Ionkanalreseptorer

Ionkanalreseptorer är en klass av receptorproteiner som bildar ligandstyrda jonkanaler när de binder sina neurotransmittorer. De medverkar i snabba synapiska signaler genom att direktsikta jonflöden över postsynaptiska membranet, vilket snabbt ändrar cellens elektriska tillstånd.

Dessa receptorer är transmembrana proteiner som ofta bildar multimeriska kanalkomplex. Subenhetssammansättningen avgör vilken jon som passerar och hur snabbt kanalen öppnas eller stängs. De största familjerna inkluderar de Cys-loop-ligandstyrda jonkanalerna (nAChR, GABA_A-receptorn, glycinreceptorn och 5-HT3-receptorn), de jonotropa glutamatreceptorerna (AMPA-, NMDA- och kainatreceptorer) samt P2X-receptorer som aktiveras av ATP. Många av dem är pentameriska; NMDA-receptorer uppvisar vanligtvis heterotetrameriska uppsättningar. Kanalens poren bildas till stor del av M2-segmentet, och jonselektiviteten påverkas av vilka subenheter som är närvarande.

När en neurotransmittor binder till receptorernas bindningsställen öppnas kanalens por och joner flödar in eller ut. Resultatet blir antingen en depolarisering eller en hyperpolarisering av den postsynaptiska membranen, beroende på kanaltyp och den lokala jonmiljön. NMDA-receptorer är särskilt permeabla för Ca2+ men kräver en co-agonist (typ glycin) och upplever Mg2+-blockad vid vilomembran; de spelar en viktig roll i synaptisk plasticitet.

Farmakologiskt är ionkanalreseptorer vanliga mål för läkemedel och giftiga ämnen. Exempel inkluderar nikotinreceptorer, GABA_A-receptorn (modulerad av bensodiazepiner och barbiturater), samt NMDA-receptorn (ketamin). Avvikelser i deras funktion är kopplade till bland annat epilepsi, ångest, smärta och neurodegenerativa sjukdomar.

Skillnaden jämfört med metabotropa receptorer är den mycket snabbare tidsmässiga responsen, eftersom effekten uppstår genom direkt jonflöde i stället för second messenger-signalering.