Jonkanalsreglering

Jonkanalsreglering avser de mekanismer som styr när och hur jonkanaler öppnas och stängs i cellmembranet. Jonkanaler bildar selektiva porer för natrium, kalium, kalcium eller klorid och är centrala för elektriska signaler i nerv- och muskelvävnad. Regleringen sker både snabbt genom gating och långsiktigt via förändringar i kanalernas antal eller placering i membranet.

De viktigaste mekanismerna inkluderar spänningsreglering (voltage-gated kanaler), ligandreglering (ligand- eller neurotransmittorreceptor-kanaler), mekanosensorisk reglering och temperaturkänslighet. Intracellulära signalvägar påverkar kanalerna genom kalmodulin, fosforylering och dephosphorylering, samt genom sekundära budbärare som Ca2+, cAMP och PIP2. Trafficking av kanaler till och från membranet och association med hjälsubenheter kan också modulera permeabilitet och kinetik.

Jonkanalsreglering är central för neuroners och hjärtats funktion: vilopotential, aktionspotentialens uppkomst och återhämtningsfas, synaptisk transmission samt hormonell sekretion och sensorisk transduktion. Olika familjer av kanaler innefattar spänningsreglerade Na+, K+ och Ca2+-kanaler samt ligandreglerade receptorkanaler.

Missreglering av jonkanaler kan orsaka kanalopatier med symtom som epilepsi, hjärtarytmier och neuropatisk smärta. Forskning inom jonkanalsreglering bedrivs med patch-clamp elektrofysiologi, biokemiska och strukturella metoder (t.ex. cryo-EM) samt molekylärbiologi för att kartlägga struktur, funktion och reglering. Denna kunskap underlättar utvecklingen av läkemedel som riktar sig mot specifika kanaler.