Canal ionique

UNE Canal ionique est une protéine transmembranaire qui forme un pore dans la membrane et permet aux ions de passer à travers la membrane. Les ions sont des particules chargées électriquement, ils peuvent être chargés positivement mais aussi négativement. Ils sont dans un échange constant entre la cellule et son environnement ou une autre cellule voisine.

Qu'est-ce qu'un canal ionique?

La membrane d'une cellule est constituée d'une bicouche lipidique. Les canaux ioniques sont des protéines transmembranaires qui traversent la membrane et permettent aux ions de passer à travers. Les canaux ioniques sont également connus sous le nom de protéines de canal car ils forment un passage.

Le groupe de canaux ioniques est divisé en différentes catégories, les canaux ioniques actifs et passifs. Les canaux ioniques actifs génèrent le passage des ions par transport actif, ils nécessitent donc de l'énergie pour ce processus. Les canaux ioniques passifs, en revanche, ne consomment aucune énergie et laissent passer les ions le long d'un gradient électrochimique existant. Ce gradient peut être divisé en composants chimiques et électriques. Le gradient chimique décrit un gradient de concentration. Les particules d'une certaine substance telle que le potassium se déplacent de manière non coordonnée entre deux compartiments à l'aide de canaux ioniques.

Il en résulte une répartition homogène de ces particules entre les deux compartiments. Ceci est également connu sous le nom de mouvement moléculaire brownien. Le gradient électrique, en revanche, contient la distribution de la tension électrique. Par exemple, s'il y a une charge négative accrue dans un compartiment, un gradient électrique se forme. Les particules positives de l'autre compartiment se déplacent alors vers le compartiment chargé négativement afin de compenser la tension inégale accumulée par le gradient. Les canaux ioniques actifs fonctionnent spécifiquement contre un gradient. Par exemple, ils peuvent transporter d'autres particules chargées négativement dans le compartiment déjà chargé négativement. Cependant, ce procédé nécessite une dépense d'énergie.

Fonction, effet et tâches

Les canaux ioniques ont une variété de fonctions. Les canaux ioniques contrôlés par l'émetteur dans les synapses des cellules nerveuses jouent un rôle important dans la transmission de signaux entre différents neurones. Ces types de canaux ioniques sont situés à la terminaison postsynaptique.

S'il y a un signal entrant, la synapse libère un certain neurotransmetteur. Cela pénètre dans l'espace synaptique et se lie aux récepteurs des canaux ioniques contrôlés par l'émetteur. Cela les ouvre et modifie le potentiel membranaire de la post-synapse. Selon la situation, il existe alors un potentiel membranaire excitateur ou inhibiteur. Cela dépend du fait que le potentiel de la membrane est augmenté ou abaissé et ceci à son tour est déterminé par l'afflux d'ions à travers le canal ionique contrôlé par l'émetteur. La transmission de stimuli dans le neurone, que ce soit dans le cerveau ou dans la moelle épinière, est générée par des canaux ioniques. Par exemple, le processus de voir est rendu possible, mais aussi la transmission de stimuli dans le cas d'un réflexe tel que le réflexe ischio-jambier.

Lorsqu'il y a un changement de potentiel membranaire, les canaux ioniques s'ouvrent le long des neurones. Cela crée une transmission du potentiel de membrane modifié le long d'un neurone similaire à un effet domino. La tension membranaire se produit parce qu'il y a une charge négative à l'intérieur du neurone et une charge positive dans la zone extracellulaire. Si le soi-disant potentiel de repos de la tension de membrane est dépassé, une hyperpolarisation de la membrane se produit. Cela rend la tension de la membrane encore plus négative. Cela se produit en raison de l'ouverture ou de la fermeture des canaux ioniques. Ces canaux ioniques sont les canaux potassium, calcium, chlorure et sodium. Ils sont dépendants de la tension, donc ils s'ouvrent ou se ferment en fonction du potentiel de la membrane.

Ce processus est appelé potentiel d'action et est divisé en différentes étapes. Il y a d'abord la phase d'initiation. Ceci est suivi d'une dépolarisation suivie d'une repolarisation, dans laquelle le potentiel de repos est à nouveau atteint. Cependant, une hyperpolarisation se produit généralement avant la repolarisation. Cela sert à garantir qu'aucun autre potentiel d'action n'est déclenché directement après que le potentiel d'action a eu lieu et qu'un stimulus permanent se produit. Les canaux ioniques ont également une fonction importante dans la régulation de l'osmose et dans le maintien de l'équilibre acido-basique dans le corps.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Comme déjà mentionné, il existe des canaux ioniques actifs et passifs. Cependant, ils peuvent également être distingués sur la base de la manière dont ils sont contrôlés. Ce sont des canaux ioniques contrôlés en tension qui sont utilisés pour transmettre des stimuli dans les neurones. Ils peuvent également être contrôlés par des ligands, tels que les canaux ioniques contrôlés par émetteur des synapses pour la transmission de signaux à d'autres neurones ou également pour la transmission de signaux aux muscles.

D'autres canaux ioniques sont les canaux mécanosensibles. Ils sont régulés par des stimuli mécaniques tels que la pression. Les canaux ioniques à température contrôlée sont ouverts ou fermés lorsqu'une certaine valeur seuil d'une température est atteinte. Et les canaux ioniques contrôlés par la lumière sont régulés par une certaine longueur d'onde de lumière. Un exemple de ceci est la rhodopsine, qui est liée à un canal et le régule. Ceux-ci se produisent, par exemple, dans l'œil et sont intégrés dans le processus visuel.

Maladies et troubles

Les canaux ioniques peuvent être affectés par certaines maladies. Un exemple est un canal calcique défectueux dans le cervelet. Ce défaut est un déclencheur d'épilepsie. Un autre exemple est le syndrome de Lambert-Eaton.

Les patients développent des anticorps contre les canaux calciques de la plaque d'extrémité neuromusculaire. C'est le domaine de la transmission des stimuli entre les neurones et les muscles. Les signaux sont affaiblis et une faiblesse musculaire se produit. Les hommes ont tendance à être plus susceptibles de souffrir de cette maladie que les femmes.