离子通道，几乎所有活细胞都表达的蛋白质，它为溶解的盐（包括钠，钾，钙和氯离子）中的带电离子通过原本不渗透的脂质细胞膜提供了途径。神经系统中细胞的运作，心脏和骨骼肌的收缩以及胰腺中的分泌是需要离子通道的生理过程的例子。另外，细胞内细胞器膜中的离子通道对于调节细胞质钙浓度和特定亚细胞区室（例如溶酶体）的酸化很重要。
单元：膜通道
测量通过细胞膜电流的生物物理学家发现，通常，细胞膜具有
进化与选择性
离子通过通道被动地流向平衡。该运动可由电（电压）或化学（浓度）梯度驱动。由于离子通道的发展而改变离子流的能力可能通过允许单细胞生物面对环境变化来调节其体积而提供了进化优势。通过随后的进化，离子通道已在细胞分泌和电信号传导中发挥重要作用。
大多数离子通道都是门控的-也就是说，它们会自发打开或关闭或响应特定刺激而打开和关闭，例如小分子与通道蛋白的结合（配体门控离子通道）或跨膜电压的变化通过通道蛋白的带电部分（电压门控离子通道）来检测。另外，大多数离子通道是选择性的，仅允许某些离子通过。一些通道仅传导一种类型的离子（例如钾），而其他通道则具有相对选择性-例如，允许带正电荷的阳离子通过，而排除带负电荷的阴离子。高等生物中的细胞可以表达100多种不同类型的离子通道，每种离子通道具有不同的选择性和不同的门控特性。
功能与结构
通过开放通道的带电离子流代表通过改变电荷分布来改变跨膜电压的电流。在可激发细胞中，允许正离子（例如钠离子和钙离子）短暂流入的电压门控通道是被称为动作电位的膜的短暂去极化的基础。动作电位可以长距离快速传输，从而可以协调并精确地确定生理输出。在几乎所有情况下，动作电位都会通过打开电压门控的钙选择离子通道并提高细胞内钙浓度来触发下游的生理效应，例如分泌或肌肉收缩。
已经确定了许多不同离子通道蛋白的氨基酸序列，在少数情况下，通道的X射线晶体结构也是已知的。根据它们的结构，大多数离子通道可分为六个或七个超家族。对于钾离子选择性通道（其特征最突出的离子通道），四个同源的跨膜亚基结合在一起，形成一个称为导电孔的通道，该通道提供了通过非极性脂质膜的极性通道。其他通道类型需要三个或五个同源亚基来产生中心传导孔。在溶液中，离子被周围环境中的极化水分子稳定。狭窄的，高度选择性的离子通道通过在导电孔中衬入极化的羰基氧原子来模拟水环境。选择性较低的通道形成的孔的直径足以使离子和水分子一起通过。
毒素与疾病
许多天然毒素靶向离子通道。例子包括电压门控的钠通道阻滞剂河豚毒素，它是由河豚（河豚）和其他几种生物中的细菌产生的。不可逆的烟碱乙酰胆碱受体拮抗剂α-邦加罗毒素，来自邦加勒斯属（蛇）属蛇的毒液；以及植物衍生的生物碱，例如士的宁和d-微管尿素，它们分别抑制由神经递质甘氨酸和乙酰胆碱打开的离子通道的激活。另外，许多治疗药物，包括局部麻醉药，苯并二氮杂卓和磺酰脲衍生物，直接或间接作用于调节离子通道活性。
离子通道基因和编码调节离子通道活性的蛋白质的基因的遗传突变与多种疾病有关，包括共济失调（无法协调自愿的肌肉运动），糖尿病，某些类型的癫痫和心律不齐（不规则）心跳）。例如，钠选择性和钾选择性通道或其相关调节亚基的遗传变异是某些形式的长QT综合征的基础。该综合征的特征是心肌细胞动作电位的去极化时间进程延长，这可能导致致命的心律失常。另外，控制胰腺细胞中胰岛素分泌的三磷酸腺苷（ATP）敏感钾通道的突变是某些形式的糖尿病的基础。
