www.wikidata.de-de.nina.az

Natriumkanal Als Natriumkanäle werden in der Physiologie und Zellbiologie Ionenkanäle bezeichnet die eine spezifische un

Natriumkanal

Als Natriumkanäle werden in der Physiologie und Zellbiologie Ionenkanäle bezeichnet, die eine spezifische und mehr oder weniger selektive Leitfähigkeit für Natrium-Ionen aufweisen.

Spannungsaktivierter Natriumkanal
Bezeichner
Gen-Name(n) SCN1A, SCN2A, SCN3A, SCN4A, SCN5A, SCN7A, SCN8A, SCN9A, SCN10A, SCN11A
Transporter-Klassifikation
TCDB 1.A.1.10.1
Bezeichnung Spannungsgesteuerte Ionenkanäle

nicht-spannungsaktivierter Natriumkanal
Bezeichner
Gen-Name(n) SCNN1A, SCNN1B, SCNN1D, SCNN1G
Transporter-Klassifikation
TCDB 1.A.6.1.1
Bezeichnung Epitheliale Natriumkanäle
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon Wirbeltiere

Wie andere Ionenkanäle können Natriumkanäle spannungsaktiviert oder nicht spannungsaktiviert sein. Derzeit sind neun verschiedene Subtypen spannungsaktivierter Natriumkanäle bekannt. Der gebräuchlichen Nomenklatur entsprechend werden sie als Nav1.1 bis Nav1.9 bezeichnet. Der Index v steht für voltage-activated (dt. ‚spannungsaktiviert‘), die erste Ziffer kennzeichnet die Genfamilie (bisher nur eine bekannt), die zweite Ziffer steht für ein bekanntes Gen (zurzeit 1 bis 9, angeordnet in der Reihenfolge ihrer Entdeckung).

Besonders dicht sind spannungsaktivierte Natriumkanäle in elektrisch erregbaren Zellen exprimiert. Dort ist ihre Aktivierung verantwortlich für die Erzeugung von Aktionspotentialen. Unter physiologischen Bedingungen ist die elektrochemische Triebkraft für Natrium-Ionen so gerichtet, dass durch geöffnete Natriumkanäle Natrium-Ionen aus dem Extrazellularraum in die Zelle einströmen, etwa 10.000 pro ms pro Kanal. Die gleichzeitige Öffnung vieler spannungsaktivierter Natriumkanäle bei Erreichen der Potentialschwelle verstärkt durch den resultierenden Einwärtsstrom die Depolarisation, was zum schnellen Anstieg des Membranpotentials („Aufstrich“ genannt) führt. Der spannungsabhängige Natriumkanal verfügt über eine Inaktivierungsdomäne (sog. ball-and-chain-Mechanismus), die nach der Öffnung des Natriumkanals und dem Durchtritt von Natrium-Ionen diesen zeitlich versetzt (1–2 ms) in einen inaktiven Zustand überführt, in dem keine weiteren Natrium-Ionen durchtreten können. Die spannungsabhängige Domäne des Natriumkanals wird wiederum geschlossen und nach weiteren 2–5 ms öffnet auch die Inaktivierungsdomäne, wodurch der Kanal wieder in den closed-resting Zustand überführt wird, in dem er durch elektrische Reize erregbar ist.

Ein Beispiel für einen nichtspannungsaktivierten Natriumkanal ist der epitheliale Natriumkanal (epithelial Na channel, ENaC). Er ist beispielsweise im Sammelrohr und in den proximalen Tubuluszellen der Niere verantwortlich für die Rückresorption von Natrium-Ionen aus dem Primärharn. Pharmakologische Hemmstoffe des ENaC werden als Diuretika therapeutisch zur Ausschwemmung von Ödemen und zur Behandlung der arteriellen Hypertonie eingesetzt. Da sie nicht zu einer vermehrten Kaliumausscheidung führen, werden solche Diuretika auch als „kaliumsparende“ Diuretika bezeichnet.

Antiepileptika und Lokalanästhetika blockieren die Natriumkanäle und unterbinden so die Auslösung eines Aktionspotentials. Auch Riluzol ist ein Natriumkanal-Blocker und wirkt neuroprotektiv.

