In elettrofisiologia, il termine in inglese è solitamente utilizzato per riferirsi all’apertura (attraverso l’attivazione) e alla chiusura (attraverso la disattivazione o inattivazione) dei canali ioni.
Il nome gating (gate, “porta”, “gate”) deriva dall’idea che una proteina dei canali ioni comprende un poro protetto da uno o da diversi cancelli, e il (s) gate deve essere aperto ( s) in modo che gli ioni attraversino il poro. Varie modifiche a cellule possono innescare l’attivazione del gate, a seconda del tipo di canale ionico in questione, tra gli altri: cambiamenti nella tensione della membrana cellulare (canali ioni attivati a tensione), sostanze chimiche (farmaci, sostanze avvincenti, ormoni) che Interagire con il canale ionico (canali ioni attivati da ligandi), cambiamenti di temperatura, restringimento o deformazione della membrana cellulare, aggiunta di un gruppo fosfato al canale ionico (fosforilazione) e interazione con altre molecole cellulari (ad esempio, G proteine). La velocità con cui uno qualsiasi di questi processi di attivazione / inattivazione avviene in risposta a questi stimoli è noto come il nome della cinetica dell’attivazione. Alcuni farmaci e molte tossine agiscono come “modificatori di attivazione” dei canali ioni modificando la cinetica dei cancelli.
Alcuni canali vengono aperti o chiusi casualmente indipendentemente dal valore del potenziale di membrana e si dice che questo Il suo gating è una tensione indipendente. Al contrario, altri canali sono normalmente chiusi, ma la loro probabilità di apertura può essere aumentata sostanzialmente da cambiamenti avvenuti nel potenziale della membrana (canali ioni sensibili alla tensione); da interazioni specifiche con ligandi extracellulari o intracellulari (canali attivati dai ligandi); o con stimoli fisici (meccanici e meccanici e canali sensibili al calore).
Quando i canali ioni sono chiusi (senza la possibilità di guidare), sono impermeabili agli ioni e non conducono la corrente elettrica. Quando i canali ioni sono aperti, conducono la corrente elettrica, e quindi consentono ad alcuni ioni di passare attraverso di loro e, di conseguenza, attraverso la membrana plasmatica della cellula. Questi flussi di ioni generano una corrente elettrica attraverso la membrana. La direzione in cui si muovono, come menzionato sopra, è determinata dal gradiente elettrochimico che rappresenta la somma del gradiente chimico attraverso la membrana plasmatica e il campo elettrico sperimentato dagli ioni. L’attivazione è il processo in cui un canale ionico viene trasformato e passa da uno dei suoi stati di guida a uno dei suoi stati di non conduzione.
Nella consueta descrizione dei canali ionici attivati dalla tensione del potenziale d’azione, quattro processi sono parlato di: attivazione, disattivazione, inattivazione e riattivazione (chiamato anche il recupero dell’inattivazione). In un modello di canale ionico con due cancelli (un cancello di attivazione e un cancello di inattivazione) in cui entrambi devono essere aperti in modo che gli ioni siano guidati attraverso il canale, l’attivazione è il processo di apertura del gate di attivazione, che si verifica in risposta al fatto che la tensione all’interno della membrana cellulare (il potenziale della membrana) diventa più positivo rispetto all’esterno della cellula (depolarizzazione); La disattivazione è il processo opposto, cioè la chiusura del cancello in risposta al fatto che la tensione interna della membrana diventa più negativa (ripolarizzazione, inattivazione è la chiusura del cancello inattivazione; come con l’attivazione, l’inattivazione avviene in risposta a il fatto che la tensione all’interno della membrana diventa più positiva, ma accade spesso che sia ritardata, rispetto all’attivazione. Il recupero dell’inattivazione è il contrario dell’inattivazione. Quindi, entrambe le inattivazioni come disattivazione sono processi che causano il canale di perdere la capacità di guida , ma sono diversi processi nel senso che l’inattivazione viene attivata quando l’interno della membrana diventa più positivo, mentre la disattivazione viene attivata quando il potenziale della membrana diventa più negativo.
I canali ioni possono essere classificati Secondo il tipo di stimolo per l’apertura o la chiusura:
- c Anali attivati da tensione;
- canali attivati dal ligando;
- canali meccanici.
canali regolati da Voltjecitar
I canali ioni aperti in risposta alle modifiche In potenziale elettrico attraverso la membrana plasmatica, che tende ad essere un bilayer lipidico. La sua funzione principale è la trasmissione di impulsi elettrici (generazione del potenziale d’azione) a causa di cambiamenti nella differenza di oneri elettrici derivati dalle concentrazioni di anioni e cazioni tra entrambi i lati della membrana. La probabilità di chiusura e apertura dei canali ioni Sono controllati da un sensore che può essere elettrico, chimico o meccanico. I canali attivati della tensione contengono un sensore che include diversi amminoacidi con carica positiva che si spostano nel campo elettrico della membrana durante l’apertura o la chiusura del canale. Il cambiamento nella differenza di potenziale elettrico su entrambi i lati della membrana provoca il movimento del sensore. Il movimento del sensore di tensione crea un movimento di carichi (chiamato gateway) che modifica l’energia libera che modifica la struttura terziaria del canale aprendola o chiudendolo. Alcuni di questi canali hanno uno stato refrattario noto come inattivazione il cui meccanismo è dato da una subunità indipendente dei responsabili dell’apertura e della chiusura.
