{{위키데이터 속성 추적}}
'''무기 이온'''({{llang|en|inorganic ion}})은 [[생물]]에서 중요한 [[세포]] 활동에 필요한 [[이온]]이다.<ref>{{웹 인용|title=Inorganic Ions|publisher=RSC|url=http://www.rsc.org/Education/Teachers/Resources/cfb/inorganicions.htm}}</ref> 신체 조직에서 이온은 [[전해질]]이라고도 하며, [[근육 수축]]과 [[뉴런]]의 활성화에 필요한 전기적인 활성에 필수적이다. 무기 이온은 [[체액]]의 [[삼투압]]에 기여하고 다른 많은 중요한 기능들을 수행한다.

== 무기 이온의 예 ==
생물에서 중요한 무기 이온들과 그 기능은 다음과 같다

* [[칼슘|Ca<sup>2+</sup>]] – 칼슘 이온은 [[뼈]]와 [[치아]]의 구성 요소이다. 칼슘 이온은 또한 아래의 다른 무기 이온들과 마찬가지로 생물학적 메신저 역할을 한다. ([[저칼슘혈증]] 참조)
* [[아연|Zn<sup>2+</sup>]] – 아연 이온은 체내에서 아주 낮은 농도로 발견되며, 이들의 주요 기능은 [[항산화제]]이다. 아연 이온은 일반적으로 그리고 간 특이적 [[산화촉진제]] 모두에 대해 항산화제로 작용한다.<ref name=":0">{{저널 인용|last=Bray|first=Tammy M.|last2=Bettger|first2=William J.|date=1990-01-01|title=The physiological role of zinc as an antioxidant|journal=Free Radical Biology and Medicine|volume=8|issue=3|pages=281–291|doi=10.1016/0891-5849(90)90076-U|pmid=2187766|issn=0891-5849}}</ref> 아연 이온은 특히 [[시스테인]]이 풍부한 결합 부위에서 높은 친화력으로 아연 이온과 결합하는 일부 거대 분자에 대한 항산화제 유사 안정제로 작용할 수 있다.<ref name=":0" /> 이러한 결합 부위는 아연 이온을 [[단백질 접힘]]에 대한 안정제로 사용하여 이러한 [[단백질]] [[모티프 (생물학)|모티프]]를 구조적으로 더 견고하게 만든다. 이러한 구조에는 [[아연 집게]]가 포함되며, 여러가지 입체 구조를 갖는다.<ref name=":0" />
* [[칼륨|K<sup>+</sup>]] – 동물에서 칼륨 이온의 주요 기능은 [[콩팥]]에서 [[삼투압]]의 균형을 유지하는 것이다. ([[저칼륨혈증]] 참조)
* [[나트륨|Na<sup>+</sup>]] – 나트륨 이온은 칼륨 이온과 유사한 역할을 한다. ([[저나트륨혈증]] 참조)
* [[망가니즈|Mn<sup>2+</sup>]] – 망가니즈 이온은 다양한 단백질의 입체 형태를 위한 안정제로 사용되는 것으로 보인다. 그러나 망가니즈 이온에 대한 과다 노출은 [[파킨슨병]]과 같은 여러 [[신경퇴행성 질환]]과 관련이 있다.<ref name=":1">{{저널 인용|last=Levy|first=Barry S.|last2=Nassetta|first2=William J.|date=2003-04-01|title=Neurologic Effects of Manganese in Humans: A Review|journal=International Journal of Occupational and Environmental Health|volume=9|issue=2|pages=153–163|doi=10.1179/oeh.2003.9.2.153|issn=1077-3525|pmid=12848244}}</ref>
* [[마그네슘|Mg<sup>2+</sup>]] – 마그네슘 이온은 [[엽록소]]의 구성 요소이다. ([[저마그네슘혈증]] 참조)
* [[염소 (원소)|Cl<sup>−</sup>]] – 사람에서 [[염화 이온|염화물]] 이온을 운반할 수 없게 되면 [[낭포성 섬유증]]을 야기하게 된다.
* [[탄산염|{{chem|CO|3|2−}}]] – 바다 생물의 껍질의 주성분은 [[탄산 칼슘]]이다. 혈액에서 [[이산화 탄소]]의 약 85%가 탄산염 이온([[산 (화학)|산성]] [[용액]])으로 전환되어 더 빠른 속도로 이동한다.
* [[코발트|Co<sup>2+</sup>]] – 코발트 이온은 1~2 mg의 양으로 [[인체]]에 존재한다.<ref name=":2">{{저널 인용|last=Battaglia|first=Valentina|last2=Compagnone|first2=Alessandra|last3=Bandino|first3=Andrea|last4=Bragadin|first4=Marcantonio|last5=Rossi|first5=Carlo Alberto|last6=Zanetti|first6=Filippo|last7=Colombatto|first7=Sebastiano|last8=Grillo|first8=Maria Angelica|last9=Toninello|first9=Antonio|date=March 2009|title=Cobalt induces oxidative stress in isolated liver mitochondria responsible for permeability transition and intrinsic apoptosis in hepatocyte primary cultures|journal=The International Journal of Biochemistry & Cell Biology|volume=41|issue=3|pages=586–594|doi=10.1016/j.biocel.2008.07.012|hdl=10278/33504|url=https://iris.unive.it/bitstream/10278/33504/1/Intern%20J%20Biochem%20Cell%20Biol_Battaglia2009.pdf|hdl-access=free}}</ref> 코발트는 [[심장]], [[간]], [[콩팥]], [[지라 (해부학)|지라]]에서 발견되며, [[이자 (해부학)|이자]], [[뇌]], [[혈장]]에서는 상당히 적은 양이 발견된다.<ref name=":2" /><ref name=":3">{{저널 인용|last=Karovic|first=Olga|last2=Tonazzini|first2=Ilaria|last3=Rebola|first3=Nelson|last4=Edström|first4=Erik|last5=Lövdahl|first5=Cecilia|last6=Fredholm|first6=Bertil B.|last7=Daré|first7=Elisabetta|date=March 2007|title=Toxic effects of cobalt in primary cultures of mouse astrocytes|journal=Biochemical Pharmacology|volume=73|issue=5|pages=694–708|doi=10.1016/j.bcp.2006.11.008|pmid=17169330}}</ref> 코발트는 [[비타민 B12|비타민 B<sub>12</sub>]]의 필수 구성 성분이자 [[세포]]의 [[체세포 분열]]에서의 기본적인 [[조효소]]이다.<ref name=":3" /> 코발트는 아미노산 형성에 중요하며 일부 단백질은 신경 세포에서 [[말이집]]을 생성한다.<ref>{{저널 인용|last=Ortega|first=Richard|last2=Bresson|first2=Carole|last3=Fraysse|first3=Aurélien|last4=Sandre|first4=Caroline|last5=Devès|first5=Guillaume|last6=Gombert|first6=Clémentine|last7=Tabarant|first7=Michel|last8=Bleuet|first8=Pierre|last9=Seznec|first9=Hervé|date=2009-07-10|title=Cobalt distribution in keratinocyte cells indicates nuclear and perinuclear accumulation and interaction with magnesium and zinc homeostasis|journal=Toxicology Letters|volume=188|issue=1|pages=26–32|doi=10.1016/j.toxlet.2009.02.024|pmid=19433266|issn=0378-4274}}</ref><ref name=":1" /> 코발트는 또한 생물체 내에서 적절한 기능에 필수적인 [[신경전달물질]]을 생성하는 역할을 한다.<ref name=":1" />
* [[인산염|{{chem|PO|4|3−}}]] – [[아데노신 삼인산]](ATP)은 접근 가능한 형태로 에너지를 저장하는 일반적인 분자이다. [[뼈]]는 [[인산 칼슘]]으로 구성되어 있다.
* [[철|Fe<sup>2+</sup>/Fe<sup>3+</sup>]] – [[헤모글로빈]]에서 발견되는 것처럼 주요 산소 운반 분자는 중심에 철 이온을 가지고 있다.
* [[질산염|{{chem|NO|3|−}}]] – 식물에서 단백질 합성을 위한 질소의 공급원이다.

