علوم اعصاب پروس؛ تنوع کانال‌های یونی غشای نورون‌ها

The Diversity of Ion Channels

Many additional insights have come from genetic studies of ion channels: More than 200 ion channel genes have been discovered, a remarkable number that could not have been anticipated from the work of Hodgkin and Huxley. To understand the functional significance of this multitude of ion channel genes, individual channel types can be selectively expressed in well-defined experimental systems, such as cultured cells or frog oocytes, and then studied with patch clamping and other physiological techniques. Channel genes can also be deleted from genetically tractable organisms, such as mice or fruit flies, to determine the roles these channels play in the intact organism. Such studies have identified many voltage-gated channels that respond to membrane potential in much the same way as do the Na⁺ and K⁺ channels that underlie the action potential. Voltage-gated ion channels also are involved in a broad range of neurological diseases (see Clinical Applications). Other types of channels are insensitive to membrane voltage, instead being gated by chemical signals that bind to extracellular or intracellular domains on these proteins. Still others are sensitive to other types of physical stimuli, such as mechanical displacement or changes in temperature. Thus, although the basic electrical signals of the nervous system are relatively stereotyped, the proteins responsible for generating these signals are remarkably diverse, conferring specialized signaling properties to the many different types of neurons that populate the nervous system.

تنوع کانال‌های یونی

بینش‌های اضافی بسیاری از مطالعات ژنتیکی کانال‌های یونی حاصل شده است: بیش از ۲۰۰ ژن کانال یونی کشف شده است، تعداد قابل توجهی که از کار هاجکین و هاکسلی قابل پیش‌بینی نبود. برای درک اهمیت عملکردی این تعداد زیاد ژن‌های کانال یونی، می‌توان انواع کانال‌های منفرد را به صورت انتخابی در سیستم‌های آزمایشی کاملاً تعریف‌شده، مانند سلول‌های کشت‌شده یا تخمک‌های قورباغه، بیان کرد و سپس با استفاده از تکنیک patch clamping و سایر تکنیک‌های فیزیولوژیکی مورد مطالعه قرار داد. ژن‌های کانال همچنین می‌توانند از ارگانیسم‌های قابل کنترل ژنتیکی، مانند موش‌ها یا مگس‌های میوه، حذف شوند تا نقش این کانال‌ها در ارگانیسم سالم مشخص شود. چنین مطالعاتی بسیاری از کانال‌های وابسته به ولتاژ را شناسایی کرده‌اند که به پتانسیل غشا تقریباً به همان روشی که کانال‌های ⁺Na و ⁺K که زمینه‌ساز پتانسیل عمل هستند، پاسخ می‌دهند. کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ همچنین در طیف وسیعی از بیماری‌های عصبی نقش دارند (به کاربردهای بالینی مراجعه کنید). انواع دیگر کانال‌ها نسبت به ولتاژ غشا حساس نیستند، در عوض توسط سیگنال‌های شیمیایی که به دامنه‌های خارج سلولی یا داخل سلولی روی این پروتئین‌ها متصل می‌شوند، وابسته می‌شوند. برخی دیگر نیز به انواع دیگر محرک‌های فیزیکی، مانند جابجایی مکانیکی یا تغییرات دما، حساس هستند. بنابراین، اگرچه سیگنال‌های الکتریکی پایه سیستم عصبی نسبتاً کلیشه‌ای هستند، پروتئین‌های مسئول تولید این سیگنال‌ها به طرز چشمگیری متنوع هستند و خواص سیگنال‌دهی تخصصی را به انواع مختلف نورون‌هایی که در سیستم عصبی قرار دارند، اعطا می‌کنند.

Voltage-Gated Ion Channels

Voltage-gated ion channels that are selectively permeable to each of the major physiological ions—Na⁺, K⁺, Ca²⁺, and Cl^–—have been identified (Figure 4.6). Indeed, many different genes have been discovered for each type of voltage-gated channel; for example, there are ten human Na⁺ channel genes. This finding was unexpected because Na⁺ channels from many different cell types have similar functional properties, consistent with their origin from a single gene. It is now clear, however, that all of these Na⁺ channel genes (called SCN genes) produce proteins that differ in their structure, function, and distribution in specific tissues. For instance, in addition to the rapidly inactivating Na⁺ channels that underlie the action potential in many types of neurons, including the squid neurons studied by Hodgkin and Huxley, a voltage-sensitive Na⁺ channel that does not completely inactivate has been identified in mammalian neurons. This channel gives rise to a “persistent” Na⁺ current that helps regulate action potential threshold and repetitive firing. This channel serves as a target of local anesthetics such as procaine and lidocaine (see Clinical Applications, Chapter 2).

کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ

کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ که به طور انتخابی به هر یک از یون‌های فیزیولوژیکی اصلی – ⁺Na⁺، K⁺، Ca² و Cl- نفوذپذیر هستند، شناسایی شده‌اند (شکل 4.6). در واقع، ژن‌های مختلف زیادی برای هر نوع کانال وابسته به ولتاژ کشف شده‌اند؛ به عنوان مثال، ده ژن کانال ⁺Na انسانی وجود دارد. این یافته غیرمنتظره بود زیرا کانال‌های ⁺Na از انواع مختلف سلول، خواص عملکردی مشابهی دارند که با منشأ آنها از یک ژن واحد سازگار است. با این حال، اکنون مشخص است که همه این ژن‌های کانال ⁺Na (که ژن‌های SCN نامیده می‌شوند) پروتئین‌هایی تولید می‌کنند که در ساختار، عملکرد و توزیع در بافت‌های خاص متفاوت هستند. به عنوان مثال، علاوه بر کانال‌های ⁺Na که به سرعت غیرفعال می‌شوند و زیربنای پتانسیل عمل در بسیاری از انواع نورون‌ها، از جمله نورون‌های ماهی مرکب مورد مطالعه هاجکین و هاکسلی هستند، یک کانال ⁺Na حساس به ولتاژ که به طور کامل غیرفعال نمی‌شود، در نورون‌های پستانداران شناسایی شده است. این کانال باعث ایجاد یک جریان ⁺Na “مداوم” می‌شود که به تنظیم آستانه پتانسیل عمل و شلیک مکرر کمک می‌کند. این کانال به عنوان هدف بی‌حس‌کننده‌های موضعی مانند پروکائین و لیدوکائین عمل می‌کند (به کاربردهای بالینی، فصل 2 مراجعه کنید).

Na⁺ channels consist of motifs of six membrane-spanning regions, similar to those on the voltage-gated K⁺ channels shown in Figure 4.5, that are repeated four times, yielding a total of 24 transmembrane regions (see Figure 4.6A). Thus, one Na+ channel protein forms a structure very similar to that produced by four K+ channel subunits. Four of these transmembrane domains serve as voltage sensors that enable voltage-dependent gating of Na⁺ channels. In the center of Na⁺ channels is a pore that connects the extracellular and intracellular sides of the membrane. The selectivity filter of the Na⁺ channel pore, like that of the K⁺ channels shown in Figures 4.4 and 4.5, is formed by four pore loops. However, this selectivity filter is narrower to permit the smaller Na⁺, but not the larger K⁺, to diffuse through the Na⁺ channel pore and permeate across the membrane. Accessory proteins, called b subunits, regulate the function of Na⁺ channels.

کانال‌های ⁺Na از موتیف‌هایی از شش ناحیه‌ی پوشاننده‌ی غشاء تشکیل شده‌اند، مشابه آن‌هایی که در کانال‌های ⁺K دریچه‌دار ولتاژی نشان داده شده در شکل ۴.۵ وجود دارند، که چهار بار تکرار می‌شوند و در مجموع ۲۴ ناحیه‌ی غشایی ایجاد می‌کنند (شکل ۴.۶A را ببینید). بنابراین، یک پروتئین کانال ⁺Na ساختاری بسیار شبیه به ساختاری که توسط چهار زیرواحد کانال K+ تولید می‌شود، تشکیل می‌دهد. چهار مورد از این دامنه‌های غشایی به عنوان حسگرهای ولتاژ عمل می‌کنند که دریچه‌دار کردن وابسته به ولتاژ کانال‌های ⁺Na را ممکن می‌سازند. در مرکز کانال‌های ⁺Na منفذی وجود دارد که طرفین خارج سلولی و داخل سلولی غشاء را به هم متصل می‌کند. فیلتر انتخابی منفذ کانال ⁺Na، مانند کانال‌های ⁺K نشان داده شده در شکل‌های ۴.۴ و ۴.۵، توسط چهار حلقه‌ی منفذی تشکیل شده است. با این حال، این فیلتر انتخابی باریک‌تر است تا به ⁺Na کوچکتر، اما نه ⁺K بزرگتر، اجازه دهد از طریق منفذ کانال ⁺Na منتشر شود و در سراسر غشاء نفوذ کند. پروتئین‌های جانبی، به نام زیرواحدهای b، عملکرد کانال‌های ⁺Na را تنظیم می‌کنند.

