Управляемые напряжением натриевые (Nav) каналы отвечают за передачу «потенциала действия» в мышечных клетках, который приводит к сокращению. Nav1.5 — основной канал Nav, экспрессируемый в мышечных клетках сердца, а Nav1.5 мутаций, нарушающих его функцию, связаны со многими четко выраженными сердечными аритмиями.
Недавние исследования связали два Nav1.5 мутаций (R222Q и R225W) необычной группы аритмий, связанных с дилатационной кардиомиопатией, состоянием, при котором сердце увеличивается в размерах и не может эффективно перекачивать кровь.
Как ни странно, два мутантных канала оказывают противоположное влияние на функцию канала, причем ожидается, что один будет способствовать преждевременному срабатыванию потенциала действия, а другой, как ожидается, будет мешать инициации потенциала действия. Поэтому неясно, как они могут быть связаны с аналогичными сердечными патологиями.
В поисках объединяющего механизма Мохамед Шахин и его коллеги из Квебека исследовали свойства мутантных каналов. Управляемые по напряжению каналы содержат четыре сегмента, называемых доменами датчиков напряжения (VSD), которые обычно не проводят ток и отличаются от областей, составляющих поры канала; обе мутации R222Q и R225W расположены на одном из этих VSD. Однако во время инициации сердечного потенциала действия, когда отрицательный внутренний заряд клетки становится положительным, так что клетка становится «деполяризованной», исследователи обнаружили, что обе мутации привели к тому, что VSD принял конформацию, которая создала аномальный путь, позволяющий положительно заряженным ионам. пройти через эту обычно непроводящую область. Более того, казалось, что ДМЖП становится иммобилизованным после деполяризации, сопоставимой по длине с сердечным потенциалом действия, вместо того, чтобы возвращаться в положение покоя, позволяя заряженным ионам натрия продолжать проникать в клетку.
Чахин и его коллеги считают, что возникающая в результате перегрузка ионами натрия внутри клетки может способствовать нарушению нормальной сердечной функции. А поскольку утечка ионов — единственное свойство, общее для обеих мутаций, их результаты предполагают, что это может быть ключевым механизмом, связывающим их — и, возможно, другие Nav1.5 мутаций в ДМЖП — к атипичной группе аритмий в сочетании с дилатационной кардиомиопатией.