Voltagegatedkanavat

Voltagegatedkanavat, eli jänniteaktivoituneet ionikanavat, ovat solukalvon proteiineja, jotka avautuvat ja sulkeutuvat membrane potentialin muutosten seurauksena. Niitä esiintyy kaikkialla kehossa ja ne säätelevät ionivirtoja, jotka vaikuttavat solujen sähköiseen koheesioon, signaalien nopeuteen ja solun toimintaan.

Päätyypit ovat natriuma-, kalium- ja kalsiumkanavat (NaV, Kv ja CaV), sekä joissakin soluissa myös kloriidi-kanavat voivat olla jänniteherkkiä. NaV-kanavat ovat keskeisiä toiminnallisen toimintopotentiaalin alkuvaiheessa, CaV-kanavat aiheuttavat presynaptisen neurotransmitteringin, ja Kv-kanavat vastaavat kaltaiseen repolarisaatioon ja solujen takaisinlepoasentoon. Nämä kanavat ovat olennaisia hermosolujen sähköisessä erottuvuudessa sekä lihasten supistusmekanismeissa.

Rakenne ja gyraatio: NaV- ja CaV-kanavat koostuvat useista domeneista, usein neljä toisiaan seuraavaa aiheuttaen S1-S6-tyyppisiä transmembraanipäätteitä. S4 toimii jännitesensorina ja S5-S6 muodostaa ioniväylän, jonka kautta ioni virtaa. Kv-kanavat ovat usein tetramereja ja niillä on samanlaisia S1-S6-tyyppejä. Inaktivaatio voi tapahtua erilaisilla mekanismeilla; NaV-kanavissa yleinen inaktivaatio tapahtuu sisäisten lyhyiden silmukoiden kautta, kun taas Kv- ja CaV-kanavissa voi esiintyä sekä inaktivaatio- että deaktivaatioprosesseja.

Toiminta ja merkitys: jännitevaihtelut nopeuttavat tai hidastavat solun toimintapotentiaalia sekä vaikuttavat erityisesti synaptiseen signalointiin ja lihasliikkeisiin. Lääkkeet ja altistukset voivat modifioida kanavien toimintaa; esimerkiksi tetrodotoksiini estää useimpia NaV-kanavia, TEA voi estää joitakin Kv-kanavia ja nifedipiini vaikuttaa L-tyypin CaV-kanaviin.

Kliininen näkökulma: kanavavika- tai mutaatiot voivat johtaa kanavapatologioihin (kanavahäiriöihin), kuten epilepsioihin, migreeneihin ja sydänjohtelu-ongelmiin kuten pitkä QT -syndrooma. Näiden kanavien tutkimus auttaa ymmärtämään elektroneuronien ja lihasten bleekkejä sekä kehittämään kohdennettuja hoitoja.