NaKanäle

NaKanäle sind eine Familie spannungsgesteuerter Natriumkanäle, die den schnellen Einstrom von Natriumionen in Zellen ermöglichen und so die Initiierung und Weiterleitung von Aktionspotentialen in Nervengewebe, Muskeln und anderen erregbaren Zellen steuern. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Reizweiterleitung und der signalgebenden Kommunikation im Nervensystem.

Aufbau und Funktionsweise: Die funktionelle Alpha-Untereinheit bildet den Kanal und besteht aus vier homologen Domänen (DI–DIV). Jede Domäne trägt sechs Transmembrandomänen (S1–S6); S4 dient als Spannungssensor. Zwischen S5 und S6 liegt das Pore-Loop, das die Natriumspezifität definiert. Die schnelle Inaktivierung erfolgt durch den DIII–IV-Linker, der das Inaktivierungslot oder IFM-Motiv enthält. Beta-Untereinheiten (β1–β4) modulieren Trafficking, Kinetik und Expression der Kanäle.

Vielfache Untertypen und Genetik: Es gibt mehrere Alpha-Subtypen, Nav1.1 bis Nav1.9, kodiert durch verschiedene SCN-Gene (z. B. SCN1A, SCN2A, SCN3A, SCN4A, SCN5A, SCN9A, SCN10A, SCN11A). Diese Unterformen unterscheiden sich in Gewebeverteilung, Aktivierungs- und Inaktivierungskurven sowie der Empfindlichkeit gegenüber Tetrodotoxin (TTX). Einige Unterformen sind TTX-resistent, etwa Nav1.5, Nav1.8 und Nav1.9.

Physiologie und Bedeutung: NaKanäle erzeugen und formen den schnellen Na+-Einstrom, der den Anstieg des Aktionspotentials bestimmt und die Weiterleitung entlang Axonen und Muskelmembranen ermöglicht. Gewebespezifische Unterschiede in Öffnungs- und Inaktivierungskinetik beeinflussen Erregungsleitungsgeschwindigkeit und Reaktionscharakter.

Pharmakologie und Erkrankungen: NaKanäle sind Zielorganismen vieler Anästhetika und Antiarrhythmika; lokale Anästhetika wie Lidocain blockieren die Kanäle, während Toxine wie Tetrodotoxin die äußere Pore blockieren. Mutationen in SCN-Genen verursachen Channelopathien wie fokale Epilepsien (SCN1A), Herzrhythmusstörungen (SCN5A) oder Schmerzstörungen (SCN9A).