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Proteína que se encuentra en los humanos

La subunidad alfa de la proteína del canal de sodio tipo 4 es una proteína que en los humanos está codificada por el gen SCN4A . ^{[5] [6] [7] [8]}

El canal de sodio dependiente de voltaje Na _v 1.4 está codificado por el gen SCN4A . Las mutaciones en el gen están asociadas con la parálisis periódica hipocalémica , la parálisis periódica hipercalémica , la paramiotonía congénita y la miotonía agravada por potasio .

Función

Los canales de sodio dependientes de voltaje son complejos de glucoproteínas 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]

Importancia clínica

Parálisis periódica

En la parálisis periódica hipocalémica , 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 voltajes de membrana apropiados al bloquear o abrir 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, lo que causa parálisis. La afección es hipocalémica porque una baja concentración 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 hipercalémica, las mutaciones se producen en los residuos entre los dominios transmembrana III y IV que forman la puerta de inactivación rápida de Na _v 1.4. También se han encontrado mutaciones en los bucles citoplasmáticos 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 los pacientes con estas alteraciones, el canal no puede inactivarse, la conductancia de sodio se mantiene y el músculo permanece tenso de forma permanente. Como la placa motora terminal está despolarizada, las señales posteriores para contraerse no tienen efecto (parálisis). La afección es hipercalémica porque una concentración elevada de iones de potasio extracelular hará que sea aún más desfavorable que el potasio abandone la célula para repolarizarla al potencial de reposo , y esto prolonga aún más la conductancia de sodio y mantiene el músculo contraído. Por lo tanto, la gravedad se reduciría si las concentraciones de iones de potasio extracelulares (séricos) se mantuvieran 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 persiste. Si la conductancia fluctúa por debajo del umbral de voltaje para Na _v 1.4, entonces los canales de sodio eventualmente podrán cerrarse y despolarizarse nuevamente. Por lo tanto, el músculo simplemente permanece contraído durante más tiempo de lo normal (miotonía), pero se relajará y podrá contraerse nuevamente en un período corto. Si la conductancia se establece en un estado estable 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

1. GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000007314 – Ensembl , mayo de 2017
2. GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000001027 – Ensembl , mayo de 2017
3. "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
4. "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
5. Ptacek LJ, Trimmer JS, Agnew WS, Roberts JW, Petajan JH, Leppert M (octubre de 1991). "La paramiotonía congénita y la parálisis periódica hipercalémica se relacionan con el mismo locus genético del canal de sodio". Am J Hum Genet . 49 (4): 851–4. PMC 1683172 . PMID  1654742. 
6. 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 hipercalémica". Cell . 67 (5): 1021–7. doi :10.1016/0092-8674(91)90374-8. PMID  1659948. S2CID  12539865.
7. 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.
8. "Gen Entrez: canal de sodio SCN4A, dependiente de voltaje, tipo IV, subunidad alfa".
9. Rüdel R, Lehmann-Horn F, Ricker K, Küther G (febrero de 1984). "Parálisis periódica hipocalémica: investigación in vitro de los parámetros de la membrana de la fibra muscular". Muscle & Nerve . 7 (2): 110–20. doi :10.1002/mus.880070205. PMID  6325904. S2CID  25705002.
10. Jurkat-Rott K, Lehmann-Horn F (agosto de 2005). "Canalopatías musculares y puntos críticos en estudios funcionales y genéticos". The Journal of Clinical Investigation . 115 (8): 2000–9. doi :10.1172/JCI25525. PMC 1180551 . PMID  16075040. 
11. Rojas CV, Wang JZ, Schwartz LS, Hoffman EP, Powell BR, Brown RH (diciembre de 1991). "Una mutación Met-to-Val en la subunidad α del canal de Na+ del músculo esquelético en la parálisis periódica hipercalémica". Nature . 354 (6352): 387–9. Bibcode :1991Natur.354..387R. doi :10.1038/354387a0. PMID  1659668. S2CID  4372717.
12. 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.

Lectura adicional

• 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, et al. (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. Commun . 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 con un locus del 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 citoplasmático III-IV del gen del canal de sodio del músculo esquelético en paramiotonía congénita". Cell . 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". Ann. 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". Neuron . 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, et al. (1993). "La estructura genómica del gen del canal de sodio del músculo esquelético humano". Hum. 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 Met-to-Val en la subunidad alfa del canal de Na+ del músculo esquelético en la parálisis periódica hipercalémica". Nature . 354 (6352): 387–9. Bibcode :1991Natur.354..387R. 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". Genomics . 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 hipercalémica y el gen de la subunidad alfa del canal de sodio muscular adulto". Science . 250 (4983): 1000–2. Bibcode :1990Sci...250.1000F. doi :10.1126/science.2173143. PMID  2173143.
• Plassart E, Reboul J, Rime CS, et al. (1994). "Mutaciones en el gen del canal de sodio muscular (SCN4A) en 13 familias francesas con parálisis periódica hipercalémica y paramiotonía congénita: correlaciones entre fenotipo y 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 la miotonía congénita sensible a la acetazolamida, la paramiotonía congénita y la parálisis periódica hipercalémica". 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 de SCN4A que provoca 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 ralentizada del canal debido a sustituciones de una glicina dentro del conector 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". Genomics . 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 se encuentra en el dominio público .