Е. Прикладные медицинские аспекты

Наши знания о строении и функции ионных каналов широко используются в современной медицине. В этой связи нельзя не сказать о блокаторах потенциал-активируемых ионных каналов. Некоторые блокаторы являются биологическими токсинами. Так, тетродотоксин, специфический блокатор натриевых каналов, представляет собой сильный яд, содержащийся в яичниках и других органах рыбы фугу. Японцы считают эту рыбу деликатесом, но если ее неправильно приготовить, то можно отравиться и погибнуть в результате нарушения генерации возбуждения в нервной системе. Сакситоксин – тоже блокатор натриевых каналов. Он синтезируется морским планктоном и накапливается в питающихся планктоном моллюсках, обитающих у берегов Аляски. По силе действия этот яд сравним с тетродотоксином; употребление в пищу всего одного такого моллюска (сырым или в вареном виде) может привести к смертельному исходу. Блокаторами натриевых каналов является растительный алкалоид кокаин, а также новокаин, лидокаин, тетракаин, прокаин. Для потенциал-активируемых калиевых каналов также было найдено несколько блокирующих их веществ. Так, ибериотоксин, яд скорпиона, является блокатором некоторых видов калиевых каналов. Калиевые токи через каналы также эффективно блокируются тетраэтиламонием, 4-аминопиридином и диаминопиридином. Блокаторами кальциевых каналов являются многие двухвалентные катионы (ионы кобальта, никеля, кадмия и др.), а также химические агенты, производные дигидропиридинов, фенилалкиламинов, бензотиазепинов.

Многие блокаторы ионных каналов применяются как лекарственные средства. В частности, блокаторы кальциевых каналов (верапамил и др.) используются для лечения гипертонии, блокаторы калиевых каналов применяются при лечении заболеваний мышечной и нервной системы. Блокаторы натриевых каналов используются для местной анестезии в хирургии и стоматологии.

Несколько слов о заболеваниях, связанных с генетическими дефектами работы ионных каналов, которые объединяются под названием каналопатий. Эти заболевания обусловлены неправильной аминокислотной последовательностью в молекулах канальных субъединиц и нарушением процессов активации, инактивации, потенциал-зависимости и проводимости каналов. Генетические дефекты ионных каналов сопровождаются нарушением процессов возбуждения в мозге и мышечной системе. С каждым годом таких заболеваний диагностируется все больше и больше. Например, с дефектами работы натриевых каналов связаны такие заболевания, как гиперкалемический паралич, миотонии и некоторые формы эпилепсии. Дефекты калиевых каналов вызывают глухоту, атаксию и конвульсии у детей. Калиевые каналопатии вызывают злокачественную гипертермию, периодические параличи, врожденную ночную слепоту и некоторые виды мигрени. С дефектами работы натриевых и калиевых каналов связаны некоторые заболевания сердца, например, синдром длинного интервала Q-T. Этот синдром, сопровождающийся удлинением Q-T интервала на электрокардиограмме, может приводить к внезапной смерти у человека.