قناة ايون

أ قناة ايون هو بروتين عبر الغشاء يشكل مسامًا في الغشاء ويسمح للأيونات بالمرور عبر الغشاء. الأيونات عبارة عن جسيمات مشحونة كهربائيًا ، ويمكن أن تكون موجبة ولكن سالبة أيضًا. هم في تبادل مستمر بين الخلية وبيئتها أو خلية أخرى مجاورة.

ما هي القناة الأيونية؟

يتكون غشاء الخلية من طبقة ثنائية الدهون. القنوات الأيونية عبارة عن بروتينات عبر الغشاء تمتد عبر الغشاء وتسمح بمرور الأيونات. تُعرف القنوات الأيونية أيضًا ببروتينات القناة لأنها تشكل ممرًا.

تنقسم مجموعة القنوات الأيونية إلى فئات مختلفة ، القنوات الأيونية النشطة والسلبية. تولد القنوات الأيونية النشطة مرور الأيونات من خلال النقل النشط ، لذا فهي تتطلب طاقة لهذه العملية. من ناحية أخرى ، لا تستهلك قنوات الأيونات السلبية أي طاقة وتسمح للأيونات بالمرور عبر التدرج الكهروكيميائي الحالي. يمكن تقسيم هذا التدرج إلى مكونات كيميائية وكهربائية. يصف التدرج الكيميائي تدرج التركيز. تتحرك جزيئات مادة معينة مثل البوتاسيوم بطريقة غير منسقة بين جزأين بمساعدة القنوات الأيونية.

ينتج عن هذا توزيع متساوٍ لهذه الجسيمات بين الجزأين. يُعرف هذا أيضًا باسم الحركة الجزيئية البراونية. من ناحية أخرى ، يحتوي التدرج الكهربائي على توزيع الجهد الكهربائي. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك شحنة سالبة متزايدة في حجرة ، يتم تكوين تدرج كهربائي. ثم تنتقل الجسيمات الموجبة للمقصورة الأخرى إلى الحجرة ذات الشحنة السالبة لتعويض الجهد غير المتكافئ الذي يتكون من التدرج. تعمل القنوات الأيونية النشطة على وجه التحديد ضد التدرج اللوني. على سبيل المثال ، يمكنهم نقل المزيد من الجسيمات سالبة الشحنة إلى الحجرة ذات الشحنة السالبة بالفعل. ومع ذلك ، فإن هذه العملية تتطلب إنفاقًا للطاقة.

الوظيفة والتأثير والمهام

القنوات الأيونية لها وظائف متنوعة. تلعب القنوات الأيونية التي يتم التحكم فيها عن طريق جهاز الإرسال في نقاط الاشتباك العصبي في الخلايا العصبية دورًا مهمًا في نقل الإشارات بين الخلايا العصبية المختلفة. توجد هذه الأنواع من القنوات الأيونية في نهاية ما بعد المشبكي.

إذا كانت هناك إشارة واردة ، فإن المشبك يطلق ناقلًا عصبيًا معينًا. يدخل هذا في الفجوة المشبكية ويرتبط بمستقبلات القنوات الأيونية التي يتحكم فيها المرسل. هذا يفتح هذه ويغير إمكانات الغشاء لما بعد الانغلاق. اعتمادًا على الموقف ، يكون هناك غشاء محتمل مثير أو مثبط. يعتمد هذا على ما إذا كانت إمكانات الغشاء مرتفعة أو منخفضة ويتم تحديد ذلك بدوره من خلال تدفق الأيونات عبر قناة الأيونات التي يتحكم فيها المرسل. يتم إنشاء انتقال المحفزات في الخلايا العصبية ، يمكن أن يكون ذلك في الدماغ أو في النخاع الشوكي ، بواسطة القنوات الأيونية. على سبيل المثال ، أصبحت عملية الرؤية ممكنة ، ولكن أيضًا نقل المنبهات في حالة رد الفعل مثل منعكس أوتار الركبة.

عندما يكون هناك تغيير في إمكانات الغشاء ، تفتح القنوات الأيونية على طول الخلايا العصبية. هذا يخلق انتقالًا لإمكانات الغشاء المتغيرة على طول خلية عصبية مشابهة لتأثير الدومينو. يحدث توتر الغشاء بسبب وجود شحنة سالبة داخل العصبون وشحنة موجبة في المنطقة خارج الخلية. إذا تم تجاوز جهد الراحة المزعوم لجهد الغشاء ، يحدث فرط الاستقطاب في الغشاء. هذا يجعل توتر الغشاء أكثر سلبية. يحدث هذا بسبب فتح أو إغلاق القنوات الأيونية أيضًا. هذه القنوات الأيونية هي قنوات البوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد والصوديوم. إنها تعتمد على الجهد ، لذا فهي تفتح أو تغلق اعتمادًا على إمكانات الغشاء.

تُعرف هذه العملية باسم إمكانات الإجراء وتنقسم إلى خطوات مختلفة. أولا هناك مرحلة البدء. ويتبع ذلك نزع الاستقطاب ثم عودة الاستقطاب ، حيث يتم الوصول إلى إمكانات الراحة مرة أخرى. عادة ما يحدث فرط الاستقطاب قبل عودة الاستقطاب. يعمل هذا على ضمان عدم تشغيل أي إمكانات عمل أخرى مباشرة بعد حدوث إمكانية الإجراء ووجود حافز دائم. للقنوات الأيونية أيضًا وظيفة مهمة في تنظيم التناضح وفي الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي في الجسم.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

كما ذكرنا سابقًا ، هناك قنوات أيونية نشطة وسلبية. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تمييزها على أساس الطريقة التي يتم التحكم بها. هذه قنوات أيونية يتم التحكم فيها بالجهد وتستخدم لنقل المنبهات في الخلايا العصبية. يمكن أيضًا التحكم فيها عن طريق الروابط ، مثل القنوات الأيونية التي يتحكم فيها المرسل للمشابك لنقل الإشارات إلى الخلايا العصبية الأخرى أو أيضًا لنقل الإشارات إلى العضلات.

القنوات الأيونية الإضافية هي القنوات الميكانيكية الحساسة. يتم تنظيمها بواسطة محفزات ميكانيكية مثل الضغط. يتم فتح أو إغلاق القنوات الأيونية التي يتم التحكم في درجة حرارتها عند الوصول إلى قيمة حدية معينة لدرجة الحرارة. ويتم تنظيم القنوات الأيونية التي يتم التحكم فيها بالضوء بواسطة طول موجي معين من الضوء. مثال على ذلك هو رودوبسين ، المرتبط بقناة وينظمها. تحدث هذه ، على سبيل المثال ، في العين وتندمج في العملية البصرية.

الأمراض والاضطرابات

يمكن أن تتأثر القنوات الأيونية ببعض الأمراض. أحد الأمثلة على ذلك هو قناة الكالسيوم المعيبة في المخيخ. هذا العيب هو سبب الصرع. مثال آخر هو متلازمة لامبرت إيتون.

يطور المرضى أجسامًا مضادة ضد قنوات الكالسيوم في الصفيحة العصبية العضلية. هذا هو مجال انتقال التحفيز بين الخلايا العصبية والعضلات. تضعف الإشارات ويحدث ضعف في العضلات. يميل الرجال إلى أن يكونوا أكثر عرضة للمعاناة من هذه الحالة من النساء.