Qual é a diferença entre os canais de sódio e potássio dependentes de tensão

A principal diferença entre os canais de sódio e de potássio dependentes de voltagem é que os canais de sódio dependentes de voltagem têm duas portas chamadas porta de inativação e porta de ativação, enquanto os canais de potássio dependentes de voltagem têm apenas uma porta.

Os canais de voltagem são um tipo de canal fechado que normalmente é encontrado fechado. Eles se abrem em resposta a uma mudança no potencial de membrana. Eles também podem alterar sua configuração e permeabilidade iônica. Os canais dependentes de voltagem de sódio e potássio são dois tipos de canais dependentes de voltagem encontrados principalmente na colina axônica das células nervosas. Eles também são encontrados nas fibras musculares. Sua função primária é gerar e propagar o potencial de ação. Os canais de sódio têm duas portas, enquanto os canais de potássio têm uma única porta.

CONTEÚDO

1. Visão geral e diferença chave
2. O que são canais de sódio dependentes de voltagem
3. O que são Canais de Potássio Fechados por Voltagem
4. Semelhanças – Canais de Sódio e Potássio Fechados por Voltagem
5. Canais de sódio limitados por tensão versus potássio em forma tabular
6. Resumo – Canais de sódio limitados por tensão versus potássio

O que são canais de sódio dependentes de voltagem?

Os canais de sódio dependentes de voltagem são um tipo de canais dependentes de voltagem encontrados nas células nervosas que facilitam o transporte transmembranar de Na+. Na verdade, eles servem como os canais iônicos mais importantes nos neurônios. Canais de sódio dependentes de voltagem foram descobertos por Hodgkin e Huxley em 1952. Em mamíferos, pelo menos dez genes estão envolvidos na codificação desses canais. Eles são responsáveis ​​pelo potencial de repouso e iniciação e propagação do potencial de ação em neurônios e fibras musculares. Existem pelo menos nove isoformas distintas de canais de sódio no sistema nervoso. Estruturalmente, são proteínas transmembranares compostas por quatro domínios transmembranares altamente homólogos (cada domínio contém seis segmentos helicoidais transmembrana), três alças intracelulares, N-terminal e C-terminal. A subunidade α é a subunidade central que forma os poros.

Figura 01: Canais de Sódio Fechados por Tensão

Além disso, os canais de sódio têm duas portas. Esses dois portões são o portão de inativação e o portão de ativação. Eles existem em três estados primários na colina axônica. Os três estados são estado de repouso fechado, estado de condução aberto e estado inativo não condutor. Na fase de repouso, a concentração de íons sódio é maior no exterior das células neuronais. Os canais de sódio são ativados quando a membrana celular despolariza em alguns milivolts. O influxo de íons de sódio ocorre através dos canais de sódio e causa uma maior despolarização da membrana celular. Como resultado, a fase ascendente do potencial de ação é iniciada. A criação do potencial de ação ocorre devido à despolarização e, em seguida, é transformada em uma resposta como a liberação de neurotransmissores propagando o potencial de ação em uma direção. Dentro de alguns segundos, os canais de sódio se fecham, impedindo o influxo adicional de íons de sódio.

A atividade dos canais de sódio dependentes de voltagem é altamente importante em relação à excitabilidade do neurônio. Assim, eles podem estar ligados a distúrbios neurológicos como epilepsia (uma síndrome de disfunção cerebral que também é conhecida como doença do canal iônico) e dor (uma doença aguda ou crônica), que estão relacionadas à excitabilidade dos neurônios. Além disso, muitas outras doenças neurológicas são propensas a ocorrer devido a mutações ou disfunções de subunidades α ou β-subunidades de canais de sódio dependentes de voltagem.

O que são Canais de Potássio Fechados por Voltagem?

Os canais de potássio controlados por votação são proteínas transmembranares incorporadas na membrana dos neurônios e das fibras musculares. Os canais de potássio são altamente seletivos. Eles são encontrados em todos os organismos vivos. Esses canais são responsáveis ​​pelo efluxo de íons potássio nos neurônios para retornar a célula despolarizada ao estado de repouso após um impulso nervoso. Por isso, eles são considerados “freios” no sistema sensorial. Quando a membrana se despolariza, os canais de potássio são abertos e ocorre o efluxo do íon potássio. Isso causa repolarização. Os íons de potássio são lentos para serem fechados. Assim, ocorre um movimento adicional do íon potássio, tornando a membrana hiperpolarizada.

Figura 02: Canais de Potássio Fechados por Tensão

Estruturalmente, os canais de potássio têm quatro subunidades. No entanto, ao contrário dos canais de sódio dependentes de voltagem, os canais de potássio não possuem um portão de inativação. Portanto, os canais de potássio têm uma única porta.

Quais são as semelhanças entre os canais de sódio e potássio dependentes de tensão?

Canais de sódio e potássio dependentes de voltagem são dois canais iônicos fechados encontrados em todos os organismos vivos. São proteínas embutidas nas membranas celulares. Eles são membros de uma única superfamília de canais de cátions dependentes de voltagem. Ambos desempenham papéis importantes na geração e propagação do potencial de ação ao longo dos neurônios. Eles têm quatro subunidades. Além disso, eles têm domínios formadores de poros e domínios sensíveis à voltagem. Ambos os canais são alvos terapêuticos. Eles são seletivos para seus íons.

Qual é a diferença entre os canais de sódio e potássio dependentes de tensão?

A principal diferença entre os canais de sódio e potássio dependentes de voltagem é que existem duas portas nos canais de sódio dependentes de voltagem, enquanto há uma única porta nos canais de potássio dependentes de voltagem. Além disso, o papel principal dos canais de sódio dependentes de voltagem é a despolarização da membrana durante o potencial de ação, enquanto o papel principal dos canais de potássio dependentes de voltagem é a repolarização da membrana.

O infográfico abaixo apresenta as diferenças entre os canais de sódio e potássio dependentes de voltagem em forma de tabela para comparação lado a lado.

Resumo – Canais de sódio limitados por tensão versus potássio

Os canais de sódio e potássio dependentes de voltagem são fundamentais para a geração de potenciais de ação em células excitáveis, como neurônios e fibras musculares. São proteínas transmembranares com unidades formadoras de poros e sensíveis à voltagem. Os canais dependentes de voltagem de sódio têm duas portas, enquanto os canais dependentes de voltagem de potássio têm apenas uma porta. Os canais de sódio facilitam o movimento dos íons sódio do exterior para o interior, causando a despolarização da membrana. Em contraste, os canais de potássio facilitam o movimento dos íons potássio do interior para o exterior, causando a repolarização da membrana. Então, isso resume a diferença entre os canais de sódio e potássio dependentes de voltagem.

Referência:

1. Wang, Jun, et ai. “Distribuição e função dos canais de sódio dependentes de voltagem no sistema nervoso.” Canais (Austin, Tex.), Taylor & Francis, 2 de novembro de 2017.
2. Kim, Dorothy M e Crina M Nimigean. “Canais de Potássio Fechados por Tensão: Um Exame Estrutural de Seletividade e Gating.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

Cortesia da imagem:

1. “Mecanismo de inativação de sódio” Por Clara fcn (conversa) 17:11, 25 de março de 2015 (UTC) – Trabalho próprio (Depois de Goldin, 2003) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Canal de iões dependente de tensão” Por Tlunchman – Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

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