क्रिया विभव

शरीरक्रियाविज्ञान में क्रिया विभव (ऐक्शन पोटेंशिअल) एक अल्प-जीवी घटना होती है जिसमें कोशिका की विद्युतीय झिल्ली क्षमता, रूढ़ प्रारूप पथ का अनुगमन करते हुए तेजी से चढ़ती और गिरती है। क्रिया विभव, कई प्रकार की जन्तु कोशिकाओं में होती है, जिसे उत्तेजनीय कोशिका कहा जाता है, जिसमें शामिल हैं न्यूरॉन, मांसपेशी कोशिका और अंतःस्रावी कोशिका। न्यूरॉन्स में, कोशिका से कोशिका संचार में वे एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। अन्य प्रकार की कोशिकाओं में, उनका मुख्य कार्य अंतर-कोशिकीय प्रक्रियाओं को सक्रिय करना है। मांसपेशी कोशिकाओं में, उदाहरण के लिए, एक ऐक्शन पोटेंशिअल, संकुचन में फलित होने वाली घटनाओं की श्रृंखला में पहला कदम है। [उद्धरण चाहिए] अग्न्याशय की बीटा कोशिका में, वे इंसुलिन के स्राव को प्रेरित करते हैं। न्यूरॉन्स में ऐक्शन पोटेंशिअल को "तंत्रिका आवेग" या "स्पाइक्स" के रूप में भी जाना जाता है और न्यूरॉन द्वारा उत्पन्न ऐक्शन पोटेंशिअल का अस्थायी अनुक्रम उसका "स्पाइक ट्रेन" कहलाता है। एक न्यूरॉन जो एक ऐक्शन पोटेंशिअल उत्सर्जन करता है उसे अक्सर "फायर" करता हुआ कहा जाता है। क्रिया विभव को कोशिका की प्लाज़्मा झिल्ली में सन्निहित विशेष प्रकार के वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल द्वारा उत्पन्न किया जाता है। इन चैनलों को तब बंद कर दिया जाता है जब झिल्ली क्षमता, कोशिका की विश्राम क्षमता के करीब होती है, लेकिन वे तेजी से खुलना शुरू हो जाते हैं जब यदि झिल्ली क्षमता सटीक रूप से परिभाषित आरंभिक मूल्य तक बढ़ जाती है। जब चैनल खुलते हैं, तो वे सोडियम आयनों के आवक की अनुमति देते हैं, जो झिल्ली क्षमता में एक आवक के प्रवाह की वृद्धि, जो परिवर्तन विद्युत-रासायनिक प्रवणता को परिवर्तित करता है, जो बदले में झिल्ली क्षमता में और वृद्धि करते हैं। इस क्रिया के परिणामस्वरूप और अधिक चैनल खुलते हैं, जो और अधिक विद्युत् धारा का उत्पादन करते हैं और इसी तरह आगे होता रहता है। यह प्रक्रिया विस्फोटक रूप से तब तक आगे बढ़ती रहती है जब तक कि सभी उपलब्ध आयन चैनल खुल नहीं जाते, जिसके फलस्वरूप झिल्ली क्षमता में एक विशाल उछाल आता है। सोडियम आयनों की तीव्र आमद, प्लाज्मा झिल्ली की ध्रुवाभिसारिता को पलट देती है और उसके बाद आयन चैनल तेज़ी से निष्क्रिय हो जाते हैं। सोडियम चैनलों के बंद होने पर, सोडियम आयन अब न्यूरॉन में प्रवेश नहीं कर सकते और वे सक्रिय रूप से प्लाज्मा झिल्ली पहुँचाया जाता है। पोटेशियम चैनल तब सक्रिय हो जाते हैं और वहां पोटेशियम आयनों की एक बाह्य धारा होती है, जो विद्युत्-रासायनिक प्रवणता को विश्राम स्थिति में वापस लाती है। एक ऐक्शन पोटेंशिअल के हो जाने के बाद, वहां एक क्षणिक नकारात्मक बदलाव होता है, जिसे अतिरिक्त पोटेशियम धाराओं के कारण आफ्टरहाइपरपोलराईजेशन या दु:साध्य अवधि कहा जाता है। यही वह क्रियावली है जो एक ऐक्शन पोटेंशिअल को उस तरीके से वापस यात्रा करने