離子通道是各種無(wú)機離子跨膜被動(dòng)運輸的通路。生物膜對無(wú)機離子的跨膜運輸有被動(dòng)運輸(順離子濃度梯度)和主動(dòng)運輸(逆離子濃度梯度)兩種方式。
被動(dòng)運輸的通路稱(chēng)離子通道,主動(dòng)運輸的離子載體稱(chēng)為離子泵。生物膜對離子的通透性與多種生命活動(dòng)過(guò)程密切相關(guān)。
例如,感受器電位的發(fā)生,神經(jīng)興奮與傳導和中樞神經(jīng)系統的調控功能,心臟搏動(dòng),平滑肌蠕動(dòng),骨骼肌收縮,激素分泌,光合作用和氧化磷酸化過(guò)程中跨膜質(zhì)子梯度的形成等。
活體細胞不停地進(jìn)行新陳代謝活動(dòng),就必須不斷地與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換,而細胞膜上的離子通道就是這種物質(zhì)交換的重要途徑。
人們已經(jīng)知道,大多數對生命具有重要意義的物質(zhì)都是水溶性的,如各種離子,糖類(lèi)等,它們需要進(jìn)入細胞,而生命活動(dòng)中產(chǎn)生的水溶性廢物也要離開(kāi)細胞,它們出入的通道就是細胞膜上的離子通道。
離子通道由細胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)構成,它們聚集起來(lái)并鑲嵌在細胞膜上,中間形成水分子占據的孔隙,這些孔隙就是水溶性物質(zhì)快速進(jìn)出細胞的通道。
離子通道的活性,就是細胞通過(guò)離子通道的開(kāi)放和關(guān)閉調節相應物質(zhì)進(jìn)出細胞速度的能力,對實(shí)現細胞各種功能具有重要意義。
兩名德國科學(xué)家埃爾溫·內爾和貝爾特·扎克曼即因發(fā)現細胞內離子通道并開(kāi)創(chuàng )膜片鉗技術(shù)而獲得1991年的諾貝爾生理學(xué)獎。