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Lexikon der Neurowissenschaft: Chloridkanäle

Chloridkanäle, Chloridionenkanäle, E chloride ion channels, Ionenkanäle, die für Cl- (Chlor) und, je nach Kanaltyp, auch für andere kleine Anionen wie Br-, J-, NO3-, HCO3- und SCN- permeabel sind. Sie finden sich in den Zellmembranen aller eukaryotischen Zellen. Chloridkanäle spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation des Zellvolumens, beim transepithelialen Salztransport und bei der intrazellulären pH-Regulation. Für die Physiologie der Nervenzellen und Muskelzellen sind zwei Klassen von molekular gut untersuchten Chloridkanälen von besonderer Bedeutung, die ligandengesteuerten und die spannungsabhängigen Chloridkanäle. – Ligandengesteuerte Chloridkanäle kommen in den postsynaptischen Membranen inhibitorischer Synapsen vor. Es existieren zwei Typen, die durch zwei verschiedene Neurotransmitter aktiviert werden, GABA (γ-Aminobuttersäure; GABA-Rezeptoren) bzw. Glycin (Glycinrezeptoren). Sie können die Wirkung von Depolarisationen unterdrücken, da die Öffnung von Chloridkanälen das negative Ruhepotential stabilisiert. – Schwach spannungsabhängige Chloridkanäle mit hoher Öffnungswahrscheinlichkeit gehören zur CLC-Familie (chloride-channel-family), die durch Membranpotentialänderungen (Depolarisation oder Hyperpolarisation) aktiviert werden. Sie leisten besonders in Muskelzellen einen wesentlichen Beitrag zur Stabilisierung des Ruhepotentials, da das Gleichgewichtspotential für Chlorid meist nahe dem Ruhepotential der Zellen liegt. – Ein weiterer molekular gut untersuchter Chloridkanal ist der CFTR (Cystische-Fibrose-Transmembranleitfähigkeits-Regulator); Mutationen des CFTR-Gens sind ursächlich für die Erbkrankheit Mucoviscidose. Erste Ergebnisse zur Gentherapie dieser Krankheit mit Hilfe von Adenovirus-Vektoren (Adenoviren) liegen seit 1999 vor; sie sind bisher leider erfolglos verlaufen. – Neben diesen auf molekularer Ebene bekannten Cl--Kanälen gibt es noch weitere, die bisher nur funktionell charakterisiert wurden. Hierzu gehören z.B. Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle. Die Offen-Wahrscheinlichkeit für die Kanalpore nimmt beim Ansteigen des freien intrazellulären Ca2+ zu. Auch Depolarisationen können zum Öffnen dieses Kanaltyps führen, jedoch ist die Spannungsabhängigkeit nur schwach ausgeprägt. Ca2+-aktivierte Cl--Kanäle wurden bisher in Photorezeptoren, Nervenzellen und sekretorischen Zellen beschrieben. In Neuronen könnten sie am Entstehen der im Anschluß an Aktionspotentiale auftretenden Nachhyperpolarisationen beteiligt sein und so Einfluß auf das Aktivitätsmuster der Nervenzellen nehmen.

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