תעלת סידן

תעלת סידן
שיוך	cation channel complex, Cation diffusion facilitator
מזהים
קוד MeSH	D12.776.157.530.400.150
מזהה MeSH	D015220
מערכת השפה הרפואית המאוחדת	C0006685

תעלת סידן היא תעלת יונים המראה חדירות סלקטיבית ליוני סידן. לפעמים שם נרדף הוא תעלת סידן מגודרת במתח (voltage-gated calcium channel), סוג של תעלת סידן המווסתת על ידי שינויים בפוטנציאל הממברנה (הפער בין המתחים מחוץ לממברנה ובתוכה). חלק מתעלות הסידן מוסדרות על ידי קישור ליגנד.^[1]^[2] תעלות סידן יכולות להיות מווסתות גם על ידי מתח וגם על ידי ליגנדים כדי לספק שליטה מדויקת על זרימת יונים. חלק מתעלות הקטיונים מאפשרות לסידן כמו גם לקטיונים אחרים לעבור דרך הממברנה.

תעלות סידן יכולות להשתתף ביצירת פוטנציאל פעולה (דחף עצבי) על פני ממברנות התא. ניתן להשתמש בתעלות סידן גם לשחרור יוני סידן גשליחים שניוניים בתוך התא, ואלה משפיעים על מסלולי האיתות בהמשך הזרם.

טבלאות השוואה

הטבלאות הבאות מסבירות שער, גן, מיקום ותפקוד של סוגים שונים של תעלות סידן, הן מתח והן שערי ליגנד.

שערי מתח

"תעלות סידן המופעלות על ידי מתח"

סוג	מתח	תת-יחידה α ₁ (שם גן)	יחידות משנה משויכות	לרוב נמצא ב
תעלת סידן מסוג L ("לטווח ארוך", ידוע גם בשם קולטן DHP, Dihydropyridine")	HVA (מופעל במתח גבוה)	Ca <sub id="mwMQ">v</sub> 1.1 (CACNA1S) Ca <sub id="mwNQ">v</sub> 1.2 (CACNA1C) Ca <sub id="mwOA">v</sub> 1.3 (CACNA1D) Ca <sub id="mwPA">v</sub> 1.4 (CACNA1F)	α ₂ δ, β, γ	שריר שלד, שריר חלק, עצם (אוסטאובלסטים), מיוציטים חדריים** (אחראים לפוטנציאל פעולה ממושך בתאי הלב; מכונים גם קולטני DHP), דנדריטים ועמודי שדרה דנדריטים של נוירונים בקליפת המוח
תעלת סידן מסוג N ("עצבית"/"לא-L")	HVA (מופעל במתח גבוה)	Ca <sub id="mwRw">v</sub> 2.2 (CACNA1B)	α ₂ δ/β ₁, β ₃, β ₄, אולי γ	בכל המוח ומערכת העצבים ההיקפית
תעלת סידן מסוג P ("פורקיניה") / תעלת סידן מסוג Q	HVA (מופעל במתח גבוה)	Ca <sub id="mwVw">v</sub> 2.1 (CACNA1A)	α ₂ δ, β, אולי γ	נוירוני פורקיניה (Purkinje) במוח הקטן / תאי גרגיר מוחיים
תעלת סידן מסוג R ("שיורית")	מופעל במתח ביניים	Ca <sub id="mwZQ">v</sub> 2.3 (CACNA1E)	α ₂ δ, β, אולי γ	תאי גרגיר מוחיים, נוירונים אחרים
תעלת סידן מסוג T ("חולף")	מופעל במתח נמוך	Ca <sub id="mwcg">v</sub> 3.1 (CACNA1G) Ca <sub id="mwdg">v</sub> 3.2 (CACNA1H) Ca <sub id="mweg">v</sub> 3.3 (CACNA1I)		נוירונים, תאים בעלי פעילות קוצב לב, עצם (אוסטאוציטים), תלמוס

