Så regleras kroppens jonkanaler
Genom att lösa en vetenskaplig tvist om hur cellernas jonkanaler öppnas och stängs har forskare vid LiU hittat en ny måltavla för läkemedel mot bland annat epilepsi och hjärtflimmer.
Professor Fredrik Elinder och med dr Amir Broomand, forskare i molekylär neurobiologi, lägger fram sina resultat i det kommande numret av den högrankade tidskriften Neuron.
Nervimpulser förmedlas mellan cellerna i hastigheter upp till 100 meter i sekunden. Dessa elektriska impulser går via cellmembranet, där det finns elektriskt känsliga kanaler som kan öppnas och stängas för att reglera trafiken av natrium- och kaliumjoner. Denna jontransport är av stor betydelse för funktioner i bland annat hjärnan, hjärtat och musklerna.
Jonkanalerna är omsorgsfullt utforskade och 2003 gick Nobelpriset i kemi till amerikanen Roderick MacKinnon, som utrett den inre strukturen i en öppen kaliumkanal. Däremot har det hittills varit okänt hur kanalen ser ut när den är stängd.
Frågan har i åratal vållat en het vetenskaplig debatt med många framstående forskare involverade. Tre olika modeller har lanserats.
– Vi har för första gången visat med experiment vilken modell som är den rätta, nämligen den så kallade spiralskruven. Vi har klarlagt hur den spänningskänsliga delen av kanalen skruvar sig genom kanalproteinet och får dörren till kanalen att öppnas och stängas, säger Fredrik Elinder.
LiU-forskarnas arbete öppnar för en ny strategi för läkemedel mot sjukdomar med koppling till nervsystemet.
– Här har vi en tänkbar måltavla för nya läkemedel mot till exempel migrän, hjärtarrytmier, epilepsi och muskelsjukdomar – tillstånd som kan bero på felaktiga jonkanaler, säger Elinder.
En mängd olika läkemedel verkar genom att påverka jonkanalerna. En tandläkarbedövning pluggar till exempel igen hålen så att inga impulser kan gå fram. Det är en brutal effekt som inte alltid är lämplig.
Ska man sätta in behandling i hjärnan eller hjärtat måste man vara mer specifik. I stället för att proppa igen en jonkanal försöker man modifiera öppnings- och stängningsmekanismen med ett läkemedel som smörjer ”gångjärnet” till kanalens dörr. De nya rönen ökar chansen att hitta sådana medicinska smörjmedel.
Illustration: En spänningsaktiverad jonkanal i öppet läge, som man ser den när man betraktar cellen från utsidan. Varje del i kanalens proteinstruktur har fått sin egen färg. Jonerna passerar genom hålet i mitten.
Kontaktinformation
Kontakt:
Fredrik Elinder 073-7538370, fredrik.elinder@ibk.liu.se
