Οι ερευνητές δείχνουν πώς τα ιόντα ασβεστίου μπορούν να εμποδίσουν τα κανάλια ιόντων νατρίου σε κυτταρικές μεμβράνες

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley, έδειξαν πώς τα ιόντα ασβεστίου μπορούν να εμποδίσουν τα κανάλια ιόντων νατρίου σε κυτταρικές μεμβράνες, ένα εύρημα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα φάρμακα για τη θεραπεία των καρδιακών αρρυθμιών και άλλων ασθενειών.

Τα κανάλια ιόντων νατρίου είναι μικροσκοπικοί πόροι στην κυτταρική μεμβράνη που επιτρέπουν στα ιόντα νατρίου να ρέουν μέσα και έξω από το κύτταρο. Αυτή η ροή ιόντων είναι απαραίτητη για την ηλεκτρική σηματοδότηση στην καρδιά, τον εγκέφαλο και άλλους ιστούς. Ωστόσο, όταν τα κανάλια ιόντων νατρίου είναι υπερδραστήρια, μπορούν να προκαλέσουν ηλεκτρικές διαταραχές που μπορούν να οδηγήσουν σε αρρυθμίες καρδιάς, επιληπτικές κρίσεις και άλλες νευρολογικές διαταραχές.

Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Structural &Molecular Biology, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ για να συλλάβουν τη δομή ενός καναλιού ιόντων νατρίου παρουσία ιόντων ασβεστίου. Διαπίστωσαν ότι τα ιόντα ασβεστίου δεσμεύονται σε μια συγκεκριμένη θέση στο κανάλι, προκαλώντας το να αλλάξει το σχήμα και να εμποδίσει τη ροή ιόντων νατρίου.

"Αυτή είναι η πρώτη φορά που μπορέσαμε να δούμε πώς τα ιόντα ασβεστίου μπλοκάρουν τα κανάλια ιόντων νατρίου με τέτοια λεπτομέρεια", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Dr. Yifan Cheng. "Αυτό το εύρημα θα μπορούσε να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε νέα φάρμακα που στοχεύουν αυτή την αλληλεπίδραση και να αντιμετωπίζουν ασθένειες που προκαλούνται από υπερδραστήρια κανάλια ιόντων νατρίου".

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η δέσμευση των ιόντων ασβεστίου στο κανάλι ιόντων νατρίου επηρεάζεται από το περιβάλλον. Για παράδειγμα, η παρουσία άλλων ιόντων, όπως τα ιόντα καλίου, μπορεί να επηρεάσει τη δύναμη της αλληλεπίδρασης μεταξύ των ιόντων ασβεστίου και του καναλιού.

"Αυτό υποδηλώνει ότι η δραστηριότητα των καναλιών ιόντων νατρίου μπορεί να διαμορφωθεί από το κυτταρικό περιβάλλον", δήλωσε ο Cheng. "Αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κανάλια ιόντων νατρίου συμβάλλουν σε ασθένειες όπως η καρδιά αρρυθμιών και η επιληψία".

Οι ερευνητές σχεδιάζουν να συνεχίσουν να μελετούν την αλληλεπίδραση μεταξύ ιόντων ασβεστίου και διαύλων ιόντων νατρίου προκειμένου να αναπτυχθούν νέα φάρμακα για τη θεραπεία ασθενειών που προκαλούνται από υπερδραστήρια κανάλια ιόντων νατρίου.