鈉離子通道

鈉離子通道是由膜主體蛋白（英語：integral membrane protein）形成的離子通道，可以讓鈉離子Na⁺通過細胞膜^[1][2]。鈉離子通道可以依啟動的方式加以分類，一種是依電壓變化而啟動的（電壓門控型），另一種則是需和其他化學物質（配體）結合後才啟動的（配體門控型）。

像在神經元、肌肉細胞及特定的神經膠質細胞內，鈉離子通道和動作電位的產生有關。

電壓門控型

結構

電壓門控型鈉離子通道α-亞基的圖，G：醣基化，P：磷酸化，S：離子選擇性，I：不活化。S4的正電荷對跨膜蛋白的電壓感測相當重要^[3]

鈉離子通道包括一個較大的α-亞基，和其他的蛋白質（如β-亞基）連接。α-亞基是通道的中心，本身即可發揮作用。當細胞中有α-亞基時，可以形成通道，即使β-亞基或其他調節蛋白不存在，也可以用電壓的方式來控制Na⁺的傳導。當輔助的蛋白和α-亞基相連，其電壓的相依性及細胞的區域性都會影響。

α-亞基有四個重覆的區域（domain），以I到IV標示，每個區域有六個跨膜段，表示為S1至S6。高度保守的S4是通道的電壓感測器，通道的電壓選擇性是因為S4位置的帶正電胺基酸。若由跨膜蛋白的電荷所激動，此段會往細胞膜的外側移動，使通道可以通透離子。離子會經過孔洞區，孔洞區又可以分為二部份：外側的是由四個區域之間的P-loops（S5至S6之間區域）組成，此區域是孔洞區最細的部份，決定離子的通透性。內側的孔洞是由S5至S6跨膜段合成。區域III和IV之間連結的跨膜段也對通道的機能也很重要，在通道長期活化後，此區域會使通道不活化（inactivated）。

配體門控型

配體門控的鈉離子通道是靠和配體的鍵結而活化。

像神經肌肉接點是煙醯胺乙醯膽鹼受體（英語：nicotinic receptors），其配體為乙醯膽鹼，大部份的鈉離子通道也可以允許一些鉀離子通過。

對動作電位的影響

電壓門控的鈉離子通道和細胞的動作電位有密切關係。若細胞的膜電位有電荷，且已有足夠的通道打開，會有少量但顯著的Na⁺離子流進細胞中，降低其電化梯度（英語：electrochemical gradient），更進一步的使細胞去極化。因此越多細胞膜中某區域有越多的Na⁺，其動作電位傳播的速度越快，細胞活化的部份就越多，這是一個正回授的例子。通道變為不活化的現象造成了不反應期，也和軸突的動作電位傳遞有關。

鈉離子通道的開關速度都比鉀離子通道快，因此在動作電位一開始會有正電荷（Na⁺）的湧入，結束時有正電荷的外排（K⁺）。

另一方面，配體門控型的鈉離子通道在有配體鍵結後，會使膜電位變化。

藥物調整

阻斷劑

參照鈉離子通道阻斷劑（英語：sodium channel blocker）。

激活劑

以下的天然物質會持續的活化鈉離子通道：

• 生物鹼的毒素
  • 烏頭鹼
  • 箭毒蛙鹼
  • 雙鞭甲藻毒素（英語：brevetoxin）
  • 雪卡毒素
  • 翠雀鹼
  • 一些梫木毒素，像是木藜蘆素（有些梫木毒素會關閉鈉離子通道）
  • 藜蘆鹼（英語：veratridine）

門控調節劑

以下的毒素會影響鈉離子通道的門控：

• 肽基的毒素：
  • μ-芋螺毒素（英語：conotoxin）
  • δ-atracotoxin（英語：atracotoxin）^[4]
  • 蠍毒毒素^[5]。

相關條目

離子通道 鈣通道 鉀離子通道

上皮鈉離子通道（英語：Epithelial sodium channel） 神經時值（英語：Chronaxie）

參考資料

1. Jessell TM, Eric R. Kandel, Schwartz JH. Principles of Neural Science 4th. New York: McGraw-Hill. 2000: 154–69. ISBN 0-8385-7701-6.
2. Bertil Hillel. Ion Channels of Excitable Membranes 3rd. Sunderland, Mass: Sinauer. 2001: 73–7. ISBN 0-87893-321-2.
3. Yu FH, Catterall WA. Overview of the voltage-gated sodium channel family. Genome Biol. 2003, 4 (3): 207. PMC 153452 . PMID 12620097. doi:10.1186/gb-2003-4-3-207.
4. Grolleau F, Stankiewicz M, Birinyi-Strachan L, Wang XH, Nicholson GM, Pelhate M, Lapied B. Electrophysiological analysis of the neurotoxic action of a funnel-web spider toxin, delta-atracotoxin-HV1a, on insect voltage-gated Na⁺ channels. J. Exp. Biol. 2001, 204 (Pt 4): 711–21. PMID 11171353.
5. Possani LD, Becerril B, Delepierre M, Tytgat J. Scorpion toxins specific for Na⁺-channels. Eur. J. Biochem. September 1999, 264 (2): 287–300. PMID 10491073. doi:10.1046/j.1432-1327.1999.00625.x.