Literatur Bearbeiten

  • T. M. Jessell, E. R. Kandel, J. H. Schwartz: Principles of Neural Science. 4. Auflage. McGraw-Hill, New York 2000, ISBN 0-8385-7701-6, S. 154–169.
  • Bertil Hillel: Ion Channels of Excitable Membranes. 3. Auflage. Sinauer, Sunderland, Mass 2001, ISBN 0-87893-321-2, S. 73–77.
  • F. H. Yu, W. A. Catterall: Overview of the voltage-gated sodium channel family. In: Genome Biol. 4 (3), 2003, S. 207. doi:10.1186/gb-2003-4-3-207. PMC 153452 (freier Volltext). PMID 12620097.
  • L. L. Isom: Sodium channel beta subunits: anything but auxiliary. In: Neuroscientist. 7 (1), 2001, S. 42–54. doi:10.1177/107385840100700108. PMID 11486343.
  • W. A. Catterall, A. L. Goldin, S. G. Waxman: International Union of Pharmacology. XLVII. Nomenclature and structure-function relationships of voltage-gated sodium channels. In: Pharmacol Rev. 57 (4), 2005, S. 397–409. doi:10.1124/pr.57.4.4. PMID 16382098.
  • C. Lossin: SCN1A infobase. abgerufen am 30. Oktober 2009. compilation of genetic variations in the SCN1A gene that alter the expression or function of Nav1.1
  • A. Beyder, A. Mazzone, P. R. Strege, D. J. Tester, Y. A. Saito, C. E. Bernard, F. T. Enders, W. E. Ek, P. T. Schmidt, A. Dlugosz, G. Lindberg, P. Karling, B. Ohlsson, M. Gazouli, G. Nardone, R. Cuomo, P. Usai-Satta, F. Galeazzi, M. Neri, P. Portincasa, M. Bellini, G. Barbara, M. Camilleri, G. R. Locke, N. J. Talley, M. D’Amato, M. J. Ackerman, G. Farrugia: Loss-of-Function of the Voltage-Gated Sodium Channel NaV1.5 (Channelopathies) in Patients With Irritable Bowel Syndrome. In: Gastroenterology. doi:10.1053/j.gastro.2014.02.054.
  • G. Vargas-Alarcon, E. Alvarez-Leon, J. M. Fragoso u. a.: A SCN9A gene-encoded dorsal root ganglia sodium channel polymorphism associated with severe fibromyalgia. In: BMC Musculoskelet Disord. 13, 2012, S. 23. doi:10.1186/1471-2474-13-23. PMC 3310736 (freier Volltext). PMID 22348792.
  • W. A. Catterall: From ionic currents to molecular mechanisms: the structure and function of voltage-gated sodium channels. In: Neuron. 26 (1), April 2000, S. 13–25. doi:10.1016/S0896-6273(00)81133-2. PMID 10798388.
  • L. L. Isom, K. S. De Jongh, D. E. Patton, B. F. Reber, J. Offord, H. Charbonneau, K. Walsh, A. L. Goldin, W. A. Catterall: Primary structure and functional expression of the beta 1 subunit of the rat brain sodium channel. In: Science. 256 (5058), Mai 1992, S. 839–842. PMID 1375395.
  • J. D. Malhotra, K. Kazen-Gillespie, M. Hortsch, L. L. Isom: Sodium channel beta subunits mediate homophilic cell adhesion and recruit ankyrin to points of cell-cell contact. In: J. Biol. Chem. 275 (15), April 2000, S. 11383–11388. doi:10.1074/jbc.275.15.11383. PMID 10753953.
  • J. D. Malhotra, M. C. Koopmann, K. A. Kazen-Gillespie, N. Fettman, M. Hortsch, L. L. Isom: Structural requirements for interaction of sodium channel beta 1 subunits with ankyrin. In: J. Biol. Chem. 277 (29), Juli 2002, S. 26681–26688. doi:10.1074/jbc.M202354200. PMID 11997395.
  • A. R. Cantrell, W. A. Catterall: Neuromodulation of Na+ channels: an unexpected form of cellular plasticity. In: Nat. Rev. Neurosci. 2 (6), Juni 2001, S. 397–407. doi:10.1038/35077553. PMID 11389473.
  • L. L. Isom: Sodium channel beta subunits: anything but auxiliary. In: Neuroscientist. 7 (1), Februar 2001, S. 42–54. doi:10.1177/107385840100700108. PMID 11486343.
  • B. S. Shah, A. M. Rush, S. Liu, L. Tyrrell, J. A. Black, S. D. Dib-Hajj, S. G. Waxman: Contactin associates with sodium channel Nav1.3 in native tissues and increases channel density at the cell surface. In: J. Neurosci. 24 (33), August 2004, S. 7387–7399. doi:10.1523/JNEUROSCI.0322-04.2004. PMID 15317864.
