• regulación del transporte de iones transmembrana • transporte de iones transmembrana • contracción muscular • despolarización de la membrana durante el potencial de acción • transporte de iones • potencial de acción neuronal • transporte transmembrana • transporte de iones de sodio • transporte transmembrana de iones de sodio
Fuentes: Amigo / QuickGO
Ortólogos
Especies
Humano
Ratón
Entrez
6329
110880
Ensembl
ENSG00000007314
ENSMUSG00000001027
UniProt
P35499
Q9ER60
RefSeq (ARNm)
NM_000334
NM_133199
RefSeq (proteína)
NP_000325
NP_573462
Ubicación (UCSC)
Crónicas 17: 63,94 - 63,97 Mb
Crónicas 11: 106,32 - 106,35 Mb
Búsqueda en PubMed
[3]
[4]
Wikidata
Ver / editar humano
Ver / Editar mouse
El canal de sodio activado por voltaje Na v 1.4 está codificado por el gen SCN4A . Las mutaciones en el gen se asocian con parálisis periódica hipopotasémica , parálisis periódica hiperpotasémica , paramiotonía congénita y miotonía agravada por potasio .
Función
Los canales de sodio activados por voltaje son complejos de glicoproteínas transmembrana compuestos por una gran subunidad alfa con 24 dominios transmembrana y una o más subunidades beta reguladoras. Son responsables de la generación y propagación de potenciales de acción en neuronas y músculos. Este gen codifica un miembro de la familia de genes de la subunidad alfa del canal de sodio. Se expresa en el músculo esquelético y las mutaciones en este gen se han relacionado con varios trastornos de miotonía y parálisis periódica. [8]
Significación clínica
Parálisis periódica
En la parálisis periódica hipopotasémica , los residuos de arginina que forman el sensor de voltaje de Na v 1.4 están mutados. El sensor de voltaje comprende la hélice alfa S4 de cada uno de los cuatro dominios transmembrana (I-IV) de la proteína y contiene residuos básicos que solo permiten la entrada de iones de sodio positivos a los voltajes de membrana apropiados bloqueando o abriendo el poro del canal. En pacientes con estas mutaciones, el canal tiene una excitabilidad reducida y las señales del sistema nervioso central no pueden despolarizar el músculo. Como resultado, el músculo no puede contraerse de manera eficiente, provocando parálisis. La afección es hipopotasémica porque una concentración baja de iones de potasio extracelular hará que el músculo se repolarice al potencial de reposo más rápidamente, por lo que incluso si se produce conductancia de calcio, no se puede mantener. Se vuelve más difícil alcanzar el umbral de calcio en el que el músculo puede contraerse, e incluso si se alcanza, es más probable que el músculo se relaje. Debido a esto, la gravedad se reduciría si las concentraciones de iones de potasio se mantienen altas. [9] [10]
En la parálisis periódica hiperpotasémica, se producen mutaciones en los residuos entre los dominios transmembrana III y IV que constituyen la puerta de inactivación rápida de Na v 1.4. También se han encontrado mutaciones en los bucles citoplásmicos entre las hélices S4 y S5 de los dominios II, III y IV, que son los sitios de unión de la puerta de inactivación. [11] [12]
En pacientes con estos, el canal no puede inactivarse, la conductancia de sodio se mantiene y el músculo permanece permanentemente tenso. Dado que la placa del extremo del motor está despolarizada, las señales adicionales de contracción no tienen efecto (parálisis). La condición es hipercalémica porque una alta concentración extracelular de iones de potasio hará que sea aún más desfavorable para que el potasio salga de la célula para repolarizarla al potencial de reposo , y esto prolonga aún más la conductancia de sodio y mantiene el músculo contraído. Por tanto, la gravedad se reduciría si las concentraciones de iones potasio extracelular (suero) se mantienen bajas. [10]
Miotonía
Los mismos tipos de mutaciones causan miotonía y parálisis, sin embargo, la diferencia entre estos fenotipos depende del nivel de corriente de sodio que persista. Si la conductancia fluctúa por debajo del umbral de voltaje para Na v 1.4, los canales de sodio eventualmente podrán cerrarse y despolarizarse nuevamente. Por lo tanto, el músculo simplemente permanece contraído por más tiempo de lo normal (miotonía) pero se relajará y podrá contraerse nuevamente en un corto período de tiempo. Si la conductancia se estabiliza con el poro de sodio abierto e incapaz de inactivarse, entonces el músculo no puede relajarse en absoluto y el control motor se pierde por completo (parálisis).
