体内のイオンチャネルの種類

イオンチャネルは、細胞の興奮性を制御する上で重要な役割を果たす膜タンパク質です。 ほぼすべての細胞に存在し、生理的に重要な役割を果たしています。

イオンチャネル。 チャンネルの構造。 Image Credit: Designua /

電圧依存性イオンチャネル

電圧依存性チャネルは、細胞膜電位の擾乱に反応し、特定のイオン、すなわちNa+、K+、Ca2+、Cl-に対して高い選択性を有しています。

• 電位依存性Na+チャネル – 長時間の活動電位の生成に関与し、リドカインやベンゾカインのような局所麻酔薬の標的となるチャネルです。 このチャネルによって制御される最も重要なプロセスの1つは、シナプスでの神経伝達物質の放出です。
• 電位依存性K+チャネル：電位依存性イオンチャネルの中で最も大きく、最も多様なクラスを構成しています。
• 電位依存性Cl-チャネル – あらゆるタイプの神経細胞に存在し、興奮性と細胞容積の調節に関与しています。

Ligand-Gated Ion Channels (LGIC)

LGICは、麻酔薬、抗精神病薬、抗うつ薬など、多くの薬剤の標的となっています。

“Cys-Loop” LGIC

LGICの最大のクラスを構成するのは、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)、γ-アミノ酪酸(GABA)受容体、5-ヒドロキシトリプタミン-3(5HT3)受容体、グリシン受容体です。

nAChRは、神経伝達物質であるアセチルコリンによって内因性に活性化されます。 アセチルコリンは、学習、記憶、注意など、さまざまな認知プロセスに重要な役割を果たしています。

5-HT3受容体の活性化は、交感神経、副交感神経、感覚など様々な機能に重要な役割を果たしています。 中枢神経系(CNS)では、5-HT3受容体は嘔吐、認知、不安などに関与しています。 様々な認知、生理、感情、代謝システムの調節に役立ちます。

GABA受容体は、その孔を介してCl-を選択的に伝導し、過分極を引き起こし、その結果、活動電位の発生閾値が上昇します。

GABA受容体はその孔にCl-を選択的に通し、過分極を起こして活動電位発生の閾値を高め、活動電位発生の確率を下げることで神経細胞を抑制する。 GABAは覚醒促進領域を抑制することで、睡眠の維持に関与している。 また、GABAのシグナル伝達の障害は、不安障害の主な原因でもある。

グリシン受容体は、脊髄や脳幹などの中枢神経系でシナプスの抑制を司っています。

グリシン受容体は、脊髄や脳幹などの中枢神経系において、シナプスの抑制を司り、運動ニューロンや痛覚繊維を含む求心性の感覚ニューロンの興奮性を制御し、視覚や聴覚の信号処理にも関与しています。

Ionotropic Glutamate Receptor

神経伝達物質であるグルタミン酸によって活性化され、中枢神経系で最も速い興奮性伝達を媒介する。

AMPA受容体は、中枢シナプスの大部分で高速の興奮性シナプス伝達を媒介します。

P2X受容体

P2X受容体は、最も最近発見された膜イオンチャネルである。 P2X受容体は、Na+、K+、Ca2+に好んで透過性を示し、ATPによって活性化されます。

メカノセンシティブイオンチャネル

細胞膜にかかる機械的な力の変化に反応するイオンチャネルをメカノセンシティブイオンチャネルと呼びます。

メカノセンシティブイオンチャネルは、血圧や細胞量の調節、筋肉や骨の発達の刺激、聴覚や触覚などに関与しています。

イオンチャネルは、主要な生理機能の制御に関与しているため、そのメカニズムを分子レベルで理解することが重要です。

主要な生理機能を司るイオンチャネルは、そのメカニズムを分子レベルで理解することが重要です。この10年間、イオンチャネルの結晶構造の解明は先駆的に行われました。 その結果、イオンチャネルがどのように機能しているかについての理解が深まりました。 また、様々なチャネル病の原因となるイオンチャネル遺伝子の多様な変異も発見されている。 この分野の今後の研究は、多くの神経疾患や筋肉疾患の原因と治療法を解明する上で非常に重要なものとなるでしょう。

Further Reading

• All Ion Channel Content
• Importance of Ion Channels in the Body

Citations