Les cèl·lules estan aïllades de l’exterior per les membranes cel·lulars, que les protegeixen de les fluctuacions ambientals i permeten crear un ambient propici per a que les reaccions químiques tinguin lloc, ja que asseguren una alta concentració dins la cèl·lula dels elements necessaris per aquestes.
Però les membranes han de permetre també la comunicació de la cèl·lula amb l’exterior a través de senyals i espècies químiques, com per exemple els ions. Per això, les membranes cel·lulars contenen canals d’ions, unes vàlvules formades per una o més proteïnes transmembrana que s’obren o tanquen per deixar passar els ions. Aquestes vàlvules són necessàries per a moltes accions fisiològiques, algunes implicades en activitats tan refinades com la percepció de la música o la degustació d’un deliciós plat culinari.
Els canals de ions s’obren en resposta a un canvi de voltatge a l’interior cel·lular, a deformacions mecàniques de la cèl·lula o a diferents senyals químics. A més es poden classificar segons el tipus de ions que deixen passar; els més importants són el potassi (K+), el sodi (Na+), el calci (Ca2+) o el clorur (Cl–).
Aquests canals són presents a pràcticament tots els teixits, sobretot en el sistema nerviós, on juguen un paper essencial en les sinapsis (les connexions entre neurones). Sense aquests canals, el sistema nerviós no seria capaç d’enviar i rebre senyals.
També són importants, però, per a l’activació de cèl·lules del sistema immunològic, el transport de nutrients en els epitelis i la contracció de les cèl·lules cardíaques i musculars, entre d’altres coses. Així, coses tan importants com el batec del cor o el correcte funcionament del cervell depenen d’aquests petits canals.
Els canals de ions són tan necessaris per a l’organisme que el seu mal funcionament és la causa de moltes malalties, com la fibrosi cística, algunes malalties neurològiques (epilèpsia, migranya) i alguns tipus d’arítmies. Precisament per la seva importància, són també el blanc dels verins de molts animals, com les serps, els escorpins, les aranyes, les abelles i alguns peixos, que han après al llarg de l’evolució com atacar de la millor manera a les seves preses, o defensar-se dels seus predadors. Les toxines que alliberen aquests animals afecten precisament els canals de ions, i així inhibeixen el correcte funcionament del sistema nerviós. Això provoca la paràlisi típica que causen els verins d’aquests animals, a vegades mortals.
Finalment, els canals de ions són també una diana primordial a l’hora de buscar nous medicaments, amb l’objectiu de pal·liar els efectes de les malalties causades pel seu mal funcionament, així com contrarestar les conseqüències de les toxines que els ataquen. És per això que entendre l’estructura, la funció i la regulació d’aquests canals és un tema de recerca important.