Referencias
^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000007314 - Ensembl , mayo de 2017
^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000001027 - Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^"Referencia de PubMed del ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^Ptacek LJ, Trimmer JS, Agnew WS, Roberts JW, Petajan JH, Leppert M (octubre de 1991). "Paramyotonia congénita y parálisis periódica hipercalémica se asignan al mismo locus del gen del canal de sodio" . Soy J Hum Genet . 49 (4): 851–4. PMC 1683172 . PMID 1654742 .
^Ptacek LJ, George AL Jr, Griggs RC, Tawil R, Kallen RG, Barchi RL, Robertson M, Leppert MF (enero de 1992). "Identificación de una mutación en el gen que causa parálisis periódica hiperpotasémica". Celular . 67 (5): 1021–7. doi : 10.1016 / 0092-8674 (91) 90374-8 . PMID 1659948 . S2CID 12539865 .
^Catterall WA, Goldin AL, Waxman SG (diciembre de 2005). "Unión Internacional de Farmacología. XLVII. Nomenclatura y relaciones estructura-función de los canales de sodio dependientes de voltaje". Pharmacol Rev . 57 (4): 397–409. doi : 10.1124 / pr.57.4.4 . PMID 16382098 . S2CID 7332624 .
^ a b"Entrez Gene: canal de sodio SCN4A, dependiente de voltaje, tipo IV, subunidad alfa" .
^Rüdel R, Lehmann-Horn F, Ricker K, Küther G (febrero de 1984). "Parálisis periódica hipopotasémica: investigación in vitro de los parámetros de la membrana de la fibra muscular". Músculo y nervio . 7 (2): 110–20. doi : 10.1002 / mus.880070205 . PMID 6325904 . S2CID 25705002 .
^ a bJurkat-Rott K, Lehmann-Horn F (agosto de 2005). "Canalopatías musculares y puntos críticos en estudios funcionales y genéticos" . La Revista de Investigación Clínica . 115 (8): 2000–9. doi : 10.1172 / JCI25525 . PMC 1180551 . PMID 16075040 .
^Rojas CV, Wang JZ, Schwartz LS, Hoffman EP, Powell BR, Brown RH (diciembre de 1991). "Una mutación de Met-a-Val en la subunidad α del canal de Na + del músculo esquelético en la parálisis periódica hiperpotasémica". Naturaleza . 354 (6352): 387–9. doi : 10.1038 / 354387a0 . PMID 1659668 . S2CID 4372717 .
^Bendahhou S, Cummins TR, Kula RW, Fu YH, Ptácek LJ (abril de 2002). "Deterioro de la inactivación lenta como mecanismo común de parálisis periódica en DIIS4-S5" . Neurología . 58 (8): 1266–72. doi : 10.1212 / wnl.58.8.1266 . PMID 11971097 . S2CID 10412539 .
Otras lecturas
Ackerman MJ, Clapham DE (1997). "Canales iónicos - ciencia básica y enfermedad clínica". N. Engl. J. Med . 336 (22): 1575–86. doi : 10.1056 / NEJM199705293362207 . PMID 9164815 .
Wang JZ, Rojas CV, Zhou JH y col. (1992). "Secuencia y estructura genómica del gen de la subunidad alfa del canal de sodio del músculo esquelético adulto humano en 17q". Biochem. Biophys. Res. Comun . 182 (2): 794–801. doi : 10.1016 / 0006-291X (92) 91802-W . PMID 1310396 .
Ptacek LJ, Tawil R, Griggs RC, et al. (1992). "Vinculación de la miotonía congénita atípica a un locus de canal de sodio". Neurología . 42 (2): 431–3. doi : 10.1212 / wnl.42.2.431 . PMID 1310531 . S2CID 12480 .
McClatchey AI, Van den Bergh P, Pericak-Vance MA, et al. (1992). "Mutaciones sensibles a la temperatura en la región del bucle citoplásmico III-IV del gen del canal de sodio del músculo esquelético en la paramiotonía congénita". Celular . 68 (4): 769–74. doi : 10.1016 / 0092-8674 (92) 90151-2 . PMID 1310898 . S2CID 31831830 .