से रोकती है जिस तरीके से वह आया होता है। पशु कोशिकाओं में, ऐक्शन पोटेंशिअल के दो मुख्य प्रकार हैं, पहला प्रकार वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनलों द्वारा उत्पन्न होता है और दूसरा प्रकार वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनलों द्वारा. सोडियम-आधारित ऐक्शन पोटेंशिअल आम तौर पर एक मिलीसेकंड से कम समय तक चलते हैं, जबकि कैल्शियम-आधारित ऐक्शन पोटेंशिअल 100 मिलीसेकंड या ज्यादा समय तक चल सकते हैं। कुछ प्रकार के न्यूरॉन्स में, धीमे कैल्शियम स्पाइक, तेज़ी से उत्सर्जित सोडियम स्पाइक के लम्बे विस्फोट के लिए प्रेरणा शक्ति प्रदान करते हैं। दूसरी तरफ, हृदय की मांसपेशी कोशिकाओं में, एक आरंभिक तीव्र सोडियम स्पाइक, एक कैल्शियम स्पाइक की तीव्र शुरुआत को उकसाने के लिए एक "प्राइमर" प्रदान करता है, जो तब मांसपेशी संकुचन को उत्पन्न करता है। पशु शरीर के ऊतकों में सभी कोशिकाएं विद्युतीय रूप से ध्रुवीय होती हैं - दूसरे शब्दों में, वे कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली के चारों ओर एक वोल्टेज भिन्नता बनाए रखती हैं, जिसे झिल्ली क्षमता (मेम्ब्रेन पोटेंशिअल) के रूप में जाना जाता है। यह विद्युतीय ध्रुवीकरण, आयन पम्प नामक झिल्ली में सन्निहित प्रोटीन संरचनाओं और आयन चैनल के बीच जटिल परस्पर क्रिया से फलित होता है। न्यूरॉन्स में, झिल्ली में आयन चैनलों के प्रकार आमतौर पर, कोशिका के विभिन्न भागों में अलग-अलग होते हैं, जो डेन्ड्राईट, अक्षतंतु और कोशिका शरीर को विभिन्न विद्युतीय गुण प्रदान करते हैं। एक परिणाम के रूप में, न्यूरॉन के झिल्ली के कुछ भाग उत्तेजनीय (ऐक्शन पोटेंशिअल पैदा करने में सक्षम) हो सकते हैं, जबकि अन्य नहीं होते हैं। न्यूरॉन का सबसे उत्तेजनीय हिस्सा आमतौर पर अक्षतंतु पहाड़ी है (बिंदु जहां अक्षतंतु कोशिका शरीर को छोड़ देता है), लेकिन अक्षतंतु और कोशिका शरीर भी अधिकांश मामलों में उत्तेजनीय होते हैं। झिल्ली के प्रत्येक उत्तेजनीय पैच में झिल्ली क्षमता का दो महत्वपूर्ण स्तर होता है: विश्राम क्षमता, जो वह मान है जिसे झिल्ली क्षमता तब तक बनाए रखती है जब तक कोशिका को कोई चीज़ परेशान नहीं करती और एक उच्च मान जो आरंभिक क्षमता कहलाता है। एक विशिष्ट न्यूरॉन के अक्षतंतु पहाड़ी पर, विश्राम क्षमता -70 मिलीवोल्ट (mV) के आसपास होती है और आरंभिक क्षमता -55 mV के आसपास होती है। एक न्यूरॉन में सिनेप्टिक इनपुट के कारण झिल्ली विध्रुवीय या अति-ध्रुवीय हो जाती है; अर्थात वे झिल्ली क्षमता को बढ़ने या घटने के लिए प्रेरित करते हैं। ऐक्शन पोटेंशिअल तब चालू होता है जब झिल्ली क्षमता को सीमा तक लाने के लिए पर्याप्त विध्रुवण जमा हो जाता है। जब एक ऐक्शन पोटेंशिअल चालु होता है, तब झिल्ली क्षमता अचानक ऊपर की ओर उठती है, जो अक्सर +100 mV तक पहुंचती है और फिर समान रूप से अचानक वापस नीचे गिरती है, जो अक्सर विश्राम स्तर से नीचे समाप्त होती है, जहां यह कुछ समय के लिए रहती है। ऐक्शन