Las células están aisladas del exterior por las membranas celulares, que las protegen de las fluctuaciones ambientales y permiten crear un ambiente propicio para que las reacciones químicas tengan lugar. De este modo se asegura una alta concentración, dentro de la célula, de los elementos necesarios para llevar cabo dichas reacciones.
No obstante, las membranas tienen que permitir también la comunicación de la célula con el exterior a través de señales y especies químicas, como por ejemplo los iones. Es por eso que las membranas celulares contienen canales de iones, unas válvulas formadas por una o más proteínas transmembrana que se abren o cierran para dejar pasar los iones. Estas válvulas son necesarias para muchas acciones fisiológicas, algunas implicadas en actividades tan refinadas como la percepción de la música o la degustación de un delicioso plato culinario.
Los canales de iones se abren en respuesta a:
- un cambio de voltaje en el interior celular
- deformaciones mecánicas de la célula
- diferentes señales químicas
Además, se pueden clasificar según el tipo de iones que dejan pasar; los más importantes son el potasio (K+), el sodio (Na+), el calcio (Ca2+) o el cloruro (Cl–).
Estos canales están presentes en prácticamente todos los tejidos, sobre todo en el sistema nervioso, donde juegan un papel esencial en las sinapsis (conexiones entre neuronas). Sin estos canales, el sistema nervioso no sería capaz de enviar y recibir señales.
Por otro lado, los canales iónicos también son importantes para la activación de células del sistema inmunológico, el transporte de nutrientes en los epitelios y la contracción de las células cardíacas y musculares, entre otras cosas. Así, cosas tan importantes como el latido del corazón o el correcto funcionamiento del cerebro dependen de estos pequeños canales.
Los canales de iones son tan necesarios para el organismo que su mal funcionamiento es la causa de muchas enfermedades, como la fibrosis quística, algunas enfermedades neurológicas (epilepsia, migraña) y algunos tipos de arritmias. Precisamente por su importancia, son también el blanco de los venenos de muchos animales, como las serpientes, los escorpiones, las arañas, las abejas y algunos peces, que han aprendido a lo largo de la evolución como atacar a sus presas, o defenderse de sus depredadores. Las toxinas que liberan estos animales afectan precisamente a los canales de iones, y así inhiben el correcto funcionamiento del sistema nervioso. Esto provoca la parálisis típica que causan los venenos de estos animales, a veces mortales.
Finalmente, los canales de iones son también una diana primordial a la hora de buscar nuevos medicamentos, con el objetivo de paliar los efectos de las enfermedades causadas por su mal funcionamiento, así como contrarrestar las consecuencias de las toxinas que los atacan. Es por eso que entender la estructura, la función y la regulación de estos canales es un tema de investigación importante.