George AL, Komisarof J, Kallen RG, Barchi RL (1992). "Estructura primaria del canal de sodio dependiente de voltaje del músculo esquelético humano adulto". Ana. Neurol . 31 (2): 131–7. doi : 10.1002 / ana.410310203 . PMID 1315496 . S2CID 37892568 .
Ptácek LJ, George AL, Barchi RL, et al. (1992). "Las mutaciones en un segmento S4 del canal de sodio del músculo esquelético adulto causan paramiotonía congénita". Neurona . 8 (5): 891–7. doi : 10.1016 / 0896-6273 (92) 90203-P . PMID 1316765 . S2CID 41160865 .
McClatchey AI, McKenna-Yasek D, Cros D, et al. (1993). "Nuevas mutaciones en familias con trastornos inusuales y variables del canal de sodio del músculo esquelético". Nat. Genet . 2 (2): 148–52. doi : 10.1038 / ng1092-148 . PMID 1338909 . S2CID 12492661 .
McClatchey AI, Lin CS, Wang J y col. (1993). "La estructura genómica del gen del canal de sodio del músculo esquelético humano". Tararear. Mol. Genet . 1 (7): 521–7. doi : 10.1093 / hmg / 1.7.521 . PMID 1339144 .
Rojas CV, Wang JZ, Schwartz LS, et al. (1992). "Una mutación de Met-a-Val en la subunidad alfa del canal de Na + del músculo esquelético en la parálisis periódica hiperpotasémica". Naturaleza . 354 (6352): 387–9. doi : 10.1038 / 354387a0 . PMID 1659668 . S2CID 4372717 .
George AL, Ledbetter DH, Kallen RG, Barchi RL (1991). "Asignación de un gen de la subunidad alfa del canal de sodio del músculo esquelético humano (SCN4A) a 17q23.1-25.3". Genómica . 9 (3): 555–6. doi : 10.1016 / 0888-7543 (91) 90425-E . PMID 1851726 .
Fontaine B, Khurana TS, Hoffman EP, et al. (1990). "Parálisis periódica hiperpotasémica y el gen de la subunidad alfa del canal de sodio del músculo adulto". Ciencia . 250 (4983): 1000–2. doi : 10.1126 / science.2173143 . PMID 2173143 .
Plassart E, Reboul J, Rime CS y col. (1994). "Mutaciones en el gen del canal de sodio muscular (SCN4A) en 13 familias francesas con parálisis periódica hiperpotasémica y paramiotonía congénita: correlaciones de fenotipo a genotipo y demostración del predominio de dos mutaciones". EUR. J. Hum. Genet . 2 (2): 110–24. doi : 10.1159 / 000472351 . PMID 8044656 . S2CID 7672692 .
Ptáĉek LJ, Tawil R, Griggs RC, et al. (1994). "Mutaciones del canal de sodio en miotonía congénita sensible a acetazolamida, paramiotonía congénita y parálisis periódica hiperpotasémica". Neurología . 44 (8): 1500–3. doi : 10.1212 / wnl.44.8.1500 . PMID 8058156 . S2CID 28470701 .
Heine R, Pika U, Lehmann-Horn F (1993). "Una nueva mutación SCN4A que causa miotonía agravada por el frío y el potasio". Tararear. Mol. Genet . 2 (9): 1349–53. doi : 10.1093 / hmg / 2.9.1349 . PMID 8242056 .
Lerche H, Heine R, Pika U, et al. (1994). "Miotonía del canal de sodio humano: inactivación lenta del canal debido a sustituciones de una glicina dentro del enlazador III-IV" . J. Physiol . 470 : 13-22. doi : 10.1113 / jphysiol.1993.sp019843 . PMC 1143902 . PMID 8308722 .
George AL, Iyer GS, Kleinfield R, et al. (1993). "Organización genómica del gen del canal de sodio del músculo esquelético humano". Genómica . 15 (3): 598–606. doi : 10.1006 / geno.1993.1113 . PMID 8385647 .
Ptacek LJ, Gouw L, Kwieciński H, et al. (1993). "Mutaciones del canal de sodio en paramiotonía congénita y parálisis periódica hiperpotasémica". Ana. Neurol . 33 (3): 300–7. doi : 10.1002 / ana.410330312 . PMID 8388676 . S2CID 33366273 .
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .