Canal de iones

UNA Canal de iones es una proteína transmembrana que forma un poro en la membrana y permite que los iones pasen a través de la membrana. Los iones son partículas cargadas eléctricamente, pueden tener carga positiva pero también negativa. Están en un intercambio constante entre la célula y su entorno u otra célula vecina.

¿Qué es un canal de iones?

La membrana de una célula consta de una bicapa lipídica. Los canales de iones son proteínas transmembrana que atraviesan la membrana y permiten el paso de los iones. Los canales de iones también se conocen como proteínas de canal porque forman un pasaje.

El grupo de canales iónicos se divide en diferentes categorías, los canales iónicos activos y pasivos. Los canales de iones activos generan el paso de los iones a través del transporte activo, por lo que requieren energía para este proceso. Los canales de iones pasivos, por otro lado, no consumen energía y permiten que los iones pasen a través de un gradiente electroquímico existente. Este gradiente se puede dividir en componentes químicos y eléctricos. El gradiente químico describe un gradiente de concentración. Las partículas de una determinada sustancia como el potasio se mueven de forma descoordinada entre dos compartimentos con la ayuda de canales iónicos.

Esto da como resultado una distribución uniforme de estas partículas entre los dos compartimentos. Esto también se conoce como movimiento molecular browniano. El gradiente eléctrico, por otro lado, contiene la distribución de voltaje eléctrico. Por ejemplo, si hay una carga negativa aumentada en un compartimento, se forma un gradiente eléctrico. Las partículas positivas del otro compartimento se mueven luego al compartimento cargado negativamente para compensar el voltaje desigual creado por el gradiente. Los canales de iones activos funcionan específicamente contra un gradiente. Por ejemplo, pueden transportar más partículas cargadas negativamente al compartimento que ya está cargado negativamente. Sin embargo, este proceso requiere un gasto de energía.

Función, efecto y tareas

Los canales de iones tienen una variedad de funciones. Los canales iónicos controlados por transmisores en las sinapsis de las células nerviosas juegan un papel importante en la transmisión de señales entre diferentes neuronas. Estos tipos de canales iónicos se encuentran en la terminación postsináptica.

Si hay una señal entrante, la sinapsis libera cierto neurotransmisor. Este entra en la brecha sináptica y se une a los receptores de los canales iónicos controlados por el transmisor. Esto los abre y cambia el potencial de membrana de la postsinapsis. Dependiendo de la situación, existe entonces un potencial de membrana excitador o inhibidor. Esto depende de si el potencial de membrana aumenta o disminuye y esto, a su vez, está determinado por la entrada de iones a través del canal de iones controlado por el transmisor. La transmisión de estímulos en la neurona, esto puede ser en el cerebro o en la médula espinal, es generada por canales iónicos. Por ejemplo, se posibilita el proceso de ver, pero también la transmisión de estímulos en el caso de un reflejo como el de los isquiotibiales.

Cuando hay un cambio en el potencial de membrana, los canales iónicos se abren a lo largo de las neuronas. Esto crea una transmisión del potencial de membrana cambiado a lo largo de una neurona similar a un efecto dominó. La tensión de la membrana se produce porque hay una carga negativa dentro de la neurona y una carga positiva en el área extracelular. Si se excede el llamado potencial de reposo del voltaje de la membrana, se produce una hiperpolarización de la membrana. Esto hace que la tensión de la membrana sea aún más negativa. Esto ocurre debido a la apertura o también al cierre de los canales iónicos. Estos canales iónicos son los canales de potasio, calcio, cloruro y sodio. Dependen del voltaje, por lo que se abren o cierran según el potencial de la membrana.

Este proceso se conoce como potencial de acción y se divide en diferentes pasos. Primero está la fase de iniciación. A esto le sigue la despolarización seguida de la repolarización, en la que se alcanza de nuevo el potencial de reposo. Sin embargo, por lo general, la hiperpolarización ocurre antes de la repolarización. Esto sirve para garantizar que no se active ningún potencial de acción adicional directamente después de que se haya producido el potencial de acción y que se produzca un estímulo permanente. Los canales de iones también tienen una función importante en la regulación de la ósmosis y en el mantenimiento del equilibrio ácido-base en el cuerpo.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

Como ya se mencionó, existen canales iónicos activos y pasivos. Sin embargo, también se pueden distinguir en función de la forma en que se controlan. Estos son canales iónicos controlados por voltaje que se utilizan para transmitir estímulos en las neuronas. También pueden ser controlados por ligandos, como los canales iónicos controlados por transmisores de las sinapsis para la transmisión de señales a otras neuronas o también para la transmisión de señales a los músculos.

Otros canales iónicos son los canales mecanosensibles. Están regulados por estímulos mecánicos como la presión. Los canales de iones controlados por temperatura se abren o cierran cuando se alcanza un cierto valor umbral de temperatura. Y los canales iónicos controlados por luz están regulados por una determinada longitud de onda de luz. Un ejemplo de esto es la rodopsina, que se une a un canal y lo regula. Estos ocurren, por ejemplo, en el ojo y se integran en el proceso visual.

Enfermedades y trastornos

Los canales de iones pueden verse afectados por algunas enfermedades. Un ejemplo es un canal de calcio defectuoso en el cerebelo. Este defecto es un desencadenante de la epilepsia. Otro ejemplo es el síndrome de Lambert-Eaton.

Los pacientes desarrollan anticuerpos contra los canales de calcio de la placa terminal neuromuscular. Esta es el área de transmisión de estímulos entre las neuronas y los músculos. Las señales se debilitan y se produce debilidad muscular. Los hombres tienden a tener más probabilidades de sufrir esta afección que las mujeres.