FIGURE 4.6 Types of voltage-gated ion channels. Examples of voltage-gated channels include those selectively permeable to Na⁺ (A), Ca²⁺ (B), K⁺ (C), and Cl^– (D). All channels include a number of transmembrane domains that form pores; the selectivity filters of these pores determine ion selectivity, while other structures are responsible for sensing the membrane potential and for gating pore opening and closing. Side view shows the channels within the plasma membrane; top view shows the transmembrane structures of the channels, emphasizing similarities between the Na⁺, Ca²⁺, and K⁺ channels. y, a2d, and b indicate accessory subunits of the Ca²⁺ channel. (A after Ahuja et al., 2015; B after Wu et al., 2015; C from Long et al., 2005; D after Dutzler et al., 2002.)

شکل ۴.۶ انواع کانال‌های یونی دریچه‌دار ولتاژی. نمونه‌هایی از کانال‌های دریچه‌دار ولتاژی شامل کانال‌هایی هستند که به طور انتخابی به Na⁺ (A)، Ca²⁺ (B)، K⁺ (C) و Cl- (D) نفوذپذیرند. همه کانال‌ها شامل تعدادی دامنه غشایی هستند که منافذ را تشکیل می‌دهند. فیلترهای گزینش‌پذیری این منافذ، گزینش‌پذیری یون را تعیین می‌کنند، در حالی که سایر ساختارها مسئول حس کردن پتانسیل غشا و تنظیم باز و بسته شدن منافذ هستند. نمای جانبی، کانال‌های درون غشای پلاسما را نشان می‌دهد. نمای بالا، ساختارهای غشایی کانال‌ها را نشان می‌دهد و بر شباهت‌های بین کانال‌های Na+، Ca² و ⁺K تأکید می‌کند. y، a2d و b زیر واحدهای فرعی کانال ⁺Ca² را نشان می‌دهند. (A برگرفته از Ahuja و همکاران، 2015؛ B برگرفته از Wu و همکاران، 2015؛ C برگرفته از Long و همکاران، 2005؛ D برگرفته از Dutzler و همکاران، 2002.)

Other electrical responses in neurons rely on volt-age-gated  channels (see Figure 4.6B). Ca²⁺ chan-nels are similar in structure to Na⁺ channels, consisting of six membrane-spanning regions that are repeated four times and include positively charged voltage sen-sors that enable voltage-dependent gating. Ca²⁺ chan-nels also contain pore loops; these yield a pore that is selectively permeable to Ca²⁺ but otherwise look re-markably similar in structure to Na⁺ and K⁺ channels.

سایر پاسخ‌های الکتریکی در نورون‌ها به کانال‌های دریچه‌دار ولتاژی متکی هستند (شکل 4.6B را ببینید). کانال‌های ⁺Ca² از نظر ساختاری مشابه کانال‌های ⁺Na هستند و از شش ناحیه‌ی پوشاننده‌ی غشاء تشکیل شده‌اند که چهار بار تکرار شده‌اند و شامل حسگرهای ولتاژ با بار مثبت هستند که دریچه‌گذاری وابسته به ولتاژ را امکان‌پذیر می‌کنند. کانال‌های ⁺Ca² همچنین حاوی حلقه‌های منفذی هستند. این حلقه‌ها منفذی ایجاد می‌کنند که به طور انتخابی نسبت به ⁺Ca² نفوذپذیر است، اما در غیر این صورت از نظر ساختاری به طور قابل توجهی شبیه کانال‌های ⁺Na و ⁺K به نظر می‌رسند.

In some neurons, voltage-gated Ca²⁺ channels give rise to action potentials in much the same way as voltage-sensitive Na⁺ channels. In other neurons, Ca²⁺ channels prolong the duration of action potentials whose rising phases are generated by currents flowing through Na⁺ channels. More generally, by affecting intracellular Ca²⁺ concentrations, activation of Ca²⁺ channels regulates an enormous range of biochemical signaling processes within cells (see Chapter 7). Perhaps the most important brain process regulated by voltage-sensitive Ca²⁺ channels is the release of neurotransmitters at synapses (see Chapter 5). To mediate these diverse and crucial functions, ten different Ca²⁺ channel genes (CACNA genes) have been identified. Different types of Ca²⁺ channels vary in their activation and inactivation properties, allowing subtle variations in both electrical and chemical signaling processes mediated by Ca²⁺. Drugs that block voltage-gated Ca²⁺ channels are valuable in treating a variety of conditions that range from heart disease to anxiety disorders.

