Русская Википедия:HCN-канал
Управляемые циклическими нуклеотидами гиперполяризационно-активируемые каналы (Шаблон:Lang-en) — это интегральные белки, которые являются неселективными лиганд-зависимыми катионными каналами в мембранах клеток сердца и головного мозга[1]. HCN-каналы иногда обозначают как «каналы-водители ритма», поскольку они участвуют в генерации ритмической активности клетками сердца и головного мозга. HCN-каналы кодируются четырьмя генами (HCN1, 2, 3, 4) и экспрессируются в сердце, центральной и периферической нервной системе и фоторецепторах сетчатки[2][3].
Ионные токи через HCN-каналы, обозначаемые как If (Шаблон:Lang-en — забавный/странный) или Ih (Шаблон:Lang-en — гиперполяризирующий) в сердце и Ih, Iq (Шаблон:Lang-en — странный) в нервной системе[4], играют ключевую роль в контроле над сердечной и нейрональной ритмической активностью («токи-водители ритма»). Такое обозначение (funny и query) они получили из-за того, что их активация происходит при гиперполяризации, в то время как обычно ионные каналы активируются при деполяризации. Процесс активации канала облегчается при присоединении цАМФ. HCN-каналы не инактивируются при деполяризации. В нервной системе они, по всей видимости, отвечают за регуляцию цикла сон-бодорствование, ритм дыхания и ритмической активности, участвующей в синхронизации различных областей мозга, необходимой для их совместной работы[4].
Структура и свойства
HCN-каналы принадлежат к суперсемействам потенциал-зависимых калиевых каналов (Kv) и каналов, управляемых циклическими нуклеотидами (CNG), что отличает их от остальных потенциал-зависимых каналов. HCN-каналы состоят из 4 субъединиц, которые могут быть как одинаковыми, так и отличаться друг от друга[4]. Однако, in vivo чаще встречаются каналы, состоящие из субъединиц одного типа[5]. Каждая субъединица содержит шесть трансмембранных (S1—6) доменов, включая позитивно заряженный потенциалзависимый сенсор (S4), область поры, расположенную между S5 и S6 и несущую GYG мотив калиевых каналов и домен связывания циклических нуклеотидов (CNBD) на С-конце. Изоформы HCN высококонсервативны относительно трансмембранных доменов и участка связывания циклических нуклеотидов (на 80—90 % идентичны), но различаются своими амино- и карбокси-концами[6]. HCN-каналы, состоящие из субъединиц одного типа, отличаются по своим свойствам. Так, наиболее чувствительными к регуляции через цАМФ являются HCN2 и HCN4. Наибольшей скоростью активации обладают HCN1-каналы, а наименьшей HCN4[5].
Функции в сердце
В синоатриальном узле наиболее распространённой является изоформа HCN4, однако, изоформы HCN1 и HCN2 так же встречаются, хоть и в гораздо меньших количествах. Ионный ток через HCN каналы, называемый «funny» (забавный) или пейсмейкерным током (If), играет ключевую роль в генерации и регуляции автоматии сердца[7].
Функции в нервной системе
Все четыре типа субъединиц HCN-канала экспрессируются в мозге[3]. HCN1 встречается чаще всего в коре головного мозга во всех слоях [8], гиппокампе, коре мозжечка и стволе мозга. HCN2 экспрессируется в таламусе, бледном шаре, ядрах ствола мозга. HCN3 характерен для нижних отделов нервной системы. HCN4 присутствует в ядрах таламуса, базальных ганглиях и хабенулярном комплексе. Обнаруживаются HCN-каналы и в периферической нервной системе[5]. В дополнение к их роли в качестве водителей ритмической или осцилляторной активности, HCN-каналы могут регулировать возбудимость нейронов. Так, в пирамидальных нейронах коры и гиппокампа HCN-каналы расположены, в основном, на апикальных дендритах, регулируя их возбудимость и связанность нейронной сети[9]. Некоторые исследование позволяют судить об их роли в восприятии кислого вкуса, координации моторных актов и некоторых аспектов обучения и памяти. Существуют доказательства, что HCN-каналы играют определённую роль в развитии эпилепсии[10] и невропатической боли. Было показано, что HCN-каналы участвуют в сенсорных нейронов обонятельного анализатора, определяемого их активностью[11].
Примечания
Ссылки
