Іонні канали - це
Тривимірна структура ацетилхолінового рецептора, який функціонує як неселектівий іонний канал.
Іонні канали - пороутворюючих білки (одиночні або цілі комплекси), що підтримують різниця потенціалів. яка існує між зовнішньою і внутрішньою сторонами клітинної мембрани всіх живих клітин. Відносяться до транспортних білків. З їх допомогою іони переміщаються згідно їх електрохімічним градиентам крізь мембрану. Такі комплекси являють собою набір ідентичних або гомологічних білків, щільно упакованих в ліпідному Біслі мембрани навколо водної пори. Канали розташовані в плазмалемме і деяких внутрішніх мембранах клітини.
Через іонні канали проходять іони Na + (натрію), K + (калію), Cl - (хлору) і Ca ++ (кальцію). Через відкривання і закривання іонних каналів змінюється концентрація іонів по різні боки мембрани і відбувається зрушення мембранного потенціалу.
Канальні білки складаються з субодиниць, що утворюють структуру зі складною просторовою конфігурацією, в якій крім пори зазвичай є молекулярні системи відкриття, закриття, вибірковості, інактивації, рецепції і регуляції. Іонні канали можуть мати кілька ділянок (сайтів) для зв'язування з керуючими речовинами.
Типи іонних каналів
Класифікація іонних каналів проводиться за різними параметрами і тому єдиної уніфікованої класифікації для них поки не існує.
Так, можлива класифікація за структурою (будовою) і походженням від однотипних генів.
За цим принципом, наприклад, виділяють три сімейства ліганд-активуються іонних каналів [1]:
При цьому в один і той же сімейство потрапляють іонні канали з різною іонною селективністю, а також з рецепторами до різних лигандам. Але зате утворюють ці канали білки мають велику схожість в будові і походження.
Іонні канали також можна класифікувати по селективності в залежності від проходять через них іонів. натрієві, калієві, кальцієві, хлорні. протонні (водневі).
Згідно функціональної класифікації [2]. іонні канали групуються по способам управління їх станом на наступні види:
- Некеровані (незалежні).
- Потенціал -керовані (потенціал-чутливі, потенціал-залежні, voltage-gated).
- Ліганд -керовані (хемо-керовані, хемочувствітельності, хемозавісімие, ліганд-залежні, рецептор -актівіруемие).
- Опосередковано-керовані (вторинно-керовані, іон-активуються, іон-залежні, месенджер -керовані, керовані метаботропнимі рецепторами).
- Спільно-керовані (NMDA-рецепторно-канальний комплекс). Вони відкриваються одночасно як лигандами. так і певним електричним потенціалом мембрани. Можна сказати, що у них подвійне управління. Приклад: NMDA-рецепторно-канальний комплекс, який має складну систему управління, що включає в себе 8 рецепторних ділянок-сайтів, з якими можуть зв'язуватися різні ліганди.
- Стимул -керовані (механочувствітельние, механосенсітівние, що активуються розтягуванням (stretch) ліпідного бішару, протон -актівіруемие, температурно-чутливі).
- Актин -керовані (актин-регульовані, actin-regulated, actin-gated channels).
- Коннексони (подвійні пори).
Найбільш часто зустрічаються два типи каналів: іонні канали з ліганд-залежними воротами (знаходяться, зокрема, в постсинаптичні мембрані нервово-м'язових з'єднань) і іонні канали з потенціал-залежними воротами. Ліганд-залежні канали перетворюють хімічні сигнали, що приходять до клітки, в електричні; вони необхідні, зокрема, для роботи хімічних синапсів. Потенціал-залежні канали потрібні для поширення потенціалу дії.
Робота іонних каналів
Некеровані (незалежні) іонні канали
Ці канали зазвичай знаходяться у відкритому стані і постійно пропускають через себе іони за рахунок дифузії по градієнту їх концентрації і / або по електричному градієнту зарядів по обидві сторони мембрани. Деякі некеровані канали розрізняють речовини і пропускають через себе по градієнту концентрації все молекули менше певної величини, їх називають "неселективні канали" або "пори". Існують також "селективні канали", які завдяки своєму діаметру і будовою внутрішньої поверхні переносять тільки певні іони. Приклади: калієві канали, які беруть участь у формуванні мембранного потенціалу спокою, хлоридні канали. епітеліальні натрієві канали. аніонні канали еритроцитів. [3]
Потенціал-залежні іонні канали
Ці канали відповідають за поширення потенціалу дії, вони відкриваються і закриваються у відповідь на зміну мембранного потенціалу. Наприклад, натрієві канали. Якщо мембранний потенціал підтримується на рівні потенціалу спокою. натрієві канали закриті і натрієвий струм відсутній. Якщо мембранний потенціал зсувається в позитивну сторону, то натрієві канали відкриються, і в клітку почнуть входити іони натрію за градієнтом концентрації. Через 0,5 мс після встановлення нового значення мембранного потенціалу, цей натрієвий струм досягне максимуму. А ще через кілька мілісекунд падає майже до нуля. Це означає, що канали через деякий час закриваються внаслідок інактивації, навіть якщо клітинна мембрана залишається деполяризованої. Але закрившись, вони відрізняються від стану, в якому знаходилися до відкриття, тепер вони не можуть відкриватися у відповідь на деполяризацію мембрани, тобто вони інактивованої. У такому стані вони залишаться доти, поки мембранний потенціал не повернеться до початкового значення і не пройде відновний період, що займає кілька мілісекунд.
