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Lexikon der Biologie: Liganden-gesteuerte Ionenkanäle

Liganden-gesteuerte Ionenkanäle, intrinsische Ionenkanäle, Ionenkanäle, die nach Bindung von bestimmten Molekülen (Ligand) öffnen. I.e.S. umfassen sie nur solche Kanäle, die Liganden von der extrazellulären Seite her binden. Ionenkanäle, die von auf der cytoplasmatischen Seite bindenden Liganden aktiviert werden, werden als second messenger-gesteuerte Ionenkanäle bezeichnet ( ä vgl. Abb. ). Aktivatoren von Liganden-gesteuerten Ionenkanälen sind die Überträgerstoffe der schnellen erregenden (L-Glutamat [Glutaminsäure], Acetylcholin, Serotonin) oder hemmenden (γ-Aminobuttersäure und Glycin) synaptischen Übertragung. Viele Liganden-gesteuerte Kanäle sind heteropentamer, setzen sich also aus 5 häufig nicht identischen Untereinheiten zusammen. Die meisten Neurotransmitter aktivieren außer diesen Ionenkanälen auch G-Protein gekoppelte Rezeptoren. – Erregende Liganden-gesteuerte Ionenkanäle sind meist wenig selektive Kationenkanäle, die Na+ (Natrium), K+ (Kalium) und Ca2+ (Calcium) passieren lassen. L-Glutamat aktiviert Kanäle vom AMPA-, Kainat- oder NMDA-Typ (Glutamatrezeptor-Kanäle). Die durch Acetylcholin aktivierten Kanäle werden als nicotinische Acetylcholinrezeptor-Kanäle, die durch Serotonin aktivierten als 5-HT3RK (Serotoninrezeptor-Kanäle) bezeichnet. Alle bekannten hemmenden Liganden-gesteuerten Ionenkanäle sind Chloridkanäle. Sie werden durch γ-Aminobuttersäure (GABA) oder Glycin aktiviert. Die zugrunde liegenden Rezeptoren werden als GABA-Rezeptor-Kanäle (GABAA und GABAC) und Glycinrezeptor-Kanäle bezeichnet.



Liganden-gesteuerte Ionenkanäle

Liganden-gesteuerte Ionenkanäle i.w.S. werden unterschieden in:
a Liganden-gesteuerte Ionenkanäle i.e.S. (direkte Aktivierung von Ionenkanälen durch Botenstoffe): Kanalmolekül und Transmitterrezeptor bilden eine Einheit, Binden des Botenstoffs führt zum Öffnen des Kanals; z.B. beim nicotinischen Acetylcholinrezeptor-Kanal.
b second messenger-gesteuerte Ionenkanäle (Modulation der Ionenkanalfunktion): Der Rezeptor für den physiologischen Stimulus ist ein räumlich getrenntes Molekül, das mit dem Kanal über diffusible intrazelluläre second messenger kommuniziert (Signaltransduktion) und somit Kanäle nicht direkt aktiviert, sondern deren Funktion beeinflußt. Eine solche Modulation von Ionenkanälen ist auch bei spannungsabhängigen Kanälen möglich.

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