Canalele Ionice

Membrana celulara (partea externa a neuronului) este formatiunea specializata deoarece este incarcata electric, semipermeabila, permitand trecerea ionilor din interior spre exterior si invers. Polaritatea este data de distributia inegala a concentratiei ionilor pe cele doua parti ale membranei. Distributia ionilor membranari este determinata in parte de prezenta porilor sau canalelor.

Canalele ionice sunt proteine moleculare celulare care formeaza pori de-a lungul membranei celulare. Canalele prezintă bariere de permeabilitate şi de selectivitate, unele din ele operate chimic sau electric.Aceste structuri proteice regleaza fluxul electronic al diferitilor ioni: sodiu (Na+), potasiu (K+), calciu (Ca++) sau clor (Cl-), prin deschiderea si inchiderea porilor. Fiecare canal ionic este selectiv, permitand de obicei unui singur tip de ioni sa-l traverseze. Canalele ionice sunt prezente in membrana tuturor celulelor. Ele joaca un rol central in fiziologia celululor excitabile cum sunt neuronii.

Canalele sunt facilitatori ai difuziei, neinfluentand sensul de trecere a ionilor,dictat doar de diferenta de potential electrochimic al ionului respectiv(suma a diferentelor de concentratie si camp electric).Un canal nu poate transporta ioni impotriva acestui gradient,rol detinut de pompele ionice.

Sunt cunoscute cca 50 de tipuri de canale ionice care general se pot clasifica in doua categorii:canale pasive,caz in care controlul circulatiei ionilor se realizeaza doar prin dimensiunea porilor in raport cu ale ionilor(ex de dimensiuni caracteristice pt ionii care circula prin membrana 2,5A°→K+siCl- ;3,5A°→Na+; 4,5A°→Ca 2+ ) si canale active, la care controlul se realizeaza prin modificari ale formei si dimensiunii canalelor, provocate de cele mai multe ori prin procedee electrice si chimice( canale controlate in tensiune prin valoarea diferentei de potential dintre fetele membranei si canale controlate chimic prin mediatori chimici de tipul acetilcolinei si acidului gama-aminobutiric.)

Principiul lor de functionare este simplu:cand canalul se deschide ionii specifici trec in sensul gradientului electrochimic.

Daca acest gradient se anuleaza , miscarea fluxurilor ionice inceteaza, iar daca el se inverseaza miscarea se inverseaza. Canalele nu pot efectua transpăort impotriva acestui gradient si sunt deci responsabile de difuzia facilitata.

PROPRIETATILE CANALELOR IONICE

-rapiditatea transportului: in jur de un milion de ioni pot traversa canalul, cu o viteza cam de 100 de ori mai mare ca cea a proteinelor transportoare.,≥10 la puterea 6 ioni/s

-sunt foarte selectivi: cele mai multe tipuri de canale pot lasa sa treaca un singur ion( Na+, K +,Ca++,Cl-) ,dar exista si un canal mai putin selectiv,cel nicotinic, care lasa sa treaca toti ionii pozitivi monovalenti. Acesta este responsabil de activitatea musculara.

-durata deschiderii: variabila. Unele pot ramane deschise atata timp cat stimulul este prezent,iar altele se inchid dupa cateva milisecunde. Inchiderea este cateodata urmata de o perioada refractara care se opune redeschiderii determinata de un nou stimul.

-participarea la polaritatea membranei: curentul ionic creat polarizeaza membrana ceea ce conduce la crearea componentei electrice a gradientului electrochimic a tuturor ionilor.