Ионные каналы

По химическому строению все ионные каналы являются мембранными гликопротеинами. Они пропускают ионы, движущиеся через клеточную мембрану по своим концентрационным градиентам. По способу активации ионные каналы подразделяют на потенциал-зависимые и хемозависимые.

Состояние потенциал-зависимых каналов (Рис. 3) зависит от мембранного потенциала. Большинство их активируется при деполяризации (при сдвиге мембранного потенциала к более положительному значению относительно потенциала покоя), однако некоторые активируются при гиперполяризации (при сдвиге мембранного потенциала к более отрицательному значению относительно потенциала покоя). Как правило, потенциал-зависимые каналы пропускают какой-либо один ион (Na⁺, K⁺ или Ca²⁺). Редкое исключение представляют неселективные каналы из семейства цАМФ (цГМФ)-зависимых катионных каналов. Состояние некоторых ионных каналов зависит (кроме потенциала) от связывания с различными внутриклеточными лигандами – АТФ, Са²⁺, комплексом Са²⁺/калмодулин, цАМФ (цГМФ) и G- белками. Каналы, пропускающие ионы Na⁺ и Ca²⁺ внутрь клетки по концентрационным градиентам, обеспечивают деполяризацию мембраны, приводящую к генерации потенциала действия. Каналы, пропускающие ионы K⁺ из клетки по концентрационному градиенту, обеспечивают реполяризацию мембраны и возвращение потенциала клетки к уровню потенциала покоя.

Состояние хемозависимых каналов зависит от связывания нейромедиаторов с мембранными рецепторами. Некоторые хемозависимые каналы входят в состав молекул ионотропных мембранных рецепторов, и они активируются непосредственно при связывании рецепторов с нейромедиаторами (см. Синапс). Другие хемозависимые каналы активируются (или деактивируются) опосредовано в результате инициации каскадов внутриклеточной сигнализации при связывании нейромедиаторов с метаботропными мембранными рецепторами. Ионные токи, текущие через хемозависимые каналы, обуславливают развитие постсинаптических потенциалов.