Celična fiziologija-napetostno odvisni kanali

Za začetek... ni še konec.Nadaljujem s pisanjem bloga,ker mi nekako dopolnjuje prosti čas in ne vem,kam naj drugače beležim vse zanimive in nezanimive "povesti"od tu in tam,fotoaparata pa tudi ne nameravam vreči stran... ker ta blog tako ali tako namenjam bolj sebi, ga bom še naprej "kracala". :)
Predstavljajmo si živčno celico, nevron, ki mora naslednjemu nevronu nekako prenesti signal, ki se po njej prevaja.Kakšne oblike je ta signal? Gre za t.i. akcijski potencial.Kako nastane?To pa je tema tega članka.
V celični membrani,plazmalemi, nevrona se namreč nahajajo črpalke in ionski kanali, ki pa jih naprej razdelimo še na napetostno odvisne ionske kanale in od liganda odvisne ionske kanale (To preprosto pomeni, da se morajo za njihovo aktivacijo nanje vezati določene kemične substance).Najpomembnejša črpalka je Na+/K+ črpalka, ta omogoča "osnovno" nevzdraženo stanje celice. Vemo, da je v nevzdraženem stanju mirovni membranski potencial, to je napetostna razlika med zunanjostjo in notranjostjo celice, negativen. Mirovni membranski potencial je torej vrednost, ki nam pove, za koliko je potencial znotraj celice manjši kakor zunaj. Torej je notranjost celice bolj negativna kakor zunanjost. In ravno to je doseženo z omenjeno črpalko. Ta črpalka je sestavljena iz dveh globularnih proteinov, večje alfa podenote in manjše beta podenote. Spodnja slika v denem kotu kaže Na+/K+ črpalko. Prikazana pa sta še dva ionska kanala, o katerih pa več kasneje.Torej, značilnost te črpalke so tri vezavna mesta na notranji strani za Na+ in dve vezavni mesti na zunanji strani za K. Črpalko aktivira ATP in takrat prečrpa tri natrije iz celice in dva kalija v celico. Torej tri pozitivne naboje iz celice in dva pozitivna v celico, kar torej pomeni, da se na zunanji strani ustvarja pribitek pozitivnih ionov, to pa je vzrok za negativen mirovni membranski potencial.

Nadaljujmo z napetostno odvisnimi ionskimi kanali.Napetostno odvisni ionski kanali imajo t.i. ionsko poro, skozi katero lahko tečejo ioni, in del, ki zaznava spremembo napetosti na membrani in na podlagi te sprememni konformacijo, torej povzroči odprtje ali zaprtje ionske pore. Napetostno odvisne ionske kanale lahko razdelimo v tri družine, in sicer:

• napetostno odvisne Na+ kanale
• napetostno odvisne K+ kanale
• napetostno odvinse Ca 2+ kanale

Napetostno odvsni Na + kanali sodelujejo pri tvorbi akcijskega potenciala. Na zunanji strani imajo aktivacijska vrata in na notranji strani inaktivacijska vrata.Ob mirovnem membranskem potencialu so aktivacijska vrata zaprta in inaktivacijska vrata odprta. Ko se nato določenem dražljaju, neptost na membani pomakne proti bolj pozitivni vrednosti, se aktivacijska vrata odpro, kar povzroči vdor natrijevih ionov v celico. V tem trenutku se začno zapirati inaktivacijska vrata,ampak ta proces je počasnejši. Ko se inaktivacijska vrata zapro, natrij ne more več teči v celico. da se inaktivacijska vrata zopet odpro, se mora spet vzpostaviti mirovni membranski potencial. Naslednji so kalijevi kanalčki, ki pa imajo samo aktivacijska vrata na zunanji strani. Ko se zaradi dražljaja napetost na membrani spremeni, se ta aktivacijska vrata prično odpirati in se odpro, ko se napetostno odvisni natrijevi kanali že zapro s pomočjo inaktivacijskih vrat. ko se natrijevi kanali odpro, začnejo natrijevi ioni vdirati v celico, kar povzroči depolarizacijo, ko pa se nato odpro kalijevi kanalčki, začnejo kalijevi ioni izhajati iz celice, kar povzroči repolarizacijo. Napetostno odvisni kalcijevi omogočajo prehod kalcija, ki ne sodeluje samo pri depolarizaciji, temveč tudi kot sekundarni sporočevalec in pri aktivaciji številnih encimov.

Od ligandov odvisni ionski kanali so aktivirani s pomočjo zunaj ali znotrajcelične signalne kemične molekule in so v primerjavi z napetostno odvisnimi ionskimi kanali manj selektivni, saj lahko prepuščajo enega ali več ionov. Primer so ionski kanali, ki jih aktivira nevrotranmiter iz sinaptične špranje.Takšni ionski kanali, ki jih aktivira nevrotransmiter, so ionotropni receptorji. Nekateri ionotropni receptorji so:

• nikotinski-acetilholinski receptor - Najdemo jih npr. na v plazmalemi mišičnih celic, aktivira jih acetilholin. Omogočajo prehod kationov in sprožijo ekscitacijo mišične celice.
• Receptorji AMPA,NMDA in kainatni receptorji - so receptorji, ki jih aktivira glutamat, omogočajo neselektiven prehod kationov in imajo ekscitatorni učinek.
• Receptorji GABA- Aktivira jih GABA in omogočajo prehod kloridnim ionom ter imajo inhibitorni učinek.
• Glicinski receptorji- aktivira jih glicin in omočajo prehod kloridnih ionov in imajo torej inhibitorni učinek.
• Skupina serotoninskih receptorjev- aktivira jih serotonin in omogočajo neselektivni prehod kationov, kar pomeni da imajo ekscitatorni učinek.
• Skupina purinergičnih receptorjev - gre za neselektivne kationske kanale, ki jih aktivira ATP in imajo ekscitatorni učinek.