KANAL ION

1. Pengantar

      Farmakologi Molekuler merupakan mata kuliah yang mempelajari aksi obat pada tingkat molekuler, meliputi berbagai molekul biologis sebagai target obat, interaksi dengan obat serta efek yang dihasilkan. Mata kuliah ini memerlukan pengetahuan dasar tentang biologi molekuler dan reaksi-reaksi biokimia. Pada bab ini akan dibahas tentang berbagai fungsi dan struktur berbagai kanal ion serta tinjauan farmakologi molekuler obat-obat yang bekerja pada kanal ion.

2. Tujuan Instruksional Umum

      Dengan mempelajari buku ini, diharapkan mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan tentang aksi obat pada tingkat kompleksitas organisasi, konsep reseptor, interaksi obat-reseptor, reseptor enzim, neurotransmitter, efek dan mekanisme kerja obat dan pada neurotransmiter, hormon.

3. Tujuan Instruksional Khusus

      Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan fungsi dan struktur kanal ion serta menjelaskan aksi obat pada berbagai kanal ion dan efek farmakologis yang dihasilkan.

4. Kegiatan Belajar

4.1. Kegiatan Belajar 1

---

KANAL ION SEBAGAI TARGET OBAT

4.1.1. Uraian

Struktur dan Kerja Kanal Ion

     Kanal ion merupakan protein penyusun pori yang mengontrol gradien voltage melintasi membran plasma (mengontrol potensial sel) dengan memungkinkan aliran ion berdasarkan gradien elektrokimia. Mekanisme kerja kanal ion pertama kali dihipotesiskan oleh ahli biofisika (Alan Hodgkin dan Andrew Huxley, 1951), yang menyatakan bahwa ion bergerak melalui “lubang” di membran sebagai hasil daya elektrokimia (aliran arus listrik). Lubang bersifat selektif, hanya ion tertentu yang bisa lewat (misalnya Na+, K+ , Ca2+ dan lain-lain). Lubang atau kanal membuka dan menutup secara random, tapi pembukaan secara kinetik dipengaruhi oleh voltase dan waktu. Hodgkin and Huxley membuktikan bahwa untuk membuka dan menutup kanal mengalami berbagai kondisi konformasi, sebagai berikut : 

• Aktivasi, yaitu proses pembukaan kanal saat terjadi depolarisasi
• Inaktivasi, yaitu kanal menutup selama depolarisasi berlangsung

     Komponen molekuler kanal teridentifikasi pertama kali dengan metode kloning molekuler. Kanal ion tersusun dari beberapa sub-unit protein membentuk suatu pori-pori. Lubang kanal disusun oleh subnit utama (subunit a), yang menentukan infrastruktur kanal. Selain itu beberapa kanal (kanal K+, Na+ dan Ca2+), mengandung protein pelengkap yang dapatmemodifikasi sifat kanal. 

Fungsi kanal ion

     Kanal ion terdapat pada hampir setiap sel. Kanal ion berfungsi untuk transport ion, pengaturan potensial listrik melintasi membran sel, serta sinyaling sel. Kanal ion berperan penting dalam proses normal tubuh. Beberapa penyakit terkait dengan disfungsi kanal ion misal aritmia jantung, diabetes, epilepsi, hipertensi, cystic fibrosis, dan lain-lain. 

Klasifikasi Kanal Ion

1. Berdasarkan penyebab terbukanya kanal, kanal ion diklasifikasikan :Voltage-gated channel: kanal membuka dan menutup berdasarkan potensialmembran
2. Ligand-gated channel (reseptor ionotropik): kanal terbuka setelah berikatan dengan ligan pada domain ekstraselular, kemudian terjadi perubahan konformasi, diikuti dengan aliran ionOther-gated channel: aktivasi/inaktivasi oleh second messenger di bagian dalam sel.

Berdasarkan ion yang melintasi kanal:

1. Kanal Na+
2. Kanal K+
3. Kanal Ca2+
4. Kanal Cl+ atau kanal ion

4.1.3. Rangkuman

• •Kanal ion merupakan protein penyusun pori yang mengontrol gradien voltagemelintasi membran plasma (mengontrol potensial sel) dengan memungkinkan aliranion berdasarkan gradien elektrokimia.
• •Kanal mengalami berbagai kondisi konformasi : Aktivasi, yaitu proses pembukaan kanal saat terjadi depolarisasi, serta Inaktivasi, yaitu kanal menutup selama depolarisasi berlangsung.
• •Kanal ion berfungsi untuk transport ion, pengaturan potensial listrik melintasimembran sel, serta sinyaling sel. 
• Berdasarkan penyebab terbukanya kanal, kanal ion diklasifikasikan: Voltage-gated channel, ligand-gated channel dan other-gated channel.