voltagesberoende

Voltagesberoende, eller voltage-dependent på engelska, är ett begrepp som beskriver processer eller proteiner som styrs av membranpotentialen. Inom fysiologi används det främst för att hänvisa till spänningskänsliga jonkanaler som öppnas eller stängs som svar på förändringar i cellmembranets spänning. Sådana kanaler kallas voltagesberoende eller spänningsreglerade kanaler.

Mekanismen bygger på ett sensoriskt domänområde i kanalen, ofta med S4-segmentet som bär positiva laddningar. Vid depolarisation förflyttar sig detta sensoriska segment genom membranet och inducerar en konformationsändring som öppnar poren. Efter öppning kan kanalen nå ett inaktiverat tillstånd, vilket stoppar jonflödet tills vilofasen återställer vilspänningen. Vissa kanaler uppvisar också olika sätt att återgå till viloläget, vilket ger olika tidsmässiga egenskaper (snabb eller långsam inaktivering).

Exempel på voltagesberoende kanaler är natriumkanaler (Na+), kaliumkanaler (K+) och kalciumkanaler (Ca2+). Na+-kanaler är avgörande för uppkomsten och fortledningen av aktionspotentialer i nervceller. Ca2+-kanaler bidrar till neurotransmittorfrisättning i synapser och till muskelkontraktioner, medan K+-kanaler hjälper till att återställa membranpotentialen mellan impulser.

Betydelse och tillämpningar: voltagesberoende kanaler är centrala för nervsystemets funktion och hjärtslagens rytm. De är mål för läkemedel (till exempel kan blomblockerare och calciumantagonister) och kanalfel orsakar sjukdomar, bl a lång QT-syndrom och vissa episodiska atakier. Förståelsen av deras gating bidrar till insikter i både grundläggande fysiologi och klinisk behandling.