Iontové kanály řízené fyzikálními impulsy

Iontové kanály mohou být také ovlivňovány fyzikálními impulzy, t.j. změnami jiných druhů energie, např. mechanické nebo světelné. Mechanicky řízené iontové kanály nacházíme v membránách buněk různých tkání (neurony, erytrocyty). Jejich spojení s prvky cytoskeletu naznačuje, že mohou regulovat objem buněčné cytoplazmy. Mechanické spojení s kanálem zajišťuje mikrofilamentum zakotvené v membráně. S napnutím membrány se kanál otevírá. Iontové kanály jen částečně rozlišují mezi jednomocnými kationty. Tento typ kanálů bývá součástí mechanoreceptorů. Tomu nasvědčuje i hustota mikrofilament v jejich blízkosti. Mechanicky řízené iontové kanály nacházíme např. u specifického receptoru vestibulárního aparátu. Při ohnutí vláskových buněk, stereocílií, receptorové buňky směrem ke kinocílii se napne membrána na straně odvrácené od kinocílie. V napnuté membráně stereocílií se otevírají K+ kanály a K+ ionty proudí do buňky. Tím se zvýší nitrobuněčná koncentrace K+ a změní se membránový potenciál receptoru.

Jako příklad reakce iontových kanálů na světelnou energii uvádíme odpověď receptorů optického systému. Absorbce světelných kvant (fotonů) vede ke konformačním změnám molekul rhodopsinu ve vnější části receptoru a k uzavření Na+ kanálů v plazmatické membráně tohoto receptoru pro světlo – tyčinky sítnice. Buňka se hyperpolarizuje, uzavírají se Ca2+ kanály v presynaptické membráně, a tak se sníží uvolňování transmiteru v synaptické části receptoru.

Studiem iontových kanálů a také receptorů s nimi spojených, jejich struktury a vlastností, se zabývá molekulární biologie. Hlubšího poznání komunikace a fyziologických regulací na buněčné úrovni je nesmírně důležité, neboť jejich poruchy mohou být příčinou mnoha dosud zcela neobjasněných chorob.