4. Membraanpotentiaal

Bij de beschrijving van de microstructuur van de plasmamembraan hebben wij al kennisgemaakt met eiwitcomplexen die dwars door de beide lipidenlagen heen steken: de integrale eiwitten (zie pag. 42). Een deel van deze eiwitcomplexen maakt het mogelijk dat hydrofiele deeltjes zoals ionen door de lipidenlagen kunnen dringen; men beschouwt ze daarom als met water gevulde poriën zodat de naam ‘kanaal’ wel toepasselijk is. Kanalen zijn er in de membraan in vele soorten en maten en wij zullen zien dat de vergelijking met een kanaal uit het dagelijkse leven maar ten dele opgaat. Hoewel het transport door de kanalen in principe passief is en de diffusiewet volgt, zijn er toch opmerkelijke verschillen omdat kanalen een zekere, en sommige kanalen zelfs een zeer sterke voorkeur hebben (specificiteit) voor de ionen die ze laten passeren. Dat kan samenhangen met de grootte van het ion, al of niet in combinatie met de watermantel die elk ion omgeeft, met de lading, maar ook met minder duidelijke chemische kenmerken. Dit maakt al duidelijk dat een beschrijving als ‘een kanaal in de vorm van een met water gevulde porie’ niet opgaat. In werkelijkheid is het een complex eiwit met gaten en strengen, waarin ladingsverschillen een belangrijke rol spelen (zie intermezzo 3.3). Bovendien is de vorm van het kanaal vaak niet constant. Door chemische invloeden, al of niet met tussenschakeling van een receptor, door veranderingen van het elektrisch potentiaalverschil over de membraan, door osmotische effecten, temperatuurverandering of simpele rek kan een kanaal meer of minder worden verwijd, waardoor de doorgankelijkheid toe- of afneemt. Als gevolg daarvan wordt de ionenstroom die het kanaal passeert groter of kleiner. In dit hoofdstuk en het volgende komen wij in detail terug op de verschillende typen kanalen. Hieronder geven wij een eenvoudige indeling, die in de loop van het verhaal verder wordt verfijnd.