שערי ליגנד

תעלות סידן המופעלות על ידי קולטן

סוג	שער	גֵן	מיקום	תפקיד
קולטן IP <sub id="mwlQ">3</sub>	IP ₃	ITPR1, ITPR2, ITPR3	ER / SR	משחרר סידן מ-ER/SR בתגובה ל-IP ₃ על ידי קולטן המצומד לחלבון G למשל^[3]
קולטן ריאנודין	קולטני דיהידרופירידין בצינוריות T וסידן תוך תאי מוגבר (Calcium Induced Calcium Release – CICR)	RYR1, RYR2, RYR3	ER / SR	שחרור סידן המושרה על ידי סידן במיוציטים^[3]
ערוץ בעל שתי נקבוביות	חומצה ניקוטית (חומצה ניקוטינית, ניאצין, Niacin) אדנין דינוקלאוטיד פוספט (NAADP)	TPCN1, TPCN2	ממברנות אנדוזומליות/ליזומליות	הובלת סידן המופעל על ידי NAADP על פני ממברנות אנדוזומליות/ליזומליות^[4]
תעלות המופעלות על ידי אכסון^[5]	בעקיפין על ידי דלדול ER / SR של סידן^[3]	ORAI1, ORAI2, ORAI3	קרום התא	מספק איתות סידן לציטופלזמה^[6]

תעלות לא ברירניות חדירים לסידן

ישנן מספר משפחות תעלות קטיון המאפשרות מעבר של יונים חיוביים כולל סידן. אלה כוללים קולטני P2X, תעלות פוטנציאל קולטן חולף (TRP), תעלות Cyclic Nucleotide-Gated (CNG), תעלות יונים חשי חומצה ותעלות SOC.^[7] ניתן לווסת תעלות אלו על ידי שינויים בפוטנציאל המתח של הממברנה, ליגנדים או תנאים תאיים אחרים. תעלות Cat-Sper, המצויות בזרע (sperm) של יונקים, הן דוגמה אחת לכך, שכן הן מווסתות מתח ומווסתות ליגנד.^[8]

פרמקולוגיה

חוסמי תעלות סידן מסוג L משמשים לטיפול ביתר לחץ דם. ברוב אזורי הגוף, דה-פולריזציה (Depolarization, הפחתת מטען חשמלי שלילי בתא) מתווכת על ידי הזרמת נתרן לתא. לשינוי במידת החדירות של הסידן יש השפעה מועטה על פוטנציאל הפעולה. עם זאת, ברקמות שריר חלקות רבות, דה-פולריזציה מתווכת בעיקר על ידי הזרמת סידן לתא. חוסמי תעלות סידן מסוג L מעכבים באופן סלקטיבי, ברירני, את פוטנציאל הפעולה בשריר חלק, מה שמוביל להתרחבות של כלי דם. התרחבות זו, בתורה, מתקנת יתר לחץ דם.^[9]

חוסמי תעלות סידן מסוג T משמשים לטיפול באפילפסיה. מוליכות סידן מוגברת בנוירונים מובילה לדה-פולריזציה ולעוררות מוגברת. מצב זה מוביל לנטייה גדולה יותר לאפיזודות אפילפטיות. חוסמי תעלות סידן מפחיתים את מוליכות הסידן העצבית ומפחיתים את הסבירות לחוות התקפי אפילפסיה.^[10]

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא תעלת סידן בוויקישיתוף

"The Weiss Lab". The Weiss Lab is investigating the molecular and cellular mechanisms underlying human diseases caused by dysfunction of ion channels.
"Voltage-Gated Ion Channels". IUPHAR Database of Receptors and Ion Channels. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. אורכב מ-המקור ב-2021-04-17. נבדק ב-2008-12-17.
"TRIP Database". a manually curated database of protein-protein interactions for mammalian TRP channels. אורכב מ-המקור ב-2016-08-10. נבדק ב-2021-06-18.

