活體細胞只有和周圍環(huán)境進行不斷地物質(zhì)交換，才能夠不停地進行新陳代謝活動，而進行物質(zhì)交換的重要途徑就是細胞膜上的離子通道。眾所周知，對生命具有重要意義的物質(zhì)大多數(shù)都如各種離子，糖類等是水溶性的，生命活動中產(chǎn)生的水溶性廢物需要離開細胞，而對生命具有重要意義的物質(zhì)需要進入細胞，細胞膜上的離子通道就是它們進出的通道。

細胞產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)構(gòu)成了離子通道，它們在細胞膜上聚集來并鑲嵌，它們中間形成水分子占據(jù)的孔隙，水溶性物質(zhì)快速進出細胞的通道便是這些孔隙。而細胞對離子通道的開放和關(guān)閉從而調(diào)節(jié)物質(zhì)進出細胞速度的能力就表示離子通道的活性，對于實現(xiàn)細胞各種功能，它具有非凡的意義。科學家埃爾溫·內(nèi)爾和貝爾特·扎克曼獲得1991年的諾貝爾生理學獎，因其發(fā)現(xiàn)了細胞內(nèi)離子通道并創(chuàng)造出了膜片鉗技術(shù)。

離子通道生理功能

1.保持細胞的體積正常，當在高滲環(huán)境中，鈉、氯和水分因為離子通道和轉(zhuǎn)運系統(tǒng)激活而進入細胞使得細胞體積增大。當在低滲環(huán)境中，鈉、氯和水分流出細胞，使得調(diào)節(jié)細胞體積減少。

2.參與突觸傳遞。

3.調(diào)節(jié)血管平滑肌舒縮活動，參與的通道分別是某些非選擇性陽離子通道以及某些非選擇性陽離子通道。

4.在神經(jīng)、肌肉等興奮性細胞中，復極化和維持靜息電位主要由鉀離子通道調(diào)控，去極化主要由鈉和鈣離子通道調(diào)控，以對細胞的傳導性、不應性和興奮性做出決定。

5.為了對蛋白激酶的激活、鈣依賴性離子通道開放和關(guān)閉、腺體分泌

、細胞興奮、肌肉收縮和基因表達的調(diào)節(jié)等一系列生理效應進行觸發(fā)，需要對細胞內(nèi)鈣濃度進行提高。

離子通道特性

1.開關(guān)性

離子通道有關(guān)閉和開放兩種狀態(tài)。離子通道只有在特定的條件下才會開放，在其他情況下則會關(guān)閉。通道從開放狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，被叫做失活，而從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為開放狀態(tài)則被叫做激活。通道的開放與激活過程通常很快，以毫秒（ms) 計算。

2.選擇性

指的某種離子可以優(yōu)先通過一種通道，然而該種通道，另一些離子通過就很不容易。比如鈉通道開放時，鈉離子可通過，而鉀離子則不能通過。