Natriumkanaler

Natriumkanaler är jonkanaler som selektivt reglerar natriumjoner (Na+). De finns i plasmamembranet hos nerv- och muskelceller och ligger bakom många av cellernas snabba elektriska svar. När kanalerna öppnas tillåts Na+ att strömma in i cellen, vilket depolariserar membranet och bidrar till uppkomsten av aktionspotentialer.

Den mest studerade gruppen är spänningsstyrda natriumkanaler (Nav). Dessa aktiveras av en depolarisering, öppnas snabbt och stängs igen genom snabb inaktivering, vilket ger en kort Na+-ström som driver aktionspotentialen. Den funktionella enheten är en stor alfa-subenhet som består av fyra domäner (I–IV); varje domän har S1–S6, där S4 fungerar som spänningssensor och poren formas av S5–S6. Inaktiveringen sker via en snabb inaktiveringslänk mellan domänerna III och IV (IFM-motivet).

Förutom voltagestyrda kanaler finns ligandstyrda natriumkanaler i vissa receptorkomplex. Ett exempel är nikotinacetylkolinreceptorn (nAChR), en ligandstyrd cationkanal permeabel för Na+ och K+. Denna typ finns i synapser där neurotransmittorer binder och öppnar kanalen, vilket ger ett postsynaptiskt natriumflöde.

Fysiologiskt bidrar natriumkanalerna till snabba signaler i centrala och perifera nervsystemet, samt till reglering av muskelkontraktion i skelett- och hjärtmuskulatur. De är centrala för snabb uppkomst av aktionspotentialer, excitabilitet och synaptisk transmission, och deras beteende bestämmer cellernas excitabilitet.

Klinisk relevans: Farmakologiskt blockeras natriumkanaler av lokalanestetika och antiarytmika för att dämpa excitatorisk signaling. Toxiner som tetrodotoxin och saxitoxin hämmar natriumkanaler. Genetiska mutationer i Nav-kanaler (SCN-genfamiljen) är kopplade till epilepsi, smärttillstånd och olika periodiska paralyser. Studier av natriumkanaler har stor betydelse inom neurofysiologi och klinisk medicin.