  • E. K. Wittmack, A. M. Rush, M. J. Craner, M. Goldfarb, S. G. Waxman, S. D. Dib-Hajj: Fibroblast growth factor homologous factor 2B: association with Nav1.6 and selective colocalization at nodes of Ranvier of dorsal root axons. In: J. Neurosci. 24 (30), Juli 2004, S. 6765–6775. doi:10.1523/JNEUROSCI.1628-04.2004. PMID 15282281.
  • A. M. Rush, E. K. Wittmack, L. Tyrrell, J. A. Black, S. D. Dib-Hajj, S. G. Waxman: Differential modulation of sodium channel Na(v)1.6 by two members of the fibroblast growth factor homologous factor 2 subfamily. In: Eur. J. Neurosci. 23 (10), Mai 2006, S. 2551–2562. doi:10.1111/j.1460-9568.2006.04789.x. PMID 16817858.
  • K. Kazarinova-Noyes, J. D. Malhotra, D. P. McEwen, L. N. Mattei, E. O. Berglund, B. Ranscht, S. R. Levinson, M. Schachner, P. Shrager, L. L. Isom, Z. C. Xiao: Contactin associates with Na+ channels and increases their functional expression. In: J. Neurosci. 21 (19), Oktober 2001, S. 7517–7525. PMID 11567041.
  • J. Srinivasan, M. Schachner, W. A. Catterall: Interaction of voltage-gated sodium channels with the extracellular matrix molecules tenascin-C and tenascin-R. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95 (26), Dezember 1998, S. 15753–15757. doi:10.1073/pnas.95.26.15753. PMC 28116 (freier Volltext). PMID 9861042.
  • D. Y. Kim, L. A. Ingano, B. W. Carey, W. H. Pettingell, D. M. Kovacs: Presenilin/gamma-secretase-mediated cleavage of the voltage-gated sodium channel beta2-subunit regulates cell adhesion and migration. In: J. Biol. Chem. 280 (24), Juni 2005, S. 23251–23261. doi:10.1074/jbc.M412938200. PMID 15833746.
  • C. F. Ratcliffe, R. E. Westenbroek, R. Curtis, W. A. Catterall: Sodium channel beta1 and beta3 subunits associate with neurofascin through their extracellular immunoglobulin-like domain. In: J. Cell Biol. 154 (2), Juli 2001, S. 427–434. doi:10.1083/jcb.200102086. PMC 2150779 (freier Volltext). PMID 11470829.
  • F. Grolleau, M. Stankiewicz, L. Birinyi-Strachan, X. H. Wang, G. M. Nicholson, M. Pelhate, B. Lapied: Electrophysiological analysis of the neurotoxic action of a funnel-web spider toxin, delta-atracotoxin-HV1a, on insect voltage-gated Na+ channels. In: J. Exp. Biol. 204 (Pt 4), 2001, S. 711–721. PMID 11171353.
  • L. D. Possani, B. Becerril, M. Delepierre, J. Tytgat: Scorpion toxins specific for Na+-channels. In: Eur. J. Biochem. 264 (2), September 1999, S. 287–300. doi:10.1046/j.1432-1327.1999.00625.x. PMID 10491073.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Als Natriumkanale werden in der Physiologie und Zellbiologie Ionenkanale bezeichnet die eine spezifische und mehr oder weniger selektive Leitfahigkeit fur Natrium Ionen aufweisen Spannungsaktivierter NatriumkanalBezeichnerGen Name n SCN1A SCN2A SCN3A SCN4A SCN5A SCN7A SCN8A SCN9A SCN10A SCN11ATransporter KlassifikationTCDB 1 A 1 10 1Bezeichnung Spannungsgesteuerte Ionenkanalenicht spannungsaktivierter NatriumkanalBezeichnerGen Name n SCNN1A SCNN1B SCNN1D SCNN1GTransporter KlassifikationTCDB 1 A 6 1 1Bezeichnung Epitheliale NatriumkanaleVorkommenUbergeordnetes Taxon WirbeltiereWie andere Ionenkanale konnen Natriumkanale spannungsaktiviert oder nicht spannungsaktiviert sein Derzeit sind neun verschiedene Subtypen spannungsaktivierter Natriumkanale bekannt Der gebrauchlichen Nomenklatur entsprechend werden sie als Nav1 1 bis Nav1 9 bezeichnet Der Index v steht fur voltage activated dt spannungsaktiviert die erste Ziffer kennzeichnet die Genfamilie bisher nur eine bekannt die zweite Ziffer steht fur ein bekanntes Gen zurzeit 1 bis 9 angeordnet in der Reihenfolge ihrer Entdeckung Besonders dicht sind spannungsaktivierte Natriumkanale in elektrisch erregbaren Zellen exprimiert Dort ist