Canali di sodio (NA +) Modifica
La fase della rapida depolarizzazione del potenziale di azione del nervo e del muscolo (cellule scheletriche, lisce e cardiache) e, in generale, del Le cellule eccitabili dipendono dall’ingresso NA + attraverso i canali attivati da variazioni di tensione. Questa voce NA + produce una depolarizzazione del potenziale di membrana che facilita, a sua volta, l’apertura di più canali NA + e consente il potenziale di equilibrio per questo ione in 1-2 ms. Quando le celle sono a riposo, la probabilità di apertura dei canali NA + è molto bassa, anche se durante la depolarizzazione produce un drammatico aumento della sua probabilità di apertura.
canali di potassio (k +) Modifica
K + canali sono il gruppo più eterogeneo delle proteine della membrana strutturale. In celle eccitabili, la depolarizzazione delle cellule attiva i canali K + e facilita l’uscita cellulare dalla cella, che porta alla ripolarizzazione del potenziale di membrana. Inoltre, i canali K + giocano un ruolo importante nel mantenimento del potenziale di riposo cellulare, la frequenza del trigger delle celle automatiche, il rilascio di neurotrasmettitori, la secrezione di insulina, l’eccitabilità delle cellule, il trasporto di elettroliti da parte delle cellule epiteliali, il Contrazione del muscolo liscio e della regolazione del volume cellulare. Ci sono anche canali di K + la cui attivazione è indipendente dalle variazioni del potenziale della membrana che determinano il potenziale di riposo e regolano l’eccitabilità e il volume extracellulare. L’aceto volare (Drosophila Melanogaster) è stata la chiave che ci ha permesso di conoscere la topologia e la funzione dei canali K +. L’identificazione del primo canale K + è stata la conseguenza dello studio elettrofisiologico del mutante dell’agitatore di D. Melanogaster, così denominato perché ha movimenti spasmodici delle estremità anestati con etere. Una funzione importante dei canali di K + è Attivazione linfocitaria nella risposta immunitaria dell’organismo.
Canali di calcio (CA2 +) Modifica
In celle in piedi, la concentrazione intracellulare di Ca2 + è 20.000 volte più in basso della sua concentrazione nel mezzo extracellulare; D’altra parte, l’interno cellulare è elettronegativo (-50 a -60 mV), cioè, c’è un gradiente elettrochimico che favorisce l’input di ioni Ca2 + nella cella. Tuttavia, in una cella a riposo, la membrana cellulare è molto piccola permeabile a CA2 +, quindi l’ingresso di esso a favore di questo gradiente è ridotto. Tuttavia, durante l’attivazione cellulare, la concentrazione intracellulare di CA2 + aumenta come conseguenza dell’input di Extracellulare Ca2 + attraverso la membrana, sia attraverso i canali dipendenti dalla tensione. L’input di CA2 + attraverso i canali dipendenti dalla tensione della membrana cellulare partecipa alla regolazione di numerosi processi biologici: Genesi del potenziale d’azione e la durata di questo, accoppiamento di eccitazione, il rilascio di neurotrasmettitori, ormoni e fattori di crescita, sinaptogenesi, osteogenesi, processi di differenziazione cellulare, ipertrofia e ristrutturato, tra gli altri.
Canali del cloruro (CL-) Modifica
CL-canali Un ruolo molto importante nel regolamento della eccitabilità cellulare, del trasporto transepiteliale e della regolazione del volume e dei telefoni cellulari e può essere attivato da modifiche a tensione , ligandi endogeni (proteine CA, AMPC, G) e forze fisiche (dilatazione cellulare). Il primo canale dipendente dalla tensione di questa famiglia, chiamato CLC-0, è stato clonato dall’organo elettrico del siluro siluro. Successivamente, altri 9 canali sono stati clonati, codificati dai geni CLCN1-7, CLCNK e CLCNKB. I canali CLC-0, CLC-1, CLC-2 e CLC-KA / B si trovano nella membrana cellulare, mentre i restanti canali si trovano nelle membrane dei mitocondri e di altri organelli cellulari. I canali situati nella membrana cellulare stabilizzano il potenziale della membrana nelle celle eccitabili (ad esempio nel muscolo scheletrico) e sono responsabili del trasporto transepiteliale e del trasporto di elettroliti, mentre i canali intracellulari possono contraffare la corrente prodotta dalle pompe protoni. La funzione più importante del I CL-canali, nelle sinapsi neuronali, è quello di causare un’iperpolarizzazione con il suo ingresso nel neurone passivo postsyaptico la sua attivazione, e quindi interrompere l’impulso nervoso per preparare il neurone postsinaptico per il prossimo impulso. Un’altra funzione importante dei canali chiusi nel sangue rosso Celle: nei tessuti l’ingresso dei clienthrocytes resistendo la sua produzione bicarbonato, con la quale la CO2 entra nell’erythrocyte. Nei polmoni, l’erithrocyte produce la forza dell’ingresso del bicarbonato dal sangue, con il quale viene fuori CO2 al flusso sanguigno polmonare. Questo è quanto più CO2 dei tessuti viene trasportato ai polmoni.