Пређи на садржај

Натријумски канали

С Википедије, слободне енциклопедије
(преусмерено са Sodium channel)

Натријумски канали су трансмембрански протеини који пропуштају јоне натријума кроз ћелију. Акциони потенцијали у нервима и мишићима сисара преносе се натријумовим струјама кроз напонско-зависне натријумове канале. Ови протеини су део веће фамилије напонско вођених канала која укључује добро познате калцијумове и калијумове канале, као и низ других типова канала.[1] Како је транспорт јона пасивна активност која зависи само од електрохемијског потенцијала јона она не захтева енергију у облику АТП молекула. У неуронима натријумови канали су одговорни за узлазну фазу акционог потенцијала (деполаризацију), а у срцу за брзо повећање срчаног акционог потенцијала и за брзо провођење импулса кроз срчано ткиво. Пошто су у стању мировања Na+ канали затворени, промене у концентрацији екстраћелијског Na+ не утичу значајно на потенцијал мембране у мировању, за разлику од промена у екстрацелуларној концентрацији K+.[1]

Функције и структура јонских канала

[уреди | уреди извор]

Ћелијска мембрана сваке ексцитабилне ћелије, кoja раздваја ванћелијску течност богату натријумом и калцијумом од цитосола богатог калијумом, садржи огроман број канала сличних порама, који могу бити затворени и тада су непропустљиви за јоне. Иза основних ћелијских процеса, попут лучења неуротрансмитера или преноса електричних сигнала, стоје јонски канали или протеини који формирају поре које помажу у успостављању и контроли напонског градијента преко ћелијске мембране што омогућавања протока јона низ њихов електрохемијски градијент, јер делују као систем капија за регулисање проласка јона (калијум, натријум, калцијум, хлор итд.). Главна функција напонски усмерених јонских канала је стварање акционих потенцијала и њихово ширење, кроз процес пропуштања милионе јона у свакој секунди, чији је правац кретања одређен концентрацијским градијентом, па због тога, натријум и калцијум улазе у ћелију, а калијум излази из ћелије.

Капацитет преноса јона кроз ове канале је велики, па тако сваки калцијумски (или натријумски) канал може да транспортује три милиона јона калцијума (или Na+) у једној секунди. Јонски канали се, на основу своје јонске специфичности, осетљивости према блокаторима, као и на основу брзине њихове активације, класификују на брзе и споре канале. Активација брзих канала се врши за свега неколико милисекунди, а активација спорих канала за неколико стотина милисекунди. Брзи канали предоминантно пропуштају јоне натријума, па се понекад називају само натријумови канали.

Јонски канали са физиолошке тачке гледишта, омогућавају хомеостатску равнотежу нашег тела, јер дају ћелијама електричне и узбудљиве капацитете. Када не успеју у томе могу се јавити бројна патолошка стања (или болести, познате као каналопатије). Ове промене могу се произвести кроз две врсте механизама: генетских промена и аутоимуних болести.

Функција натријумских канала

[уреди | уреди извор]

Натријумски канали су интегрални мембрански протеини који формирају Na+ пропустљиве поре кроз плазма мембрану и омогућавају проток јона. У породици јонских канала постоје два веома различита типа натријумових канала:[2]

  • Натријумски канали са напоном (NaV) - високо су селективни Na+ канали локализовани на поларизованим епителним ћелијама, односно мембрани већине ексцитабилних ћелија и постоје као хетеродимери или хетеротримери 1 α- и 1 или 2 β-подјединице. Они су одговорни за иницирање и ширење акционог потенцијала у ексцитабилним ћелијама, укључујући типове нервних,[3] мишићних и неуроендокриних ћелија. Такође су изражени на ниским нивоима у неексцитабилним ћелијама, где је њихова физиолошка улога нејасна.[2]
  • Епителни натријумски канали (ENaC) - присутни су у апсорптивном епителу, као што су дистални тубул бубрега, алвеоларни епител и дистални колон, и одговорни су за реапсорпцију натријума. Они постоје као хетеротетрамери α-, β- и γ-подјединица, од којих је доминантна 2α:1β:1γ.[2]