ihre Aktivierung verantwortlich fur die Erzeugung von Aktionspotentialen Unter physiologischen Bedingungen ist die elektrochemische Triebkraft fur Natrium Ionen so gerichtet dass durch geoffnete Natriumkanale Natrium Ionen aus dem Extrazellularraum in die Zelle einstromen etwa 10 000 pro ms pro Kanal Die gleichzeitige Offnung vieler spannungsaktivierter Natriumkanale bei Erreichen der Potentialschwelle verstarkt durch den resultierenden Einwartsstrom die Depolarisation was zum schnellen Anstieg des Membranpotentials Aufstrich genannt fuhrt Der spannungsabhangige Natriumkanal verfugt uber eine Inaktivierungsdomane sog ball and chain Mechanismus die nach der Offnung des Natriumkanals und dem Durchtritt von Natrium Ionen diesen zeitlich versetzt 1 2 ms in einen inaktiven Zustand uberfuhrt in dem keine weiteren Natrium Ionen durchtreten konnen Die spannungsabhangige Domane des Natriumkanals wird wiederum geschlossen und nach weiteren 2 5 ms offnet auch die Inaktivierungsdomane wodurch der Kanal wieder in den closed resting Zustand uberfuhrt wird in dem er durch elektrische Reize erregbar ist Ein Beispiel fur einen nichtspannungsaktivierten Natriumkanal ist der epitheliale Natriumkanal epithelial Na channel ENaC Er ist beispielsweise im Sammelrohr und in den proximalen Tubuluszellen der Niere verantwortlich fur die Ruckresorption von Natrium Ionen aus dem Primarharn Pharmakologische Hemmstoffe des ENaC werden als Diuretika therapeutisch zur Ausschwemmung von Odemen und zur Behandlung der arteriellen Hypertonie eingesetzt Da sie nicht zu einer vermehrten Kaliumausscheidung fuhren werden solche Diuretika auch als kaliumsparende Diuretika bezeichnet Antiepileptika und Lokalanasthetika blockieren die Natriumkanale und unterbinden so die Auslosung eines Aktionspotentials Auch Riluzol ist ein Natriumkanal Blocker und wirkt neuroprotektiv Literatur BearbeitenT M Jessell E R Kandel J H Schwartz Principles of Neural Science 4 Auflage McGraw Hill New York 2000 ISBN 0 8385 7701 6 S 154 169 Bertil Hillel Ion Channels of Excitable Membranes 3 Auflage Sinauer Sunderland Mass 2001 ISBN 0 87893 321 2 S 73 77 F H Yu W A Catterall Overview of the voltage gated sodium channel family In Genome Biol 4 3 2003 S 207 doi 10 1186 gb 2003 4 3 207 PMC 153452 freier Volltext PMID 12620097 L L Isom Sodium channel beta subunits anything but auxiliary In Neuroscientist 7 1 2001 S 42 54 doi 10 1177 107385840100700108 PMID 11486343 W A Catterall A L Goldin S G Waxman International Union of Pharmacology XLVII Nomenclature and structure function relationships of voltage gated sodium channels In Pharmacol Rev 57 4 2005 S 397 409 doi 10 1124 pr 57 4 4 PMID 16382098 C Lossin SCN1A infobase abgerufen am 30 Oktober 2009 compilation of genetic variations in the SCN1A gene that alter the expression or function of Nav1 1 A Beyder A Mazzone P R Strege D J Tester Y A Saito C E Bernard F T Enders W E Ek P T Schmidt A Dlugosz G Lindberg P Karling B Ohlsson M Gazouli G Nardone R Cuomo P Usai Satta F Galeazzi M Neri P Portincasa M Bellini G Barbara M Camilleri G R Locke N J Talley M D Amato M J Ackerman G Farrugia Loss of Function of the Voltage Gated Sodium Channel NaV1 5 Channelopathies in Patients With Irritable Bowel Syndrome In Gastroenterology doi 10 1053 j gastro 2014 02 054 G Vargas Alarcon E Alvarez Leon J M Fragoso u a A SCN9A gene encoded dorsal root ganglia sodium channel polymorphism associated with severe fibromyalgia In BMC Musculoskelet Disord 13 2012 S 23 doi 10 1186 1471 2474 13 23 PMC 3310736 freier Volltext PMID 22348792 W A Catterall From ionic currents to molecular mechanisms the structure and function of voltage gated sodium channels In Neuron 