Canali del sodio

I canali del sodio sono canali ionici che permettono l’ingresso di ioni sodio (Na+) all’interno delle cellule su cui sono presenti, ossia su tutte le cellule eccitabili; sono molto numerosi a livello del cono d’emergenza dell’assone nei motoneuroni, ove generano il potenziale d’azione, e a livello dei nodi di Ranvier per la progressione dell’impulso lungo le fibre nervose. Canali al sodio sono anche presenti a livello del sistema di cCanali del sodioonduzione cardiaco ove permettono la generazione e la trasmissione di stimoli pacemakers.
I canali del sodio sono caratterizzati da cinetiche di attivazione e deattivazione estremamente rapide (1-10 ms); sono formati da una subunità fondamentale, la subunità α, e da subunità β accessorie. La subunità α è la responsabile di tutte le proprietà farmacologiche ed elettrofisiologiche di questi canali. Contiene dei siti di fosforilazione intracellulari utilizzati da protein-chinasi che possono favorire lo stato di inattivazione del canale controllato da voltaggio.
La subunità α è formata da 4 domini uguali che si associano a formare un tetramero. Ciascun dominio è formato da 6 α-eliche transmembrana (S1-S6); c’è un’ansa interna che collega la 5a con la 6a α-elica transmembrana e tale sequenza viene a delimitare la parete interna del poro-canale rappresentando il filtro di selettività del poro cioè il cancello di attivazione.
Un’altra proprietà importante dei canali controllati da voltaggio è che le variazioni del potenziale di membrana sono controllate dalla 4a α-elica transmembrana. La particolarità di questa elica è che è ricca in residui carichi positivamente (sono residui di arginina) ogni tre aminoacidi idrofobici lungo la spirale, affacciandosi così sul lume del canale. Si costituisce in tal modo una struttura ad α-elica le cui cariche positive, interagendo con il potenziale negativo intracellulare, mantengono il segmento ancorato verso l’interno della membrana. Quando ci sono delle variazioni del potenziale di membrana e si ha una depolarizzazione, i residui di arginina vengono respinti dall’interno all’esterno aprendo il poro.
Un’altra struttura importante è la sequenza aminoacidica formata da aminoacidi idrofobici che collega l’ultima α-elica del III dominio con la prima α-elica del IV dominio. Questa sequenza di aminoacidi idrofobici corrisponde al cancello di inattivazione del canale, cioè quella sequenza di aminoacidi che durante il ciclo di depolarizzazione e ripolarizzazione viene a disporsi in una conformazione che chiude il canale interno impedendo il passaggio degli ioni.

Schema del canale ionico del sodio
  • Lo stato di chiusura del canale è determinato dal cancello di attivazione chiuso e dal cancello di inattivazione aperto.
  • Lo stato di apertura del canale è determinato dall’apertura dei cancelli di attivazione e inattivazione.
  • Lo stato di inattivazione del canale è determinato dall’apertura del cancello di attivazione e dalla chiusura del cancello di inattivazione; questo resta chiuso fin quando non c’è una nuova ripolarizzazione prodotta dall’uscita di K+ dalla cellula, portando il canale in uno stato di chiusura nuovamente apribile.

Stati del canale del sodio

Articolo creato il 4 marzo 2010.
Ultimo aggiornamento: vedi sotto il titolo.

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