Lexikon der Biologie



Calciumkanäle



Erste Hinweise auf unterschiedliche Kanaltypen wurden an Herzmuskelzellen (Herzmuskulatur) gefunden. Hier wurden T-Kanäle (T = Abkürzung für transient) beschrieben, die durch relativ kleine Depolarisationen aktiviert werden (LVA), eine geringe Leitfähigkeit besitzen und während Depolarisationen rasch inaktivieren. Weiterhin gibt es hier L-Kanäle (L = Abkürzung für large conductance = große Leitfähigkeit), deren Aktivierung starke Depolarisationen erfordert (HVA), die eine große Leitfähigkeit für Ca2+ besitzen und die nur sehr langsam inaktivieren. Die L-, nicht aber die T-Kanäle werden durch Calciumkanal-Blocker (Calcium-Antagonisten), wie Verapamil, Nifedipin oder Diltiazem, blockiert. L-Kanäle kommen nicht nur am Herzen, sondern auch am Skelettmuskel, an der glatten Muskulatur der Blutgefäße und in neuroendokrinen Geweben vor. Drei unterschiedliche α1-Untereinheiten können zu L-Kanälen beitragen. α1S findet sich überwiegend am Skelettmuskel, α1C am Herzen und α1D z. B. in der Bauchspeicheldrüse und im Nervensystem. An neuronalen Zellen (Nervenzelle) wurden noch weitere Ca2+-Kanaltypen beschrieben. Hierzu gehört der N-Kanal (N = Abkürzung für neuronal), der ebenfalls durch starke Depolarisationen aktiviert wird (HVA), eine große Leitfähigkeit besitzt und langsamer als T-, aber schneller als L-Kanäle inaktiviert. N-Kanäle besitzen die α1B-Untereinheit. Der N-Typ ist im Gegensatz zum L-Typ insensitiv gegenüber Calcium-Antagonisten, wird dafür aber selektiv durch das ω-Conotoxin GVIA (Conotoxine) gehemmt. Ein weiterer Typ wurde zuerst in Purkinje-Zellen des Kleinhirns beschrieben, die P-Kanäle (P = Abkürzung von J.E. Purkinje), die wie L- und N-Kanäle durch starke Depolarisationen aktiviert werden (HVA), selektiv durch ein Toxin aus dem Gift der Spinne Agelenopsis aperta blockiert werden (ω-Agatoxin IVA; Agatoxin), aber keine Sensitivität gegenüber Calcium-Antagonisten oder ω-Conotoxin GVIA aufweisen. Die Frage nach der α1-Untereinheit der P-Kanäle ist noch offen. Zwar ist bekannt, daß Purkinje-Zellen das α1A-Protein herstellen, jedoch führt Expression von α1A in Xenopus-Oocyten (Amphibienoocyte, Xenopus-Oocyten-Expressionssystem) zu Ca2+-Kanälen, die weniger sensitiv gegen ω-Agatoxin IVA sind als jene in den Purkinje-Zellen. Zur Unterscheidung werden letztere als Q-Kanal bezeichnet. Ca2+-Kanäle vom Q-Typ kommen allerdings auch in der Natur vor und wurden zuerst in Körnerzellen des Kleinhirns beschrieben. Der letzte Typ der HVA-Kanäle, vorhanden in einer Vielzahl von Nervenzellen, ist der R-Kanal (R = Abkürzung von Resistenz). R-Typ-Kanäle sind resistent gegen Blockade durch Calcium-Antagonisten, ω-Conotoxin GVIA und ω-Agatoxin IVA. Sie besitzen die α1E-Untereinheit.





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