== 무기 이온의 생물학적 기능 ==
=== 이온 통로 ===
==== K<sup>+</sup> 통로 ====
[[칼륨 통로]]는 [[막 전위]]를 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 이온 통로는 다양한 생물에 존재한다. 칼륨 통로는 보통 근육 이완, [[고혈압]], [[인슐린]] 분비 등을 포함한 많은 과정에서 세포 수준의 조절에서 역할을 한다.<ref name=":4">{{저널 인용|last=Hoth|first=Markus|last2=Flockerzi|first2=Veit|last3=Stühmer|first3=Walter|last4=Pardo|first4=Luis A.|last5=Monje|first5=Francisco|last6=Suckow|first6=Arnt|last7=Zawar|first7=Christian|last8=Mery|first8=Laurence|last9=Niemeyer|first9=Barbara A.|date=2001-07-01|title=Ion channels in health and disease: 83rd Boehringer Ingelheim Fonds International Titisee Conference|journal=EMBO Reports|volume=2|issue=7|pages=568–573|doi=10.1093/embo-reports/kve145|issn=1469-221X|pmc=1083959|pmid=11463739}}</ref> 생물체 내의 칼륨 통로의 예로는 [[ATP-감수성 칼륨 통로]], 큰 칼륨 통로, [[에터-아-고-고 칼륨 통로]]가 있다.<ref name=":4" />

==== Na<sup>+</sup> 통로 ====
[[나트륨 통로]]는 세포 및 세포 내 수준에서 자극에 대한 [[탈분극]]을 전달하기 때문에 중요하다. 나트륨 통로는 나트륨 이온이 운동 및 인지와 같은 훨씬 더 집중적인 과정을 조정할 수 있도록 한다.<ref name=":5">{{저널 인용|last=Marban|first=Eduardo|last2=Yamagishi|first2=Toshio|last3=Tomaselli|first3=Gordon F.|date=1998|title=Structure and function of voltage-gated sodium channels|journal=The Journal of Physiology|volume=508|issue=3|pages=647–657|doi=10.1111/j.1469-7793.1998.647bp.x|issn=1469-7793|pmc=2230911|pmid=9518722}}</ref> 나트륨 통로는 다양한 소단위체로 구성되어 있지만 기본적인 소단위체만 기능에 필요하다.<ref name=":5" /> 이러한 나트륨 통로는 4개의 내부 상동 도메인으로 구성되어 있으며, 각 도메인은 6개의 막횡단 부분을 포함하며 [[전압 개폐 칼륨 통로]]의 단일 소단위체와 유사하다.<ref name=":5" /> 4개의 도메인이 함께 접혀서 중앙에 구멍을 형성한다.<ref name=":5" /> 나트륨 통로의 중앙의 구멍은 통로의 선택성을 결정한다. [[이온 반경|이온의 반경]]과 이온의 전하는 둘 다 통로의 선택성에 중요하다.<ref name=":5" />

==== Cl<sup>−</sup> 통로 ====
[[염소 통로]]는 음이온인 염소 이온에 의해 통제되기 때문에 다른 많은 이온 통로와 다르다. 염소 통로는 [[생체막]]을 가로질러 염소 이온을 [[촉진 확산]]시키는 [[막 단백질]]이다.<ref name=":6">{{인용|last=Gupta|first=Satya P.|title=Chloride Ion Channels: Structure, Functions, and Blockers|date=2011|work=Ion Channels and Their Inhibitors|pages=309–339|editor-last=Gupta|editor-first=Satya Prakash|publisher=Springer Berlin Heidelberg|doi=10.1007/978-3-642-19922-6_11|isbn=9783642199226|last2=Kaur|first2=Preet K.}}</ref> 염소 통로는 [[세포막]]을 가로질러 이온을 수송하기 위한 방식으로 [[전압 개폐 이온 통로|전압 개폐 메커니즘]]과 [[리간드 개폐 이온 통로|리간드 개폐 메커니즘]]을 모두 사용한다.<ref name=":6" /> 염소 통로는 사람의 질병 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어 염소 통로를 암호화하는 [[유전자]]의 [[돌연변이]]는 [[낭포성 섬유증]], [[골다공증]] 및 [[간질]]을 포함한 근육, 콩팥, 뼈, 뇌에 다양한 [[질병]]을 유발한다. 유사하게 이들의 활성화는 뇌에서 [[신경교종]]의 진행과 [[적혈구]]에서 말라리아 기생충의 생장에 관여하는 것으로 추정된다.<ref name=":6" /> 현재 염소 통로는 완전히 이해되지 않았으며 더 많은 연구가 필요하다.

== 같이 보기 ==
* [[이온]]
* [[생물학에서의 칼슘]]
* [[생물학에서의 마그네슘]]

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:이온]]
[[분류:세포생물학]]
[[분류:신호 전달]]