در برخی از نورون‌ها، کانال‌های ⁺Ca² وابسته به ولتاژ، پتانسیل‌های عمل را تقریباً به همان روشی که کانال‌های ⁺Na حساس به ولتاژ ایجاد می‌شوند، ایجاد می‌کنند. در سایر نورون‌ها، کانال‌های ⁺Ca² مدت زمان پتانسیل‌های عملی را که مراحل افزایشی آنها توسط جریان‌های عبوری از کانال‌های ⁺Na ایجاد می‌شود، طولانی‌تر می‌کنند. به طور کلی، با تأثیر بر غلظت‌های ⁺Ca² درون سلولی، فعال شدن کانال‌های ⁺Ca² طیف وسیعی از فرآیندهای سیگنالینگ بیوشیمیایی را در سلول‌ها تنظیم می‌کند (به فصل 7 مراجعه کنید). شاید مهمترین فرآیند مغزی که توسط کانال‌های ⁺Ca² حساس به ولتاژ تنظیم می‌شود، آزادسازی انتقال‌دهنده‌های عصبی در سیناپس‌ها باشد (به فصل 5 مراجعه کنید). برای واسطه‌گری این عملکردهای متنوع و حیاتی، ده ژن مختلف کانال ⁺Ca² (ژن‌های CACNA) شناسایی شده‌اند. انواع مختلف کانال‌های ⁺Ca² از نظر خواص فعال‌سازی و غیرفعال‌سازی متفاوت هستند و امکان تغییرات ظریف در فرآیندهای سیگنالینگ الکتریکی و شیمیایی که توسط ⁺Ca² واسطه‌گری می‌شوند را فراهم می‌کنند. داروهایی که کانال‌های ⁺Ca² وابسته به ولتاژ را مسدود می‌کنند، در درمان طیف وسیعی از بیماری‌ها از بیماری‌های قلبی گرفته تا اختلالات اضطرابی ارزشمند هستند.

K⁺ channels are by far the largest and most diverse class of voltage-gated ion channels (see Figure 4.6C). Nearly 100 K⁺ channel genes (KCN genes) are known, falling into several distinct groups that differ substantially in their activation, gating, and inactivation properties. Some take minutes to inactivate (Figure 4.7A), as found for the K⁺ channels of squid axons. Others inactivate within milliseconds, reminiscent of most voltage-gated Na⁺ channels (Figure 4.7B), and still others even faster (Figure 4.7C). These properties influence the duration and rate of action potential firing, with important consequences for axonal conduction, synaptic transmission and information processing. These voltage-gated K⁺ channels typically have the structural features described above: four subunits—each with six membrane-spanning domains, one pore loop, and a voltage sensor—that assemble to form a single functional ion channel (see Figure 4.6C).

کانال‌های ⁺K تا حد زیادی بزرگترین و متنوع‌ترین دسته از کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ هستند (شکل 4.6C را ببینید). نزدیک به 100 ژن کانال ⁺K (ژن‌های KCN) شناخته شده‌اند که در چندین گروه مجزا قرار می‌گیرند که از نظر ویژگی‌های فعال‌سازی، دروازه‌سازی و غیرفعال‌سازی تفاوت‌های اساسی دارند. غیرفعال شدن برخی از آنها چند دقیقه طول می‌کشد (شکل 4.7A)، همانطور که برای کانال‌های ⁺K آکسون‌های ماهی مرکب یافت می‌شود. برخی دیگر در عرض چند میلی‌ثانیه غیرفعال می‌شوند، که یادآور اکثر کانال‌های ⁺Na وابسته به ولتاژ است (شکل 4.7B) و برخی دیگر حتی سریع‌تر (شکل 4.7C). این ویژگی‌ها بر مدت زمان و سرعت شلیک پتانسیل عمل تأثیر می‌گذارند و پیامدهای مهمی برای هدایت آکسونی، انتقال سیناپسی و پردازش اطلاعات دارند. این کانال‌های ⁺K وابسته به ولتاژ معمولاً دارای ویژگی‌های ساختاری شرح داده شده در بالا هستند: چهار زیر واحد – هر کدام با شش دامنه غشایی، یک حلقه منفذ و یک حسگر ولتاژ – که برای تشکیل یک کانال یونی عملکردی واحد جمع می‌شوند (شکل 4.6C را ببینید).

