钠离子通道

时间:2020-04-21 07:09:38

钠离子通道是由镶嵌膜蛋白英语integral membrane protein形成的离子通道,可以让钠离子Na+通过细胞膜。钠离子通道可以依启动的方式加以分类,一种是依电压变化而启动的(电压门控型),另一种则是需和其他化学物质(配体)结合后才启动的(配体门控型)。

像在神经元、肌肉细胞及特定的神经胶质细胞内,钠离子通道和动作电位的产生有关。

电压门控型

结构

电压门控型钠离子通道α-亚基的图,G:糖基化,P:磷酸化,S:离子选择性,I:不活化。S4的正电荷对跨膜蛋白的电压感测相当重要

钠离子通道包括一个较大的α-亚基,和其他的蛋白质(如β-亚基)连接。α-亚基是通道的中心,本身即可发挥作用。当细胞中有α-亚基时,可以形成通道,即使β-亚基或其他调节蛋白不存在,也可以用电压的方式来控制Na+的传导。当辅助的蛋白和α-亚基相连,其电压的相依性及细胞的区域性都会影响。

α-亚基有四个重复的区域(domain),以I到IV标示,每个区域有六个跨膜段,表示为S1至S6。高度保守的S4是通道的电压感测器,通道的电压选择性是因为S4位置的带正电氨基酸。若由跨膜蛋白的电荷所激动,此段会往细胞膜的外侧移动,使通道可以通透离子。离子会经过孔洞区,孔洞区又可以分为二部分:外侧的是由四个区域之间的P-loops(S5至S6之间区域)组成,此区域是孔洞区最细的部分,决定离子的通透性。内侧的孔洞是由S5至S6跨膜段合成。区域III和IV之间连结的跨膜段也对通道的机能也很重要,在通道长期活化后,此区域会使通道不活化(inactivated)。

配体门控型

配体门控英语Ligand-gated的钠离子通道是靠和配体的键结而活化。

像神经肌肉接点是烟酰胺乙酰胆碱受体英语nicotinic receptors,其配体为乙酰胆碱,大部分的钠离子通道也可以允许一些钾离子通过。

对动作电位的影响

电压门控的钠离子通道和细胞的动作电位有密切关系。若细胞的膜电位有电荷,且已有足够的通道打开,会有少量但显著的Na+离子流进细胞中,降低其电化梯度英语electrochemical gradient,更进一步的使细胞去极化。因此越多细胞膜中某区域有越多的Na+,其动作电位传播的速度越快,细胞活化的部分就越多,这是一个正回授的例子。通道变为不活化的现象造成了不反应期,也和轴突的动作电位传递有关。

钠离子通道的开关速度都比钾离子通道快,因此在动作电位一开始会有正电荷(Na+)的涌入,结束时有正电荷的外排(K+)。

另一方面,配体门控型的钠离子通道在有配体键结后,会使膜电位变化。

药物调整

阻断剂

参照钠离子通道阻断剂英语sodium channel blocker

激活剂

以下的天然物质会持续的活化钠离子通道:

  • 生物碱的毒素
    • 乌头碱
    • 箭毒蛙碱英语batrachotoxin
    • 双鞭甲藻毒素英语brevetoxin
    • 雪卡毒素
    • 花翠素英语delphinine
    • 一些梫木毒素,像是木藜芦素(有些梫木毒素会关闭钠离子通道)
    • 藜芦碱英语veratridine

门控调节剂

以下的毒素会影响钠离子通道的门控:

  • 肽基的毒素:
    • μ-芋螺毒素英语conotoxin
    • δ-atracotoxin英语atracotoxin
    • 蝎毒毒素。

相关条目

  • 离子通道
  • 钙通道
  • 钾离子通道
  • 上皮钠离子通道英语Epithelial sodium channel
  • 神经时值英语Chronaxie

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