26 1 April 2000 S 13 25 doi 10 1016 S0896 6273 00 81133 2 PMID 10798388 L L Isom K S De Jongh D E Patton B F Reber J Offord H Charbonneau K Walsh A L Goldin W A Catterall Primary structure and functional expression of the beta 1 subunit of the rat brain sodium channel In Science 256 5058 Mai 1992 S 839 842 PMID 1375395 J D Malhotra K Kazen Gillespie M Hortsch L L Isom Sodium channel beta subunits mediate homophilic cell adhesion and recruit ankyrin to points of cell cell contact In J Biol Chem 275 15 April 2000 S 11383 11388 doi 10 1074 jbc 275 15 11383 PMID 10753953 J D Malhotra M C Koopmann K A Kazen Gillespie N Fettman M Hortsch L L Isom Structural requirements for interaction of sodium channel beta 1 subunits with ankyrin In J Biol Chem 277 29 Juli 2002 S 26681 26688 doi 10 1074 jbc M202354200 PMID 11997395 A R Cantrell W A Catterall Neuromodulation of Na channels an unexpected form of cellular plasticity In Nat Rev Neurosci 2 6 Juni 2001 S 397 407 doi 10 1038 35077553 PMID 11389473 L L Isom Sodium channel beta subunits anything but auxiliary In Neuroscientist 7 1 Februar 2001 S 42 54 doi 10 1177 107385840100700108 PMID 11486343 B S Shah A M Rush S Liu L Tyrrell J A Black S D Dib Hajj S G Waxman Contactin associates with sodium channel Nav1 3 in native tissues and increases channel density at the cell surface In J Neurosci 24 33 August 2004 S 7387 7399 doi 10 1523 JNEUROSCI 0322 04 2004 PMID 15317864 E K Wittmack A M Rush M J Craner M Goldfarb S G Waxman S D Dib Hajj Fibroblast growth factor homologous factor 2B association with Nav1 6 and selective colocalization at nodes of Ranvier of dorsal root axons In J Neurosci 24 30 Juli 2004 S 6765 6775 doi 10 1523 JNEUROSCI 1628 04 2004 PMID 15282281 A M Rush E K Wittmack L Tyrrell J A Black S D Dib Hajj S G Waxman Differential modulation of sodium channel Na v 1 6 by two members of the fibroblast growth factor homologous factor 2 subfamily In Eur J Neurosci 23 10 Mai 2006 S 2551 2562 doi 10 1111 j 1460 9568 2006 04789 x PMID 16817858 K Kazarinova Noyes J D Malhotra D P McEwen L N Mattei E O Berglund B Ranscht S R Levinson M Schachner P Shrager L L Isom Z C Xiao Contactin associates with Na channels and increases their functional expression In J Neurosci 21 19 Oktober 2001 S 7517 7525 PMID 11567041 J Srinivasan M Schachner W A Catterall Interaction of voltage gated sodium channels with the extracellular matrix molecules tenascin C and tenascin R In Proc Natl Acad Sci U S A 95 26 Dezember 1998 S 15753 15757 doi 10 1073 pnas 95 26 15753 PMC 28116 freier Volltext PMID 9861042 D Y Kim L A Ingano B W Carey W H Pettingell D M Kovacs Presenilin gamma secretase mediated cleavage of the voltage gated sodium channel beta2 subunit regulates cell adhesion and migration In J Biol Chem 280 24 Juni 2005 S 23251 23261 doi 10 1074 jbc M412938200 PMID 15833746 C F Ratcliffe R E Westenbroek R Curtis W A Catterall Sodium channel beta1 and beta3 subunits associate with neurofascin through their extracellular immunoglobulin like domain In J Cell Biol 154 2 Juli 2001 S 427 434 doi 10 1083 jcb 200102086 PMC 2150779 freier Volltext PMID 11470829 F Grolleau M Stankiewicz L Birinyi Strachan X H Wang G M Nicholson M Pelhate B Lapied Electrophysiological analysis of the neurotoxic action of a funnel web spider toxin delta atracotoxin HV1a on insect voltage gated Na channels In J Exp Biol 204 Pt 4 2001 S 711 721 PMID 11171353 L D Possani B Becerril M Delepierre J Tytgat Scorpion toxins specific for Na channels In Eur J Biochem 264 2 September 1999 S 287 300 doi 10 1046 j 1432 1327 1999 00625 x PMID 10491073 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Natriumkanal amp oldid 153602984