jontransportsystemet

Jontransportsystemet är ett samlingsbegrepp för de mekanismer som gör det möjligt för joner att passera genom biologiska membran. Systemet innefattar jonkanaler, pumpar och transportörer som tillsammans upprätthåller elektrokemiska gradienter som är avgörande för cellens funktion och organismens homeostas.

Jonkanaler är proteiner som bildar selektiva porer i membranet och låter joner strömma passivt när deras öppning regleras av olika stimuli. Detta ger snabb jonflux och bildar grunden för elektrisk signaling i nerv- och muskelvävnad. Kanalernas gating styrs av spänning (voltage-gated), ligandbindning (ligand-gated) eller mekaniska faktorer. Pumpar driver primär aktiv transport genom ATP-hydrolys. Exempel är Na+/K+-ATPase, som pumpar Na+ ut och K+ in mot luminala gradienter och därmed upprätthåller vilomembranpotentialen och cellvolymen, samt Ca2+-ATPase och H+-ATPase som reglerar intracellular Ca2+-nivåer och pH/elektrisk balans.

Sekundär aktiv transport utnyttjar befintliga gradienter som skapats av pumparna för att flytta andra ämnen. Exempel inkluderar Na+/glukos-symportörer som använder natriumgradienten för att importera glukos mot dess gradient, samt antiportörer som byter en jon mot en annan över membranet. Dessa transportörer bidrar till näringsupptag, osmoregulation och signaltransduktion.

Fysiologiskt spelar jontransportsystemet en central roll i nervsystemets och muskelvävnadens funktion, njurars och tarmars transportprocesser, vätskebalans samt acid–base-reglering. Studier av jonkanaler och transportörer använder elektrofysiologiska metoder och molekylärbiologi och har koppling till bland annat cystic fibrosis, hjärt- och neuromuskulära tillstånd.