Un canal iònic és una proteïna tansmembrana que forma un porus a la membrana i permet que els ions hi passin. Els ions són partícules carregades elèctricament; poden ser positius però també carregats negativament. Estan en constant intercanvi entre la cèl·lula i el seu entorn o una altra cèl·lula veïna.
Què és un canal iònic?
La membrana d’una cèl·lula està formada per una bicapa lipídica. Els canals iònics són transmembrana proteïnes que abasten la membrana i permeten passar els ions. Els canals iònics també s’anomenen canal proteïnes perquè formen un passadís. El grup de canals iònics es divideix en diferents categories, els canals iònics actius i els canals iònics passius. Els canals iònics actius creen el pas dels ions per transport actiu, per la qual cosa requereixen energia per a aquest procés. Els canals iònics passius, en canvi, no consumeixen energia i permeten el pas dels ions al llarg d’un gradient electroquímic preexistent. Aquest gradient es pot dividir en els components químics i electroquímics. El gradient químic descriu a concentració gradient. Les partícules d’una determinada substància, com ara potassi, es mouen sense coordinar-se entre dos compartiments amb l'ajut de canals iònics. Això es tradueix en un uniforme d’aquestes partícules entre els dos compartiments. Això també es coneix com moviment molecular brownià. El gradient elèctric, en canvi, implica el de tensió elèctrica. Per exemple, si hi ha una càrrega negativa augmentada en un compartiment, es forma un gradient elèctric. Les partícules positives de l’altre compartiment es mouen al compartiment carregat negativament per reequilibrar la tensió desigual acumulada pel gradient. Els canals d’ions actius funcionen específicament contra un gradient. Per exemple, poden transportar partícules addicionalment carregades negativament al compartiment ja carregat negativament. No obstant això, aquest procés requereix una despesa d'energia.
Funció, acció i tasques
Els canals iònics tenen diverses funcions. Canals iònics tancats per transmissor sinapsis de neurones tenen una funció important en la transmissió de senyals entre diferents neurones. Aquest tipus de canals iònics es troben al terminal postsinàptic. Quan es produeix un senyal entrant, la sinapsi allibera un determinat neurotransmissor. El transmissor entra a esquerda sinàptica i s’uneix als receptors dels canals d’ions tancats pel transmissor. S’obren i es canvia el potencial de membrana del postsinapse. Segons això, es produeix un potencial de membrana excitador o inhibidor. Això depèn de si el potencial de la membrana s’eleva o baixa i això al seu torn es determina per l’afluència d’ions a través del canal iònic tancat pel transmissor. La transmissió d’estímuls a la neurona, això pot ser a la cervell o també al medul · la espinal, és generat pels canals iònics. Per exemple, el procés de visió es fa possible d’aquesta manera, però també la transmissió d’estímuls en un reflex com el reflex dels isquiotibials. Quan es produeix un canvi en el potencial de la membrana, es produeix l’obertura de canals iònics al llarg de les neurones. Això crea la conducció del potencial de membrana alterat en una neurona similar a un efecte dòmino. La tensió de la membrana es produeix inicialment perquè hi ha una càrrega negativa a l’interior de la neurona i una càrrega positiva a la zona extracel·lular. Si es supera l’anomenat potencial de repòs de la tensió de la membrana, es produeix una hiperpolarització de la membrana. Com a resultat, la tensió de la membrana esdevé encara més negativa. Això passa a causa de l'obertura o el tancament dels canals iònics. Aquests canals iònics ho són potassi, calci, clorur i sodi canals. Depenen de la tensió, és a dir, s’obren o es tanquen en funció del potencial de la membrana. Aquest procés s’anomena potencial d'acció i es divideix en diferents passos. En primer lloc, es produeix la fase d'iniciació. Després hi ha la despolarització seguida de la repolarització, en què es torna a assolir el potencial de repòs. Normalment, però, la hiperpolarització es produeix abans de la repolarització. Això serveix per garantir que no hi hagi més potencial d'acció s’activa directament després del potencial d’acció que s’ha produït i que es produeix un estímul continu. Els canals d’ió també tenen una funció important en la regulació de l’osmosi i en el manteniment de l’àcid-base equilibrar en el cos.
Formació, aparició, propietats i valors òptims
Com s’ha esmentat anteriorment, hi ha canals d’ions actius i passius. No obstant això, també es poden distingir en funció de la naturalesa de la seva esterilització. Es tracta de canals iònics tancats per voltatge que serveixen per a la transmissió d’estímuls a les neurones. També poden ser tancats per lligands, com ara els canals d’ions tancats per un transmissor sinapsis per transmetre senyals a altres neurones o també per transmetre senyals als músculs. Altres canals iònics són els canals mecanosensibles. Estan regulats per estímuls mecànics com la pressió. Els canals iònics tancats a la temperatura s’obren o es tanquen quan s’arriba a un determinat llindar d’una temperatura. I els canals iònics tancats a la llum estan regulats per una longitud d’ona específica de la llum. Un exemple d'això és la rodopsina, que està lligada a un canal i el regula. Aquests es produeixen a l'ull, per exemple, i són integrants del procés visual.
Malalties i trastorns
Els canals iònics es poden veure afectats per algunes malalties. Un besipiel és defectuós calci canal al cerebel. Aquest defecte és un desencadenant de epilèpsia. Un altre exemple és la síndrome de Lambert-Eaton. En aquest cas, es formen pacients anticossos contra la calci canals de la placa final neuromuscular. Aquesta és la zona de transmissió d’estímuls entre les neurones i la musculatura. Els senyals es debiliten i es produeix una debilitat muscular. Els homes solen estar més afectats per això condició que les dones.
