai pozitīvs lādiņš atkarībā no tā, vai ir attiecīgi vairāk elektronu vai protonu. Fosofolipīdu divslānim, kas veido šūnu membrānu, ir savs lādiņš, un tas faktiski darbojas kā barjera joniem, kas to brīvi šķērso. Tas ir iemesls, kāpēc šūnu membrānās ir nepieciešami jonu kanāli.

Jonu kanāli darbojas kā elektriskie izolatori un nodrošina ceļu jonu šķērsošanai šūnā vai izkļūšanai no tās. Katrs jonu kanāls darbojas kā katalizators procesā, kas pārvieto jonu no vienas šūnas membrānas puses uz otru. Kanāls var būt atvērts vai aizvērts, pāreja starp diviem stāvokļiem notiek, kad jons saistās ar pareizo vietu jonu kanālā.

Pārmaiņas starp jonu kanāla atvērto un aizvērto stāvokli sauc par vārtiem. Ārējiem faktoriem ir nozīme, vai vārti ir atvērti vai aizvērti. Ir dažādas jonu kanālu grupas, un tās var grupēt pēc tā, kādi fizikāli un ķīmiski ārējie faktori spēlē vārtu atvēršanu un aizvēršanu.

Daži jonu kanāli ir “ligandu ierobežoti”, un tie atveras un aizveras, kad ligands vai ķīmiskais sūtnis, piemēram, neirotransmiters, saistās ar kanāla receptoru. Sprieguma jonu kanāli tiek atvērti vai aizvērti, ja mainās elektrisko potenciālu starpība vai spriegums ap kanālu. Šis veids visbiežāk sastopams nervu un muskuļu šūnās. Otro kurjeru jonu kanālu darbību modulē proteīnu grupa, ko sauc par G-proteīniem. Mehāniski jutīgus kanālus stimulē ārēji mehāniski stimuli, piemēram, pieskāriens un osmotiskā spiediena izmaiņas.

Jonu kanālus ne tikai aktivizē ārējie modulatori, bet arī var izvēlēties, kuri joni iet caur kanālu. Jonu forma, izmērs un lādiņš var ietekmēt to, vai kanāls atvērsies vai aizvērsies un ļaus pārvietoties pa šūnas membrānu. Parasti jonu specifisko kanālu piemēri ir kālija kanāli, hlorīda kanāli, nātrija kanāli un kalcija kanāli.