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Ionenkanäle – Einführung aus physiologischer Perspektive

Ion channels—introduction from a physiological perspective

Zusammenfassung

Ionenkanäle bilden eine vielfältige Klasse von Transportmembranproteinen. Sie können nach Selektivität der Ionenspezies und der Kontrolle ihres Schaltverhaltens z. B. durch Membranpotenzial oder Bindung von Liganden klassifiziert werden. Der Transport durch Kanalproteine besitzt sowohl eine elektrische wie eine chemische Dimension. Die mit dem selektiven Ionentransport über Membranen einhergehende Ladungstrennung bewirkt eine Veränderung des Membranpotenzials, der Ionenfluss führt parallel zu einer Veränderung von Ionenkonzentrationen. Basierend auf dieser elektrochemischen Doppelnatur der Ionenkanäle lassen sich aus physiologischer Perspektive 2 Funktionsbereiche differenzieren. In erregbaren Zellen steht die Steuerung des Membranpotenzials zur Erzeugung schneller elektrischer Signale im Vordergrund, während gerichteter Ionentransport bei Transportepithelien die zentrale Größe darstellt. So stehen bei einzelnen Ionenkanalkrankheiten meist Erregungs – oder Transportstörungen im Vordergrund.

Abstract

Ion channels form a complex class of membrane transport proteins. They are often classified according to their selective permeability for particular ion species as well as to their gating properties, which are controlled by either membrane voltage, ligand binding or physical stimuli. Ion transport through membrane pores embedded in protein channel complexes possesses both a chemical and an electrical dimension with ion flux causing both charge separations as well as changes in ionic concentrations. This electrochemical double-nature of ion transport is reflected in the two main physiological domains of ion channel function: in excitable cells many ion channels predominately control membrane voltage to generate fast electrical signaling, while epithelial or intracellular ion channels are mainly involved in directional ion transport. Given this framework, individual channelopathies display their major deficiencies either in fast electrical signaling or ion transport itself.

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Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.

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Roeper, J. Ionenkanäle – Einführung aus physiologischer Perspektive. medgen 25, 427–430 (2013). https://doi.org/10.1007/s11825-013-0428-2

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Schlüsselwörter

  • Ionentransport
  • Ionenkanalerkrankung
  • Transportmembranproteine
  • Permeabilität
  • Ionenkanalschleuse

Keywords

  • Ion transport
  • Channelopathies
  • Membrane transport proteins
  • Permeability
  • Ion channel gating