הערות שוליים

^ Striggow F, Ehrlich BE (August 1996). "Ligand-gated calcium channels inside and out". Current Opinion in Cell Biology. 8 (4): 490–495. doi:10.1016/S0955-0674(96)80025-1. PMID 8791458.
^ Zamponi, Gerald W. (2017-12-20). "A Crash Course in Calcium Channels". ACS Chemical Neuroscience (באנגלית). 8 (12): 2583–2585. doi:10.1021/acschemneuro.7b00415. ISSN 1948-7193. PMID 29131938.
^ ¹ ² ³ Rang HP (2003). Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. p. 54. ISBN 978-0-443-07145-4.
^ "TPCN1 - Two pore calcium channel protein 1 - Homo sapiens (Human) - TPCN1 gene & protein". www.uniprot.org (באנגלית). נבדק ב-2017-12-11.
^ Prakriya, Murali; Lewis, Richard S. (אוק' 2015). "Store-Operated Calcium Channels". Physiological Reviews (באנגלית). 95 (4): 1383–1436. doi:10.1152/physrev.00020.2014. ISSN 0031-9333. PMC 4600950. PMID 26400989. {{cite journal}}: (עזרה)
^ Putney JW, Steinckwich-Besançon N, Numaga-Tomita T, Davis FM, Desai PN, D'Agostin DM, et al. (ביוני 2017). "The functions of store-operated calcium channels". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1864 (6): 900–906. doi:10.1016/j.bbamcr.2016.11.028. PMC 5420336. PMID 27913208. {{cite journal}}: (עזרה)
^ Zheng, Jie; Trudeau, Matthew C. (2023-06-06). Textbook of Ion Channels Volume II: Properties, Function, and Pharmacology of the Superfamilies (באנגלית) (1 ed.). Boca Raton: CRC Press. doi:10.1201/9781003096276. ISBN 978-1-003-09627-6.
^ Wu, Jianping; Yan, Zhen; Li, Zhangqiang; Yan, Chuangye; Lu, Shan; Dong, Mengqiu; Yan, Nieng (2015-12-18). "Structure of the voltage-gated calcium channel Ca v 1.1 complex". Science (באנגלית). 350 (6267). doi:10.1126/science.aad2395. ISSN 0036-8075. PMID 26680202.
^ Katz AM (בספטמבר 1986). "Pharmacology and mechanisms of action of calcium-channel blockers". Journal of Clinical Hypertension. 2 (3 Suppl): 28S–37S. PMID 3540226. {{cite journal}}: (עזרה)
^ Zamponi GW, Lory P, Perez-Reyes E (ביולי 2010). "Role of voltage-gated calcium channels in epilepsy". Pflügers Archiv. 460 (2): 395–403. doi:10.1007/s00424-009-0772-x. PMC 3312315. PMID 20091047. {{cite journal}}: (עזרה)

[boron-1] Striggow F, Ehrlich BE (August 1996). "Ligand-gated calcium channels inside and out". Current Opinion in Cell Biology. 8 (4): 490–495. doi:10.1016/S0955-0674(96)80025-1. PMID 8791458.

[2] Zamponi, Gerald W. (2017-12-20). "A Crash Course in Calcium Channels". ACS Chemical Neuroscience (באנגלית). 8 (12): 2583–2585. doi:10.1021/acschemneuro.7b00415. ISSN 1948-7193. PMID 29131938.

[Rang53-3] ¹ ² ³ Rang HP (2003). Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. p. 54. ISBN 978-0-443-07145-4.

[4] "TPCN1 - Two pore calcium channel protein 1 - Homo sapiens (Human) - TPCN1 gene & protein". www.uniprot.org (באנגלית). נבדק ב-2017-12-11.

[5] Prakriya, Murali; Lewis, Richard S. (אוק' 2015). "Store-Operated Calcium Channels". Physiological Reviews (באנגלית). 95 (4): 1383–1436. doi:10.1152/physrev.00020.2014. ISSN 0031-9333. PMC 4600950. PMID 26400989. {{cite journal}}: (עזרה)

[6] Putney JW, Steinckwich-Besançon N, Numaga-Tomita T, Davis FM, Desai PN, D'Agostin DM, et al. (ביוני 2017). "The functions of store-operated calcium channels". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1864 (6): 900–906. doi:10.1016/j.bbamcr.2016.11.028. PMC 5420336. PMID 27913208. {{cite journal}}: (עזרה)

[7] Zheng, Jie; Trudeau, Matthew C. (2023-06-06). Textbook of Ion Channels Volume II: Properties, Function, and Pharmacology of the Superfamilies (באנגלית) (1 ed.). Boca Raton: CRC Press. doi:10.1201/9781003096276. ISBN 978-1-003-09627-6.

[8] Wu, Jianping; Yan, Zhen; Li, Zhangqiang; Yan, Chuangye; Lu, Shan; Dong, Mengqiu; Yan, Nieng (2015-12-18). "Structure of the voltage-gated calcium channel Ca v 1.1 complex". Science (באנגלית). 350 (6267). doi:10.1126/science.aad2395. ISSN 0036-8075. PMID 26680202.

[9] Katz AM (בספטמבר 1986). "Pharmacology and mechanisms of action of calcium-channel blockers". Journal of Clinical Hypertension. 2 (3 Suppl): 28S–37S. PMID 3540226. {{cite journal}}: (עזרה)

[10] Zamponi GW, Lory P, Perez-Reyes E (ביולי 2010). "Role of voltage-gated calcium channels in epilepsy". Pflügers Archiv. 460 (2): 395–403. doi:10.1007/s00424-009-0772-x. PMC 3312315. PMID 20091047. {{cite journal}}: (עזרה)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]