Ionenkanal

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Ionenkanäle sind Transmembranproteine mit Poren, die es Ionen ermöglichen, die Zellmembran zu durchqueren. NEBEN Aufnahme oder Abgabe von Ionen (z. B. bei der Exkretion oder zur Steuerung von Osmose) besteht eine wichtige Funktion der Ionenkanäle darin, ein Membranpotenzial zu generieren, das für die Signaltransduktion genutzt wird (z. B. bei der Erregungsleitung in Nerven). Im Unterschied zu dem aktiven Tranport in Ionen-Transportern (Carrier) folgt der Transport von Ionen in Ionenkanälen passiv dem elektrochemischen Gradienten.

Biophysikalische Eigenschaften

Ionenkanäle sind mehr oder weniger selektiv, d. h. sie sind nicht für alle Arten von Ionen gleichermaßen durchlässig. Manche hochspezifischen Ionenkanäle leiten fast ausschließlich Kalium-Ionen, andere sind spezifisch für Natrium-Ionen, für Calcium-Ionen oder für Chlorid-Ionen. Es gibt auch Ionenkanäle, die weniger spezifisch sind, sie leiten z. B. sowohl Kalium-Ionen als auch Natrium-Ionen und Calcium-Ionen (die sogenannten unspezifischen Kationenkanäle).

Die Connexone der gap junctions sind ebenfalls für Ionen aber auch für größere Moleküle durchlässig.

Ionenkanäle sind gesteuert (engl. gated), d. h. ihre Leitfähigkeit für Ionen hängt von bestimmten Signalen ab. Eine große Klasse von Ionenkanälen wird durch das Membranpotenzial gesteuert. So sind z. B. typische spannungsaktivierte Natrium-Kanäle während des Ruhemembranpotenzials nicht leitfähig, sondern nur dann, wenn sie durch eine Depolarisation aktiviert werden. Eine andere große Klasse von Ionenkanälen wird durch Liganden aktiviert, also durch Moleküle die als Botenstoffe fungieren. So wird z. B. der Acetylcholin-Rezeptor, der eine Rolle bei der Signaltransduktion vom Nerv auf den Muskel spielt, bei Anwesenheit des Neurotransmitters Acetylcholin leitfähig. Weitere Ionenkanäle können durch mechanische Reize (z. B. Druck, Vibrationen) aktiviert werden.

Siehe auch: Blutzucker-Sensorsystem, Membrantransport