bir İyon kanalı zarda gözenek oluşturan ve iyonların zardan geçmesine izin veren bir transmembran proteindir. İyonlar, elektrik yüklü parçacıklardır, pozitif ama aynı zamanda negatif yüklü olabilirler. Hücre ile çevresi veya başka bir komşu hücre arasında sürekli bir değişim içindedirler.
İyon kanalı nedir?
Bir hücrenin zarı bir lipit çift tabakasından oluşur. İyon kanalları, zarı kaplayan ve iyonların geçmesine izin veren transmembran proteinlerdir. İyon kanalları, bir geçit oluşturdukları için kanal proteinleri olarak da bilinir.
İyon kanalları grubu, aktif ve pasif iyon kanalları olmak üzere farklı kategorilere ayrılmıştır. Aktif iyon kanalları iyonların aktif taşıma yoluyla geçişini sağlar, bu nedenle bu işlem için enerjiye ihtiyaç duyarlar. Pasif iyon kanalları ise herhangi bir enerji tüketmez ve iyonların mevcut bir elektrokimyasal gradyan boyunca geçmesine izin verir. Bu gradyan, kimyasal ve elektriksel bileşenlere ayrılabilir. Kimyasal gradyan, bir konsantrasyon gradyanını tanımlar. Potasyum gibi belirli bir maddenin parçacıkları iyon kanalları yardımıyla iki bölme arasında koordinasyonsuz bir şekilde hareket eder.
Bu, bu parçacıkların iki bölme arasında eşit bir şekilde dağılmasına neden olur. Bu aynı zamanda Brownian moleküler hareket olarak da bilinir. Elektrik eğimi ise elektrik voltajının dağılımını içerir. Örneğin, bir bölmede artan bir negatif yük varsa, bir elektrik gradyanı oluşur. Diğer bölmenin pozitif parçacıkları daha sonra gradyan tarafından oluşturulan eşit olmayan voltajı telafi etmek için negatif yüklü bölmeye hareket eder. Aktif iyon kanalları özellikle bir gradyan üzerinde çalışır. Örneğin, negatif yüklü parçacıkları zaten negatif yüklü bölmeye taşıyabilirler. Ancak bu süreç, enerji harcanmasını gerektirir.
İşlev, efekt ve görevler
İyon kanallarının çeşitli işlevleri vardır. Sinir hücrelerinin sinapslarındaki verici kontrollü iyon kanalları, sinyallerin farklı nöronlar arasında iletilmesinde önemli rol oynar. Bu tür iyon kanalları postsinaptik sonlandırmada bulunur.
Gelen bir sinyal varsa, sinaps belirli bir nörotransmitteri serbest bırakır. Bu, sinaptik boşluğa girer ve verici kontrollü iyon kanallarının reseptörlerine bağlanır. Bu, bunları açar ve postsinapsın membran potansiyelini değiştirir. Duruma bağlı olarak, uyarıcı veya inhibe edici bir zar potansiyeli vardır. Bu, zar potansiyelinin yükseltilip yükseltilmediğine bağlıdır ve bu da, verici kontrollü iyon kanalından iyonların akışı ile belirlenir. Nörondaki uyaranların iletimi, bu beyinde veya omurilikte olabilir, iyon kanalları tarafından oluşturulur. Örneğin görme süreci mümkün kılındığı gibi hamstring refleksi gibi bir reflekste uyaranların iletilmesi de mümkündür.
Membran potansiyelinde bir değişiklik olduğunda, nöronlar boyunca iyon kanalları açılır. Bu, domino etkisine benzer şekilde bir nöron boyunca değişen zar potansiyelinin bir iletimini yaratır. Membran gerginliği, nöronun içinde negatif bir yük ve hücre dışı alanda pozitif bir yük olduğu için ortaya çıkar. Membran voltajının sözde dinlenme potansiyeli aşılırsa, membranın hiperpolarizasyonu meydana gelir. Bu, zar gerilimini daha da negatif hale getirir. Bu, iyon kanallarının açılması veya kapanması nedeniyle olur. Bu iyon kanalları potasyum, kalsiyum, klorür ve sodyum kanallarıdır. Voltaj bağımlıdırlar, bu nedenle membran potansiyeline bağlı olarak açılır veya kapanırlar.
Bu süreç aksiyon potansiyeli olarak bilinir ve farklı adımlara bölünmüştür. İlk olarak, başlangıç aşaması var. Bunu depolarizasyon ve ardından dinlenme potansiyeline tekrar ulaşılan repolarizasyon izler. Bununla birlikte, genellikle hiperpolarizasyon, repolarizasyondan önce meydana gelir. Bu, eylem potansiyeli gerçekleştikten ve kalıcı bir uyaran meydana geldikten sonra başka bir eylem potansiyelinin doğrudan tetiklenmemesini sağlamaya yarar. İyon kanalları ayrıca ozmozun düzenlenmesinde ve vücuttaki asit-baz dengesinin korunmasında önemli bir işleve sahiptir.
Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler
Daha önce de belirtildiği gibi, aktif ve pasif iyon kanalları var. Bununla birlikte, kontrol edilme şekillerine göre de ayırt edilebilirler. Bunlar, nöronlarda uyarıcıları iletmek için kullanılan voltaj kontrollü iyon kanallarıdır. Sinyallerin diğer nöronlara iletilmesi veya ayrıca sinyallerin kaslara iletilmesi için sinapsların verici kontrollü iyon kanalları gibi ligandlar tarafından da kontrol edilebilirler.
Diğer iyon kanalları mekanik duyarlı kanallardır. Basınç gibi mekanik uyaranlarla düzenlenirler. Sıcaklık kontrollü iyon kanalları, bir sıcaklığın belirli bir eşik değerine ulaşıldığında açılır veya kapanır. Ve ışık kontrollü iyon kanalları belirli bir dalga boyunda ışık tarafından düzenlenir. Bunun bir örneği, bir kanala bağlı olan ve onu düzenleyen Rodopsin'dir. Bunlar örneğin gözde meydana gelir ve görsel sürece entegre edilir.
Hastalıklar ve Bozukluklar
İyon kanalları bazı hastalıklardan etkilenebilir. Bir örnek, beyincikteki kusurlu bir kalsiyum kanalı. Bu kusur epilepsi için bir tetikleyicidir. Başka bir örnek Lambert-Eaton Sendromudur.
Hastalar, nöromüsküler uç plağın kalsiyum kanallarına karşı antikorlar geliştirir. Bu, nöronlar ve kaslar arasındaki uyaran aktarım alanıdır. Sinyaller zayıflar ve kas zayıflığı oluşur. Erkekler bu durumdan kadınlardan daha fazla muzdarip olma eğilimindedir.