पोटेंशिअल का आकार रूढ़िबद्ध है; अर्थात, एक दी गई कोशिका में सभी ऐक्शन पोटेंशिअल के लिए वृद्धि और गिरावट का आयाम और समयावधि, आमतौर पर लगभग समान होती है। (अपवादों की चर्चा आलेख में आगे की गई है।) अधिकांश न्यूरॉन्स में, पूरी प्रक्रिया एक सेकेण्ड के हजारवें भाग में घटती है। न्यूरॉन्स के कई रूप, प्रति सेकंड 10-100 तक की दरों से लगातार ऐक्शन पोटेंशिअल उत्सर्जित करते रहते हैं; कुछ प्रकार, हालांकि शांत होते हैं और बिना किसी ऐक्शन पोटेंशिअल के उत्सर्जन के एक मिनट या ज्यादा समय तक चल सकते हैं। जैव-भौतिक स्तर पर, ऐक्शन पोटेंशिअल, विशेष प्रकार के वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल से परिणामित होते हैं। झिल्ली क्षमता के बढ़ने के साथ, सोडियम आयन चैनल खुलता है, जो सोडियम आयनों को कोशिका में प्रविष्टि की अनुमति देता है। इसके बाद पोटेशियम आयन चैनल खुलते हैं जो कोशिका से पोटेशियम आयनों को बाहर निकलने की अनुमति देते हैं। सोडियम आयनों का अन्दर की ओर प्रवाह, कोशिका में धनात्मक रूप से चार्ज धनायन के संकेन्द्रण को बढ़ा देता है और विध्रुवण को प्रेरित करता है, जहां कोशिका की क्षमता, कोशिका की विश्राम क्षमता से अधिक होती है। सोडियम चैनल, ऐक्शन पोटेंशिअल के चरम पर बंद हो जाते हैं, जबकि पोटेशियम का कोशिका को छोड़ना जारी रहता है। पोटेशियम आयनों की समाप्ति, झिल्ली क्षमता को कम कर देती है या कोशिका को अति-ध्रुवीय कर देती है। विश्राम से अल्प वोल्टेज वृद्धि के लिए, पोटेशियम धारा, सोडियम धारा से अधिक हो जाती है और वोल्टेज अपने सामान्य विश्राम मान पर लौट आता है, आमतौर पर -70 mV. हालांकि, अगर वोल्टेज एक महत्वपूर्ण सीमा से आगे बढ़ जाता है, आम तौर पर विश्राम मान से 15 mV अधिक, तो सोडियम धारा हावी हो जाती है। यह एक सहज स्थिति को फलित करता है जहां सोडियम धारा से आने वाली धनात्मक प्रतिक्रिया और अधिक सोडियम चैनल को सक्रिय करती है। इस प्रकार, वह कोशिका एक ऐक्शन पोटेंशिअल को उत्पन्न करते हुए "फायर" करती है। एक ऐक्शन पोटेंशिअल के क्रम में वोल्टेज-गेटेड चैनल के खुलने से उत्पादित होने वाली धाराएं आम तौर पर महत्वपूर्ण रूप से प्रारंभिक उत्तेजक धाराओं से बड़ी होती हैं। इस प्रकार आयाम, अवधि और ऐक्शन पोटेंशिअल का आकार काफी हद तक उत्तेजनीय झिल्ली के गुण द्वारा निर्धारित होते हैं और न कि उत्तेजना के आयाम या अवधि द्वारा. ऐक्शन पोटेंशिअल का यह ऑल-और-नथिंग गुण उसे सेट इसे क्रमिक क्षमता से अलग करता है जैसे रिसेप्टर क्षमता, इलेक्ट्रोटोनिक क्षमता और सिनेप्टिक क्षमता, जो उत्तेजना की तीव्रता के साथ बढ़ती है। विभिन्न कोशिका प्रकार और कोशिका खानों में ऐक्शन पोटेंशिअल के नाना प्रकार मौजूद होते हैं, जो वोल्टेज-गेटेड चैनलों के प्रकार, रिसाव चैनल, चैनल वितरण, आयन संकेन्द्रण, झिल्ली संधारित्र, तापमान और अन्य कारकों द्वारा निर्धारित होते हैं। ऐक्शन पोटेंशिअल में शामिल मुख्य आयन हैं सोडियम और पोटेशियम धनायन; सोडियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं और पोटेशियम आयन बाहर निकल जाते हैं और संतुलन बना रहता है। मेम्ब्रेन वोल्टेज के तीव्र बदलाव के लिए, अपेक्षाकृत कुछ आयनों को झिल्ली को पार करने की जरूरत होती है। एक ऐक्शन पोटेंशिअल के दौरान विनिमय हुए आयन, इसलिए, आंतरिक और बाह्य आयन संकेन्द्रण में एक नगण्य बदलाव करते हैं। कुछ आयन, जो वास्तव में पार कर जाते हैं वे सोडियम-पोटेशियम पंप की निरंतर क्रिया द्वारा बाहर फेंक दिए जाते हैं, जो अन्य आयन ट्रांसपोर्टर के साथ सम्पूर्ण झिल्ली में आयन संकेन्द्रण के सामान्य अनुपात को बनाए रखता है। कैल्शियम धनायन और क्लोराइड ऋणायन, ऐक्शन पोटेंशिअल के कुछ प्रकारों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए क्रमशः हृदय संबंधी ऐक्शन पोटेंशिअल और एकल कोशिका अल्गा, एसेटाबुलारिया में ऐक्शन पोटेंशिअल. हालांकि ऐक्शन पोटेंशिअल को स्थानीय स्तर पर उत्तेजनीय झिल्ली के पैच पर उत्पन्न किया जाता हैं, फलित होने वाली धाराएं, झिल्ली के आस-पास के फैलाव पर ऐक्शन पोटेंशिअल शुरू कर सकती हैं, जो डोमिनो के समान प्रसरण उत्पन्न कर सकते हैं। विद्युत् क्षमता (इलेक्ट्रोटोनिक पोटेंशिअल) के निष्क्रिय प्रसार के विपरीत, ऐक्शन पोटेंशिअल, झिल्ली के उत्तेजनीय फैलाव के पास नए सिरे से उत्पन्न होते हैं और बिना क्षय के फैलते हैं। अक्षतंतु के मेलिन लेपित खंड उत्तेजनीय नहीं होते और वे ऐक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न नहीं करते और संकेत, इलेक्ट्रोटोनिक पोटेंशिअल के रूप में निष्क्रिय रूप से प्रसारित होता है। नियमित अंतराल पर बिना मेलिन लेपित पैच, जिसे नोड्स ऑफ़ रैनविअर कहा जाता है, संकेत को बढ़ाने के लिए ऐक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न करते हैं। अस्थिर संवाहन के रूप में ज्ञात, इस प्रकार का संकेत प्रसार, संकेत वेग और अक्षतंतु व्यास का एक अनुकूल समझौताकारी तालमेल प्रदान करता है। सामान्य तौर पर, अक्षतंतु टर्मिनल का विध्रुवण, सिनेप्टिक क्लेफ्ट में न्यूरोट्रांसमीटर के स्राव को प्रेरित करता है। इसके अलावा, पश्च-प्रसरण ऐक्शन पोटेंशिअल को पिरामिडीय न्यूरॉन्स के डेंड्राइट में दर्ज किया गया है, जो नियोकोर्टेक्स में सर्वत्र हैं। माना जाता है कि स्पाइक-टाइमिंग-डिपेंडेंट प्लास्टिसिटी में इनकी एक भूमिका होती है। जैविक जीवों के भीतर विद्युत संकेत, सामान्यतः, आयन द्वारा संचालित होते हैं। ऐक्शन पोटेंशिअल के लिए सबसे महत्वपूर्ण धनायन, सोडियम (Na+) और पोटेशियम (K+) है। दोनों ही मोनोवैलेन्ट फैटायन हैं, जो एक एकल धनात्मक चार्ज वहन करते हैं। ऐक्शन पोटेंशिअल में कैल्शियम (Ca2+) भी शामिल हो सकता है, जो एक द्विसंयोजक फैटायन है जो दोहरा सकारात्मक चार्ज वहन करता है। क्लोराइड एनायन (Cl-) कुछ शैवाल के ऐक्शन पोटेंशिअल में एक बड़ी भूमिका निभाता है, लेकिन अधिकांश जानवरों के ऐक्शन पोटेंशिअल में एक नगण्य भूमिका निभाता है। आयन दो प्रभाव के तहत कोशिका झिल्ली को पार करते हैं: विसरण और विद्युत् क्षेत्र. एक सरल उदाहरण जिसमें दो विलय -A और B- को एक छिद्रदार बाधा से अलग करना यह व्याख्या करता है कि विसरण यह सुनिश्चित करेगा कि वे अंततः समान विलय में मिश्रित हो जायेंगे. यह मिश्रण, उनके संकेन्द्रण में अंतर की वजह से होता है। उच्च संकेन्द्रण वाला क्षेत्र, निम्न संकेन्द्रण वाले क्षेत्र की ओर विसरित हो जायेगा. उदाहरण का विस्तार करने के लिए, मान लेते हैं कि विलय A में 30 सोडियम आयन और 30 क्लोराइड आयन हैं। इसके अलावा, मान लेते हैं कि विलय B में केवल 20 सोडियम आयन और 20 क्लोराइड आयन हैं। यह मान कर कि बाधा, दोनों प्रकार के आयनों को गुज़रने देती है, तब एक स्थिर स्थिति पर पहुंचा जाता है जहां दोनों विलय के पास 25 सोडियम आयन और 25 क्लोराइड आयन होते हैं। हालांकि, अगर छिद्रदार बाधा इस बात पर चयनात्मक हो कि किस आयन को गुजरने दिया जाए, तो अकेले विसरण, फलित विलय को निर्धारित नहीं करेगा। पिछले उदाहरण पर लौटते हुए, एक ऐसी बाधा बनाते हैं जो केवल सोडियम आयनों द्वारा पारगम्य हैं। चूंकि विलय B में सोडियम और क्लोराइड, दोनों का न्यून संकेन्द्रण है, वह बाधा विलय से दोनों आयनों को आकर्षित करेगी। हालांकि, केवल सोडियम बाधा के माध्यम से यात्रा करेंगे। इससे विलय B में सोडियम का एक संचय फलित होगा। चूंकि सोडियम में एक धनात्मक चार्ज है, यह संचय विलय B को विलय A की अपेक्षा अधिक धनात्मक बनाएगा. धनात्मक सोडियम आयन के, अब अधिक-धनात्मक बन चुके विलय B तक यात्रा करने की संभावना कम होगी। इससे आयन प्रवाह को नियंत्रित करने वाले दूसरे कारक का निर्माण होता है, अर्थात् विद्युत् क्षेत्र. वह बिंदु जहां यह विद्युत् क्षेत्र विसरण के कारण बल का पूरी तरह से विरोध करता है उसे संतुलन क्षमता कहा जाता है। इस बिंदु पर, इस विशिष्ट आयन (इस मामले में सोडियम) का शुद्ध प्रवाह शून्य है। प्रत्येक न्यूरॉन एक कोशिका झिल्ली में लिपटा होता है जो एक फोस्फोलिपिड बाइलेयर से बनी होती है। यह झिल्ली आयन के लिए लगभग अभेद्य होती है। आयनों को न्यूरॉन के बाहर और अन्दर अंतरण के लिए, झिल्ली दो संरचनाओं को प्रदान करती है। आयन पंप, आयनों को लगातार अन्दर और बाहर करने के लिए कोशिका की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। वे आयनों को अपने संकेन्द्रण प्रवणता के खिलाफ भेजकर (न्यून संकेन्द्रण के क्षेत्रों से उच्च संकेन्द्रण के क्षेत्रों के लिए), संकेन्द्रण भिन्नता का निर्माण करते हैं (न्यूरॉन के अंदर और बाहर)। आयन चैनल तब इस संकेन्द्रण भिन्नता का उपयोग आयानों को अपने संकेन्द्रण प्रवणता के नीचे भेजने के लिए करते हैं (उच्च संकेन्द्रण के क्षेत्रों से न्यून संकेन्द्रण के क्षेत्रों की तरफ)। हालांकि, आयन पंपों द्वारा सतत परिवहन के विपरीत, आयन चैनलों द्वारा परिवहन असतत है। वे सिर्फ अपने परिवेश के संकेतों की प्रतिक्रिया में खुलते और बंद होते हैं। आयन चैनलों के माध्यम से आयनों का यह परिवहन तब कोशिका झिल्ली के वोल्टेज को बदलता है। यही परिवर्तन हैं जो एक ऐक्शन पोटेंशिअल को लाते हैं। एक सादृश्य के रूप में, आयन पंप उस बैटरी की भूमिका निभाते हैं जो एक रेडियो सर्किट (आयन चैनलों) को एक संकेत (ऐक्शन पोटेंशिअल) संचारित करने के लिए अनुमति देते हैं। कोशिका झिल्ली उस बाधा के रूप में कार्य करती है जो अंदर के विलय (अंतरकोशिकीय द्रव) को बाहर के विलय (बाह्यकोशिकीय द्रव) से मिश्रित होने से रोकती है। इन दो विलयों में उनके आयनों का भिन्न संकेन्द्रण है। इसके अलावा, संकेन्द्रण में यह अंतर, विलय के चार्ज में भिन्नता को फलित करता है। इससे एक ऐसी परिस्थिति पनपती है जहां एक विलय दूसरे विलय से अधिक धनात्मक होता है। इसलिए, धनात्मक आयन, ऋणात्मक विलय की दिशा में खिंचने लगते हैं। इसी तरह, ऋणात्मक आयन, धनात्मक विलय की दिशा में खिंचने लगते हैं। इस गुण के मापन के लिए, एक व्यक्ति किसी भी तरह इस सापेक्ष धनात्मकता (या ऋणात्मकता) को पकड़ना चाहेगा. यह करने के लिए, बाहर के विलय को शून्य वोल्टेज के रूप में सेट किया जाता है। तब अंदरूनी वोल्टेज और शून्य वोल्टेज के बीच अंतर निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, यदि बाहरी वोल्टेज 100 mV है और अंदरूनी वोल्टेज 30 mV है, तो अंतर -70 mV है। यही अंतर है जिसे सामान्यतः झिल्ली क्षमता के रूप में सन्दर्भित किया जाता है। आयन चैनल, अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होते हैं जिसमें एक छेद होता है जिसमें से आयन, बाह्य कोशिकीय स्थान और आंतरिक कोशिका के बीच यात्रा कर सकते हैं। ज्यादातर चैनल एक आयन के लिए विशिष्ट (चयनात्मक) होते हैं; उदाहरण के लिए, सोडियम की तुलना में पोटेशियम के लिए अधिकांश पोटेशियम चैनल 1000:1 चयनात्मकता अनुपात से चरितार्थ होते हैं, हालांकि पोटेशियम और सोडियम आयनों में एक ही चार्ज होता है और वे केवल अपनी त्रिज्या में थोड़ा भिन्न होते हैं। चैनल छिद्र आम तौर पर इतना छोटा होता है कि आयनों को इसमें से एकल-फ़ाइल क्रम के अनुसार गुजरना आवश्यक होता है। आयन मार्ग के लिए चैनल छिद्र या तो खुले या बंद हो सकते हैं, हालांकि कई चैनल, विभिन्न उप चालकता स्तर को प्रदर्शित करते हैं। जब एक चैनल खुला होता है, तो आयन, उस विशेष आयन के लिए चैनल छिद्र के माध्यम से नीचे ट्रांसमेम्ब्रेन संकेन्द्रण प्रवणता में घुस जाते हैं। चैनल के माध्यम से आयन प्रवाह दर, अर्थात्, एकल-चैनल विद्युत् आयाम, अधिकतम चैनल चालकता और उस आयन के लिए विद्युत्-रासायनिक प्रेरण बल द्वारा निर्धारित होता है, जो झिल्ली क्षमता के तात्कालिक मान और विपरीत क्षमता के मान के बीच का अंतर है। ऐक्शन पोटेंशिअल, विभिन्न समय पर खुलते और बंद होते विभिन्न आयन चैनलों का प्रकटीकरण है। एक चैनल की कई विभिन्न अवस्थाएं हो सकती हैं (प्रोटीन की विभिन्न रचना के अनुसार), लेकिन प्रत्येक ऐसी अवस्था या तो बंद है या खुली. सामान्य रूप से, बंद अवस्था या तो छिद्र के एक संकुचन के अनुरूप होगी - इसे आयन के लिए अगम्य बनाते हुए - या छिद्र को रोकते हुए प्रोटीन के एक अलग हिस्से के अनुरूप