Two other types of K⁺ channels are responsible for the resting potential of neurons: the inward rectifier channels that respond to membrane hyperpolarization (Figure 4.7D) and the 2-P K⁺ channels that are insensitive to membrane potential but are gated by chemical signals such as pH changes (Figure 4.7E). These resting K⁺ channels deviate structurally from other K⁺ channels in several ways, with neither having a voltage sensor domain. Furthermore, inward rectifier K⁺ channels span the membrane only twice and have a single pore loop, while 2-P channels span the membrane four times and include two pore loops. Still other K⁺ channels respond to intracellular Ca²⁺ levels (Figure 4.7F). These channels have a unique structure consisting of seven transmembrane domains, including a voltage sensor and pore loop, as well as a cytoplasmic domain responsible for sensing intracellular Ca²⁺ (see Figure 4.8C).

دو نوع دیگر از کانال‌های ⁺K مسئول پتانسیل استراحت نورون‌ها هستند: کانال‌های یکسوکننده درونی که به هایپرپلاریزاسیون غشا پاسخ می‌دهند (شکل 4.7D) و کانال‌های⁺P-2 K که به پتانسیل غشا حساس نیستند اما توسط سیگنال‌های شیمیایی مانند تغییرات pH کنترل می‌شوند (شکل 4.7E). این کانال‌های ⁺K در حال استراحت از نظر ساختاری از سایر کانال‌های ⁺K به چندین روش متفاوت هستند و هیچ‌کدام دامنه حسگر ولتاژ ندارند. علاوه بر این، کانال‌های ⁺K یکسوکننده درونی فقط دو بار غشا را طی می‌کنند و یک حلقه منفذ دارند، در حالی که کانال‌های 2-P چهار بار غشا را طی می‌کنند و شامل دو حلقه منفذ هستند. سایر کانال‌های ⁺K نیز به سطوح ⁺Ca² درون سلولی پاسخ می‌دهند (شکل 4.7F). این کانال‌ها ساختار منحصر به فردی دارند که از هفت دامنه غشایی، از جمله یک حسگر ولتاژ و حلقه منفذ، و همچنین یک دامنه سیتوپلاسمی مسئول سنجش ⁺Ca² درون سلولی تشکیل شده است (شکل 4.8C را ببینید).

FIGURE 4.7 Diverse properties of K+ channels. Different types of K⁺ channels were expressed in Xenopus oocytes, and the voltage clamp method was used to change the membrane potential (top) and measure the resulting currents flowing through each type of channel. These K⁺ channels vary markedly in their gating properties, as evident in their currents (left) and conductances (right). (A) KV2.1 channels show little inactivation and are closely related to the delayed rectifier K⁺ channels involved in action potential repolarization. (B) KV4.1 channels inactivate during a depolarization and help regulate the interval between action potentials during repetitive firing. (C) HERG channels (KCNH2 gene) inactivate so rapidly that current flows only when inactivation is rapidly removed at the end of a depolarization. (D) Inward rectifying K⁺ channels allow more K⁺ current to flow at hyperpolarized potentials than at depolarized potentials. (E) 2-P K⁺ channels usually respond to chemical signals rather than to changes in membrane potential. In the case of the TASK channel (KCNK9 gene) shown here, changes in extracellular pH regulate channel opening while membrane potential changes do not. (F) Ca²⁺-activated K⁺ channels open in response to intracellular Ca²⁺ ions and, in some cases, membrane depolarization.

شکل ۴.۷ خواص متنوع کانال‌های ⁺K. انواع مختلف کانال‌های ⁺K در اووسیت‌های Xenopus بیان شدند و از روش گیره ولتاژ برای تغییر پتانسیل غشا (بالا) و اندازه‌گیری جریان‌های حاصل از عبور از هر نوع کانال استفاده شد. این کانال‌های ⁺K به طور قابل توجهی در خواص دروازه‌ای خود متفاوت هستند، همانطور که در جریان‌های آنها (چپ) و رسانایی (راست) مشهود است. (الف) کانال‌های KV2.1 غیرفعال شدن کمی را نشان می‌دهند و ارتباط نزدیکی با کانال‌های ⁺K یکسوکننده تأخیری دارند که در رپولاریزاسیون پتانسیل عمل دخیل هستند. (ب) کانال‌های KV4.1 در طول دپولاریزاسیون غیرفعال می‌شوند و به تنظیم فاصله بین پتانسیل‌های عمل در طول شلیک مکرر کمک می‌کنند. (ج) کانال‌های HERG (ژن KCNH2) آنقدر سریع غیرفعال می‌شوند که جریان فقط زمانی جریان می‌یابد که غیرفعال شدن به سرعت در انتهای دپولاریزاسیون حذف شود. (د) کانال‌های ⁺K یکسوکننده به سمت داخل اجازه می‌دهند جریان ⁺K بیشتری در پتانسیل‌های هایپرپلاریزه نسبت به پتانسیل‌های دپولاریزه جریان یابد. (ه) کانال‌های K⁺ 2-P معمولاً به سیگنال‌های شیمیایی پاسخ می‌دهند تا به تغییرات در پتانسیل غشا. در مورد کانال TASK (ژن KCNK9) که در اینجا نشان داده شده است، تغییرات در pH خارج سلولی، باز شدن کانال را تنظیم می‌کند در حالی که تغییرات پتانسیل غشا این کار را نمی‌کنند. (F) کانال‌های ⁺K فعال شده توسط ⁺Ca² در پاسخ به یون‌های ⁺Ca² درون سلولی و در برخی موارد، دپلاریزاسیون غشا باز می‌شوند.

Finally, several types of Cl^– channel genes (CLCN genes), encoding different voltage-gated Cl^– channels, have been identified (see Figure 4.6D). These channels are present in every type of neuron, where they control excitability, contribute to the resting membrane potential, and help regulate cell volume. Chloride channels are structurally distinct from all other voltage-gated channels, consisting of dimers of two identical subunits that span the plasma membrane many times. Within each subunit is an ion-conducting pore, so that a complete Cl^– channel has two separate pores (see Figure 4.6D). The selectivity filter of these pores includes positive charges that coordinate the negative Cl^– as they diffuse from one side of the membrane to the other. Cl^– channels do not have the type of voltage sensor found in voltage-gated Na⁺, Ca²⁺, or K⁺ channels. Instead, their voltage dependence seems to arise from voltage-dependent movement of a negatively charged amino acid near the selectivity filter.

در نهایت، چندین نوع ژن کانال -Cl (ژن‌های CLCN)، که کانال‌های -Cl دریچه‌دار ولتاژی مختلفی را رمزگذاری می‌کنند، شناسایی شده‌اند (شکل 4.6D را ببینید). این کانال‌ها در هر نوع نورونی وجود دارند، جایی که تحریک‌پذیری را کنترل می‌کنند، در پتانسیل استراحت غشاء نقش دارند و به تنظیم حجم سلول کمک می‌کنند. کانال‌های کلرید از نظر ساختاری با سایر کانال‌های دریچه‌دار ولتاژی متفاوت هستند و از دیمرهای دو زیر واحد یکسان تشکیل شده‌اند که بارها در غشای پلاسمایی امتداد می‌یابند. در داخل هر زیر واحد یک منفذ هدایت کننده یون وجود دارد، به طوری که یک کانال -Cl کامل دارای دو منفذ جداگانه است (شکل 4.6D را ببینید). فیلتر انتخابی این منافذ شامل بارهای مثبتی است که -Cl منفی را هنگام انتشار از یک طرف غشاء به طرف دیگر هماهنگ می‌کنند. کانال‌های -Cl نوع حسگر ولتاژ موجود در کانال‌های Na⁺، Ca² یا ⁺K دریچه‌دار ولتاژی را ندارند. در عوض، به نظر می‌رسد وابستگی ولتاژ آنها از حرکت وابسته به ولتاژ یک اسید آمینه با بار منفی در نزدیکی فیلتر انتخابی ناشی می‌شود.

In summary, voltage-gated ion channels are integral membrane proteins with characteristic structures that allow them to conduct ions and to open or close according to the transmembrane potential. Defects in these channel functions, associated with gene mutations, lead to a variety of neurological disorders (Clinical Applications).

به طور خلاصه، کانال‌های یونی وابسته به ولتاژ، پروتئین‌های غشایی جدایی‌ناپذیر با ساختارهای مشخصی هستند که به آنها اجازه می‌دهد یون‌ها را هدایت کنند و بر اساس پتانسیل غشایی باز یا بسته شوند. نقص در عملکرد این کانال‌ها، همراه با جهش‌های ژنی، منجر به انواع اختلالات عصبی می‌شود (کاربردهای بالینی).

           CLINICAL APPLICATIONS

Neurological Diseases Caused by Altered Ion Channels