Токсини и хемикалије које болокирају Na+ канале у истраживању

[уреди | уреди извор]

Напонски вођени натријумови канали присутни су у већини ексцитабилних ћелијских мембрана и играју важну улогу у стварању акционих потенцијала. Познато је да различити токсини[4] и хемикалије блокирају или модулирају натријумове канале и показали су се непроцењивим у истраживању физиолошких карактеристика ових канала:[5]

Натријумски канали присутни у мозгу, заједно са онима који се налазе у периферним нервима и скелетним мишићима, веома су осетљиви на TTX/STX у наномоларним концентрацијама, док су неки натријумови канали у срцу блокирани у концентрацијама у микромоларном опсегу,

Структурно, натријумски канали мозга се састоје од једне α подјединице од 260 кДа, једне β1 подјединице од 36 кДа и једне β2 подјединице од 33 кДа, формирајући хетеротримерну структуру. β3 може да замени β1 и β4 за β2 у овим комплексима можданих натријумових канала.

Натријумски канали скелетних мишића састоје се од једне α и једне подјединице сличне β1, док су они у срцу и периферним неуронима вероватно комплекси α, β и вероватно других протеина/подјединица, у непознатој стехиометрији.

Неурони сензорних ганглија (нпр. дорзални корен и ганглије чворова), посебно они повезани са аферентним влакнима малог пречника, експримирају натријумове канале који су високо отпорни на TTX и играју важну улогу у ноцицептивним механизмима. Недавни истраживачки напори су се фокусирали на развој агенаса селективних за натријумове канале отпорне на TTX ганглија дорзалног корена, у очекивању да би се то могло показати као нови аналгетички лекови.

Бројни клинички коришћени лекови блокирају натријумове канале. Локални анестетици који се користе за контролу акутног бола, антиаритмички лекови који се користе у терапији срчаних аритмија и неки антиепилептици који се користе у контроли нападаја се везују за заједничко место локалног анестетичког рецептора на натријумовим каналима. Многи од ових лекова показују блокаду зависну од употребе, карактеристику кључну за њихове терапеутске ефекте, јер блок канала постаје снажнији током брзог пуцања у аритмичким или епилептичним условима.[8]

Блокатори натријумског канала

[уреди | уреди извор]

Блокатори натријумског канала су агенси који умањују проводљивост јона натријума (Na+) кроз натријумске канале. Блокада натријумових канала успоравају брзину и амплитуду почетне брзе деполаризације, смањује ексцитабилност ћелије и смањује брзину проводљивости.[9]

Напомене

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Ове рибе се сматрају једним од најотровнијих кичмењака на свету, одмах после златне отровне жабе.

Види још

[уреди | уреди извор]

Извори

[уреди | уреди извор]
  1. ^ а б Liebeskind, Benjamin J. (2016-07-18). „What makes a sodium channel?”. Journal of General Physiology. 148 (2): 89—90. ISSN 0022-1295. doi:10.1085/jgp.201611652. 
  2. ^ а б в „Sodium Channels”. www.tocris.com. Приступљено 6. 6. 2023. 
  3. ^ Dib-Hajj SD, Tyrrell L, Black JA, Waxman SG. 1998. NaN, a novel voltage-gated Na channel, is expressed preferentially in peripheral sensory neurons and down-regulated after axotomy. Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (15): 8963—8968.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ).
  4. ^ Narahashi T. 1988. Handbook of Natural Toxins, Marine toxins and Venoms. 3. New York: Marcell Dekker, Inc..
  5. ^ „Sodium Channels”. www.sigmaaldrich.com/. Приступљено 6. 6. 2023. 
  6. ^ Tate S, Benn S, Hick C, Trezise D, John V, Mannion RJ, Costigan M, Plumpton C, Grose D, Gladwell Z, et al. 1998. Two sodium channels contribute to the TTX-R sodium current in primary sensory neurons. Nat Neurosci. 1 (8): 653—655.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ).
  7. ^ Akopian AN, Sivilotti L, Wood JN. 1996. A tetrodotoxin-resistant voltage-gated sodium channel expressed by sensory neurons. Nature. 379 (6562): 257—262.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
  8. ^ Zuliani V, Fantini M, Rivara M. 2012. Sodium Channel Blockers as Therapeutic Target for Treating Epilepsy: Recent Updates. CTMC. 12 (9): 962—970.  Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
  9. ^ „Sodium Channel Blockers | Harvard Catalyst Profiles | Harvard Catalyst”. connects.catalyst.harvard.edu. Приступљено 2023-06-07. 

Литература

[уреди | уреди извор]
  • Gosselin-Badaroudine, P., A. Moreau, L. Simard, T. Cens, M. Rousset, C. Collet, P. Charnet, and M. Chahine. 2016. Biophysical characterization of the honeybee DSC1 orthologue reveals a novel voltage-dependent Ca2+ channel subfamily: CaV4. J. Gen. Physiol.
  • Gur Barzilai, M., A.M. Reitzel, J.E.M. Kraus, D. Gordon, U. Technau, M. Gurevitz, and Y. Moran. 2012. Convergent evolution of sodium ion selectivity in metazoan neuronal signaling. Cell Reports. 2:242–248.
  • Hille, B. 1989. The Sharpey-Schafer lecture. Ionic channels: evolutionary origins and modern roles. Q. J. Exp. Physiol. 74:785–804.
  • Hille, B. 2001. Ion Channels of Excitable Membranes. Third edition. Sinauer Associates, Sunderland, MA. 814 pp.
  • Liebeskind, B.J., D.M. Hillis, and H.H. Zakon. 2011. Evolution of sodium channels predates the origin of nervous systems in animals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 108:9154–9159.
  • Liebeskind, B.J., D.M. Hillis, and H.H. Zakon. 2012. Phylogeny unites animal sodium leak channels with fungal calcium channels in an ancient, voltage-insensitive clade. Mol. Biol. Evol. 29:3613–3616.
  • Liebeskind, B.J., D.M. Hillis, and H.H. Zakon. 2013. Independent acquisition of sodium selectivity in bacterial and animal sodium channels. Curr. Biol. 23:R948–R949.
  • Moran, Y., M.G. Barzilai, B.J. Liebeskind, and H.H. Zakon. 2015. Evolution of voltage-gated ion channels at the emergence of Metazoa. J. Exp. Biol. 218:515–525.
  • Payandeh, J., and D.L. Minor Jr. 2015. Bacterial voltage-gated sodium channels (BacNaVs) from the soil, sea, and salt lakes enlighten molecular mechanisms of electrical signaling and pharmacology in the brain and heart. J. Mol. Biol. 427:3–30.
  • Ren, D., B. Navarro, H. Xu, L. Yue, Q. Shi, and D.E. Clapham. 2001. A prokaryotic voltage-gated sodium channel. Science. 294:2372–2375.
  • Senatore, A., W. Guan, A.N. Boone, and J.D. Spafford. 2014. T-type channels become highly permeable to sodium ions using an alternative extracellular turret region (S5-P) outside the selectivity filter. J. Biol. Chem. 289:11952–11969.
  • Wang, X., X. Zhang, X.P. Dong, M. Samie, X. Li, X. Cheng, A. Goschka, D. Shen, Y. Zhou, J. Harlow, et al 2012. TPC proteins are phosphoinositide-activated sodium-selective ion channels in endosomes and lysosomes. Cell. 151:372–383.

Спољашње везе

[уреди | уреди извор]


Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење
у вези са темама из области медицине (здравља).
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Натријумски_канали&oldid=27783840”