Каналопатія

Мутації генів потенціалкерованих натрієвих каналів пов'язують з близько 20 спадкових захворювань. Різні форми міотонії та періодичного паралічу пов'язані з мутаціями у гені SCN4A. Мутації у гені SCN5A призводять до серцевих аритмій типу LQT, фібриляції шлуночків, синдрому Бругада, синдрому раптової безпричинної смерті тощо. Мутації у генах SCN1A і SCN2A пов'язують з різними типами спадкової епілепсії: GEFS+ та синдром Драве. Мутації у гені SCN9A призводять до еритромелалгії.[1]

Мутації в генах потенціалкерованих кальцієвих каналів пов'язані з такими захворюваннями як родинна геміплегічна мігрень, епізодична атаксія, спадкова стаціонарна нічна сліпота, гіпокалемічний періодичний параліч. Автоімунне походження має міастеничний синдром Ламберта-Ітона, при якому вражаються білки Ca_v2.1 (P/Q типу).[2]

Мутація в гені CACNA1C призводить до розвитку рідкісного синдрому Тимоті.[3]

У ссавців (в тому числі в людини) наявна велика кількість калієвих каналів, тому порушення в їх роботі виникають досить часто. Мутації в генах допоміжних субодиниць АТФ-залежних калієвих каналів призводять до діабету, подібний результат може настати в результаті фармакологічного впливу на ці канали.

Мутації або фармакологічний вплив на серцевий калієвий канал HERG призводять до аритмій, синдрому Бругада чи до синдрому раптової смерті.

Мутації в хлорних каналах призводять до міотонії, синдрому Бартера, хвороби Дента, остеопетрозу.[4]

Мутації у кальцій-залежних хлорних каналах пов'язані з хворобою Беста.[5]

Зниження кількості альфа- і бета-субодиниць нікотинового ацетилхолінового рецептору спостерігається при низці захворювань мозку, таких як аутизм, хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера тощо.[6]

Гіперактивність глутаматних рецепторів є однією з причин нейродегенерації за різних хвороб.[7].

Спадкові зміни в іонних каналах, що активуються циклічними нуклеотидами, пов'язані з порушенням зору. Мутації генів CNGA1 та CNGB1 призводять до пігментозного ретиніту. Мутації генів CNGA3 та CNGB3, що експресуються у колбочках сітківки, призводять до ахроматопсії, або повної кольорової сліпоти.[8]

Збої в регуляції транскрипції генів іонних каналів пов'язані як з вродженими, так і з набутими формами епілепсії[9].

Мутації в субодиницях білка нікотинового ацетилхолінового рецептору призводять до міастенії. Автоімунна реакція на рецептор викликається змінами в послідовності та конформації у фрагменті між 67 та 76 амінокислотними залишками альфа-субодиниці.[6]

Мутації в гені гліцинового рецептору R271, Y279, I244 викликають синдром здригання або гіперекплексію. Ця каналопатія пов'язана зі зниженням чутливості до гліцину та зменшенням струму через канал.[10][11][12]

З порушенням роботи натрієвих, калієвих чи кальцієвих каналів пов'язаний такий тип аритмій як синдром подовженого інтервалу QT.

Мутація гену HCN4 пов'язана з аритміями в людини. [13]

Найбільш поширеним спадковим захворюванням в європеоїдних популяціях є муковісцидоз. Це є класична каналопатія, викликана мутаціями в гені хлорного каналу, якій відповідає за утворення слизу на слизових оболонках дихальної, травної, шкірної та інших систем. За відсутності нормальної роботи цього каналу слиз стає більш щільним, слизові протоки звужуються та в них розвиваються інфекції.