膜片钳离子通道的生理功能和特性

活体细胞只有和周围环境进行不断地物质交换，才能够不停地进行新陈代谢活动，而进行物质交换的重要途径就是细胞膜上的离子通道。众所周知，对生命具有重要意义的物质大多数都如各种离子，糖类等是水溶性的，生命活动中产生的水溶性废物需要离开细胞，而对生命具有重要意义的物质需要进入细胞，细胞膜上的离子通道就是它们进出的通道。

细胞产生的特殊蛋白质构成了离子通道，它们在细胞膜上聚集来并镶嵌，它们中间形成水分子占据的孔隙，水溶性物质快速进出细胞的通道便是这些孔隙。而细胞对离子通道的开放和关闭从而调节物质进出细胞速度的能力就表示离子通道的活性，对于实现细胞各种功能，它具有非凡的意义。科学家埃尔温·内尔和贝尔特·扎克曼获得1991年的诺贝尔生理学奖，因其发现了细胞内离子通道并创造出了膜片钳技术。

离子通道生理功能

1.保持细胞的体积正常，当在高渗环境中，钠、氯和水分因为离子通道和转运系统激活而进入细胞使得细胞体积增大。当在低渗环境中，钠、氯和水分流出细胞，使得调节细胞体积减少。

2.参与突触传递。

3.调节血管平滑肌舒缩活动，参与的通道分别是某些非选择性阳离子通道以及某些非选择性阳离子通道。

4.在神经、肌肉等兴奋性细胞中，复极化和维持静息电位主要由钾离子通道调控，去极化主要由钠和钙离子通道调控，以对细胞的传导性、不应性和兴奋性做出决定。

5.为了对蛋白激酶的激活、钙依赖性离子通道开放和关闭、腺体分泌

、细胞兴奋、肌肉收缩和基因表达的调节等一系列生理效应进行触发，需要对细胞内钙浓度进行提高。

离子通道特性

1.开关性

离子通道有关闭和开放两种状态。离子通道只有在特定的条件下才会开放，在其他情况下则会关闭。通道从开放状态变为关闭状态，被叫做失活，而从关闭状态转为开放状态则被叫做激活。通道的开放与激活过程通常很快，以毫秒（ms) 计算。

2.选择性

指的某种离子可以优先通过一种通道，然而该种通道，另一些离子通过就很不容易。比如钠通道开放时，钠离子可通过，而钾离子则不能通过。