Ліганд-залежні іонні канали
Ці канали відкриваються, коли медіатор. зв'язуючись з їх зовнішніми рецепторними ділянками, змінює їх конформацію. Відкриваючись, вони впускають іони. змінюючи цим мембранний потенціал. Ліганд-залежні канали майже нечутливі до зміни мембранного потенціалу. Вони генерують електричний потенціал, сила якого залежить від кількості медіатора, що надходить в синаптичну щілину і часу, яке він там знаходиться.
Властивості іонних каналів
Для каналів характерна іонна специфічність. Канали одного типу пропускають тільки іони калію, іншого - тільки іони натрію і т. Д.
Селективність - це вибірково підвищена проникність іонного каналу для певних іонів і знижена для інших. Така вибірковість визначається селективним фільтром - найвужчим місцем канальної пори. Фільтр, крім вузьких розмірів, може мати також локальний електричний заряд.
Керована проникність - це здатність відкриватися або закриватися за певних керуючих впливах на канал.
Інактивація - це здатність іонного каналу через деякий час після свого відкриття автоматично знижувати свою проникність навіть в тому випадку, коли відкрив їх активує фактор продовжує діяти.
Блокування - це здатність іонного каналу під дією речовин-блокаторів фіксувати якесь одне своє стан і не реагувати на звичайні дії, що управляють. Блокування викликають речовини-блокатори, які можуть називатися антагоністами, блокаторами або літики.
Пластичність - це здатність іонного каналу змінювати свої властивості, свої характеристики. Найбільш поширений механізм, що забезпечує пластичність - це фосфорилирование амінокислот канальних білків з внутрішнього боку мембрани ферментами-протєїнкиназамі.
Примітки
Бібліографія
Дивитися що таке "Йонні канали" в інших словниках:
ІОННІ КАНАЛИ - ІОННІ КАНАЛИ, великі білкові молекули і надмолекулярних структури липопротеидной природи, вбудовані в мембрани клітини і її органоїдів (див. Біологічні мембрани (див. Біологічні МЕМБРАНИ)). Забезпечують виборче проходження іонів ... ... Енциклопедичний словник
ІОННІ КАНАЛИ - надмолекулярні системи мембран живої клітини і її органоїдів, що мають ліпопротеїднихоболонку природу і забезпечують избират. проходження разл. іонів через мембрану. Наїб, поширені канали для іонів Na +, К +, Са2 +; часто до І. к. відносять і протон ... ... Біологічний енциклопедичний словник
Кислото-чутливі іонні канали - (КЧІК) (англ. Acid Sensing Ion Channels) нейронні потенціал незалежні катіонні канали, що активуються позаклітинними протонами. Білки КЧІК є підродиною суперсімейства ЕНК іонних каналів. На сьогодні розпізнано п'ять білків сімейства ... Вікіпедія
Хлоридні канали - суперсімейство білків, що утворюють в клітинних мембранах іонні канали, що відповідають за перенесення іонів хлору. Хлоридні канали відіграють ряд важливих фізіологічних і клітинних функцій, таких як регулювання внутрішньоклітинної клітинної кислотності і ... ... Вікіпедія
Модель Ходжкіна - Модель Ходжкіна Хакслі математична модель, що описує генерацію і поширення потенціалів дії в нейронах і інших електрично порушуваних клітинах таких, наприклад, як серцеві міоцити. Модель являє собою ... ... Вікіпедія
Метод локальної фіксації потенціалу - Метод локальної фіксації потенціалу, patch clamp (англ. Patch фрагмент, clamp тут фіксація) електрофізіологічних методика для вивчення властивостей іонних каналів, яка полягає в тому, що фрагмент клітинної мембрани ізолюється ... Вікіпедія
Петч-клемп - Метод локальної фіксації потенціалу, patch clamp (англ. Patch фрагмент, clamp тут фіксація) електрофізіологічних методика для вивчення властивостей іонних каналів, яка полягає в тому, що фрагмент клітинної мембрани ізолюється за допомогою ... ... Вікіпедія
Петч клемп - Метод локальної фіксації потенціалу, patch clamp (англ. Patch фрагмент, clamp тут фіксація) електрофізіологічних методика для вивчення властивостей іонних каналів, яка полягає в тому, що фрагмент клітинної мембрани ізолюється за допомогою ... ... Вікіпедія
Петч-клемп - Метод локальної фіксації потенціалу, patch clamp (англ. Patch фрагмент, clamp тут фіксація) електрофізіологічних методика для вивчення властивостей іонних каналів, яка полягає в тому, що фрагмент клітинної мембрани ізолюється за допомогою ... ... Вікіпедія
Петч Кламп - Метод локальної фіксації потенціалу, patch clamp (англ. Patch фрагмент, clamp тут фіксація) електрофізіологічних методика для вивчення властивостей іонних каналів, яка полягає в тому, що фрагмент клітинної мембрани ізолюється за допомогою ... ... Вікіпедія
- Атаканд 32 мг № 28 таблетки. Фармакологічні властивості Ангіотензин II- основний гормон ренін-ангіотензин-альдостеронової системи, який грає важливу роль в патогенезеартеріальной ... Детальніше Купити за 2897 руб
- Ко-Ексфорж 10 мг + 160 мг + 12, 5 мг № 28 таблетки. Фармакологічна дія Ко-Ексфорж є комбінацією трьох антигіпертензивних компонентів з взаємодоповнюючим механізмом контролю артеріального тиску: амлодипіну (похідне дигідропіридину) - ... Детальніше Купити за 2371 руб
- Ко-Ексфорж 5 мг + 160 мг + 12, 5 мг № 28 таблетки. Фармакологічна дія Ко-Ексфорж є комбінацією трьох антигіпертензивних компонентів з взаємодоповнюючим механізмом контролю артеріального тиску: амлодипіну (похідне дигідропіридину) - ... Детальніше Купити за 2297 руб