Ligand kapılı iyon kanalı

Ligand kapılı iyon kanalı (İng. ligand-gated ion channel), bir haberci molekülün bağlanmasıyla açılarak iyon geçişine izin veren hücre zarı proteinidir. Sinaptik iletimin hızlı bileşenini sağlar.

Etimoloji

Ligand, Latince ligare (bağlamak) eyleminden gelir; kapılı sözcüğü kanalın açılıp kapanabilen yapısını belirtir.

Klinik bağlam

Hücre zarındaki iyon kanalları açılma biçimine göre sınıflandırılır: voltaj kapılı kanallar zar potansiyelindeki değişiklikle, mekanik kapılı kanallar gerilmeyle, ligand kapılı kanallar ise bir molekülün bağlanmasıyla açılır. Ligand kapılı kanallar iyonotropik reseptör olarak da adlandırılır; bağlanma bölgesi ile iyon geçidi aynı protein üzerinde bulunduğundan yanıt milisaniyeler içinde ortaya çıkar. Buna karşılık G proteinine bağlı — metabotropik — reseptörler ikincil habercilerle çalışır ve yanıtları daha yavaş ancak daha uzun sürelidir.

Başlıca aileler işlevlerine göre ayrılır. Uyarıcı kanallar arasında nikotinik asetilkolin reseptörü, glutamat kapılı NMDA ve AMPA reseptörleri ile serotonin 5-HT3 reseptörü bulunur; bunlar sodyum ve değişen ölçüde kalsiyum geçişine izin vererek hücreyi depolarize eder. Baskılayıcı kanallar ise GABA-A ve glisin reseptörleridir; klor geçişiyle hücreyi hiperpolarize eder. ATP ile açılan P2X reseptörleri ağrı iletiminde rol oynar.

Bu kanallar, klinikte kullanılan birçok ilacın doğrudan hedefidir. GABA-A reseptörü benzodiazepinler, barbitüratlar, propofol ve etomidat tarafından güçlendirilir; sedasyon, anksiyolitik etki ve antikonvülzan etki bu yolla sağlanır. Nikotinik asetilkolin reseptörü, nöromusküler kavşakta kas gevşeticilerin hedefidir: nondepolarizan ajanlar yarışmalı biçimde bloke eder, süksinilkolin ise sürekli uyararak depolarizan blokaj yapar. NMDA reseptörü ketamin, nitröz oksit ve ksenon tarafından bloke edilir; memantin bu reseptörü kısmi ve kullanıma bağımlı biçimde bloke ederek Alzheimer hastalığında kullanılır. 5-HT3 reseptör antagonistleri, kemoterapiye ve ameliyata bağlı bulantının önlenmesinde temel ilaçlardır.

Bu kanalların bozukluklarına bağlı hastalıklar kanalopati olarak adlandırılır. Miyastenia graviste nikotinik asetilkolin reseptörüne karşı otoantikorlar reseptör sayısını azaltır; konjenital miyastenik sendromlarda ise kanal yapısında kalıtsal bozukluk vardır. Glisin reseptörüne yönelik bozukluklarda hiperekpleksi — aşırı irkilme yanıtı — görülür; GABA reseptörü ile ilişkili gen değişiklikleri bazı kalıtsal epilepsi sendromlarına yol açar. Otoimmün ensefalitlerde NMDA reseptörüne karşı antikorlar tanımlanmıştır ve bu tablo tedaviye yanıt verir.

Toksikoloji açısından da önemlidirler: striknin glisin reseptörünü bloke ederek yaygın kas kasılmalarına yol açar; tetanoz toksini baskılayıcı iletimi engelleyerek benzer bir tablo oluşturur. Nikotin ve bazı böcek ilaçları nikotinik reseptörleri uyarır.

Uzun süreli ilaç kullanımında reseptör sayısı ve yapısı değişir; bu, tolerans ve yoksunluk sendromlarının hücresel temelidir. Benzodiazepin ve alkol yoksunluğunda GABA aracılı baskılamanın azalması, nöbet ve deliryuma yol açar. Benzer biçimde, uzamış hareketsizlik, yanık ve denervasyon durumlarında kas zarında olgunlaşmamış tipte nikotinik reseptörlerin yaygınlaşması, süksinilkolin uygulandığında yaşamı tehdit eden hiperkalemiye neden olur; bu, anestezi uygulamasının temel güvenlik kurallarından birinin dayanağıdır.

Kanal işlevini etkileyen bir başka etken hücre içi klor dengesidir: yenidoğanda ve bazı patolojik durumlarda GABA-A reseptörünün etkisi baskılayıcı değil uyarıcı olabilir; bu, nöbet tedavisine yanıtın yaşa göre değişmesini açıklar.

Eş anlamlılar

• İyonotropik reseptör

İlgili terimler

• Nikotinik asetilkolin reseptörü
• Muskarinik asetilkolin reseptörü
• Motor son plak
• Eksitotoksisite
• Genel anestezi