Concetti Chiave
- Il doppio strato lipidico delle cellule è impermeabile ai composti carichi, come gli ioni, che attraversano la membrana tramite canali ionici.
- I canali ionici sono proteine di membrana che formano pori acquosi selettivi per il passaggio di specifici tipi di ioni.
- Esistono diversi tipi di canali ionici, tra cui quelli a controllo di voltaggio, ligando e meccanici, ciascuno regolato da fattori diversi.
- I canali ionici si distinguono per rapidità, regolarità e selettività nel controllo del flusso ionico.
- La selettività dei canali ionici è determinata dall'interazione degli ioni con gruppi specifici all'interno del canale, piuttosto che dalla loro dimensione.
Indice
Impermeabilità del doppio strato lipidico
Il doppio strato lipidico è fortemente impermeabile ai composti con carica elettrica, compresi i piccoli ioni come Na+ , K+ , Ca 2+ e Cl- . Il movimento (conduttanza) di questi ioni attraverso la membrana ha un ruolo fondamentale in numerose attività cellulari e avviene tramite canali ionici, formati da proteine integrali di membrana che circondano un poro acquoso.
Varietà e selettività dei canali ionici
C’è una gran varietà di canali ionici e la maggior parte è molto selettiva nel consentire il passaggio attraverso il poro, di un solo particolare di tipi di ione. Il confronto fra la sequenza d’aminoacidi di proteine che fermano 3 diversi tipi di canali ioni in organismi molto differenti, ruolo che tutti canali ionici sono membri di un piccolo numero di superfamiglia giganti:
- Voltage gated-cation channels
- Troumiter gated-ion channels
Meccanismi di apertura e chiusura
Un canale può trovarsi sia in forma aperta, sia in forma chiusa (o sbarramento). 
L’apertura e la chiusura dello sbarramento possono essere indotte da vari fattori, secondo il tipo di canale:
- 1- Canali a controllo di voltaggio nei quali lo stato di conformazione dipende da differenze nella carica ionica sui due versanti della membrana
- [barile beta: canali che non hanno la capacità di controllare il passaggio di molecole attraverso la membrana]
- 2- canali a controllo di ligando nei quali lo stato di conformazione dipende dal legame con particolari sostanze.
- 3- canali regolati meccanicamente il flusso ionico di un canale dipende dal gradiente, visto che è sempre un processo di diffusione . Il modello di un canale con cancello (gated) serve ad impedire il flusso ionico a meno che non vi sia un segnale.
Caratteristiche dei canali ionici
La caratteristica di tutti i canali sono la:
- rapidità
- regolarità: quando serve possono essere chiusi/aperti/disattivati.
- selettività: quello che serve.
La selettività di canali non dipende dalla grandezza dello ione ma piuttosto dal fatto che lo ione sia capace o meno di interagire con dei gruppi all’interno del canale stesso, affinché si liberino del loro guscio di idratazioni (che li protegge dalla polarità dell’acqua)
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei canali ionici nella membrana cellulare?
- Come avviene l'apertura e la chiusura dei canali ionici?
- Da cosa dipende la selettività dei canali ionici?
I canali ionici permettono il movimento di ioni attraverso la membrana, essenziale per numerose attività cellulari, poiché il doppio strato lipidico è impermeabile ai composti con carica elettrica.
L'apertura e la chiusura dei canali ionici possono essere indotte da vari fattori, come differenze di carica ionica, legame con sostanze specifiche, o stimoli meccanici, a seconda del tipo di canale.
La selettività dei canali ionici dipende dalla capacità degli ioni di interagire con gruppi all'interno del canale, piuttosto che dalla loro grandezza, permettendo loro di liberarsi del guscio di idratazione.
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