Karl C. Mayer, Facharzt für Neurologie, Psychiatrie und Facharzt für Psychotherapeutische Medizin, Psychoanalyse

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Glossar Psychiatrie / Psychosomatik / Psychotherapie / Neurologie / Neuropsychologie
 

Ionenkanalkrankheiten (Channelopathies)

sind in der Forschung der letzten Jahre teilweise entschlüsselt worden, oft ist das entsprechende Gen, der Erbgang und der Defekt genau bekannt . Ionenkanäle sind membranständige Proteine, die selektive Poren für Na+-, K+-, Cl-- oder Ca2+-Ionen bilden und die Grundlage der elektrischen Erregbarkeit von Nerven- und Muskelzellen darstellen. Sie vermitteln über die Umwandlung von Sinnesreizen in Rezeptorpotenziale die Kommunikation mit der Umwelt und leiten Nachrichten innerhalb des Körpers über Aktionspotenziale und synaptische Übertragungsvorgänge weiter. Ionenkanalerkrankungen verursachen meist Erregungsstörungen von Nerven- oder Muskelzellen,  typisch ist ein Attacken- oder episodenförmiges Auftreten, häufig bestehen anfallsprovozierende Trigger, zwischen den anfallsartig auftretenden Symptomen besteht häufig ein unauffälliger Befund, die die Erkrankungen erblich sind, besteht meist eine positive Familienanamnese. Störungen der Chloridkanäle sind für die Myotonia congenita Thomson und die Myotonia congenita Becker verantwortlich. Störungen der Natriumkanäle für die Paramyotonia congenita Eulenburg, die Myotonia fluctuans, die Myotonia permanens, die azetazolamidsensitiven Myotonien und die hyperkaliämische periodischen Lähmungen. Störungen der Kalziumkanäle scheinen verantwortlich für die hypokaliämische periodische Lähmung, die maligne Hyperthermie, und die Central-Core-Myopathie, angeborene Taubheit ( KCNQ4) sowie die bestimmte Formen der Nachtblindheit (siehe  Krisztina Wutz Dissertation 2002). Auch beim Isaacs- Syndrom der erworbenen Neuromyotonie handelt es sich eine Antikörper- vermittelte Kaliumjonenkanalerkrankung. Die "target Channelproteine dieser Antigene sind so genannte "voltage-gated Kaliumkanäle (VGKCs), besonders Dendrotoxinsensitiv schnelle Kaliumkanäle oder der ganglionischen nikotinischen Acetylcholinrezeptoren (AChR). Die Unterdrückung des auswärtsgerichteten Kaliumstroms führt hier zu einer Übererregbarkeit der peripheren Nerven. Störungen an den Kaliumkanälen werden für die familiären benignen Konvulsionen bei Neugeborenen, die episodische Ataxie Typ 1, die paroxysmale Choreoathetose, und eine Form der hereditären Taubheit verantwortlich gemacht. An der Kenntnis des pathophysiologischen Mechanismus kann auch die Behandlung ansetzen. Medikamente, Konzentrationsänderungen der Ionen können die Schwelle der Aktivierung der Ionenkanäle verändern oder diese inaktivieren, ein Aktionspotential und eine Weiterleitung eines Nervenimpulses wird damit entweder erleichtert oder verhindert. Es gibt auch Vermutungen, dass Schizophrenien und z.B. auch die Alzheimersche Erkrankung mit Inonekanalveränderungen zu erklären sind. Angeschuldigt wird bei der Schizophrenie der KCNN3 ein Kalziumabhängiger Kaliumkanal, die Vermutung stützt sich darauf, dass hier bei manchen Familien genetische Variationen bekannt sind und dass manche Antipsychotika NMDA-R Antagonisten sind.

 Nerven und Muskelerkrankungen die durch Mutationen der Ionenkanalgene verursacht sind
Erkrankung Ionenkanalgene
Nerven
  Episodische Ataxie mit Myokymie (EA-1) KCNA1 Kaliumkanal
  Episodische Ataxie (EA-2) CACNL1A4 Kalziumkanal
  Hemiplegische Migräne CACNL1A4 Kalziumkanal
  Spinocerebelläre Ataxie (SCA6) CACNL1A4 Kalziumkanal
  Benigne familiäre Neugeborenenkrämpfe KCNQ2 neuronaler K+-Kanal
  Benigne familiäre Neugeborenenkrämpfe KCNQ3 neuronaler K+-Kanal
  Generalisierte Epilepsie mit Fieberkrämpfen plus SCN1B beta1-Untereinheit des span-
nungsgesteuerten Na+-Kanals
  A.D. nächtliche Frontallapppenepilepsie CHRNA4
  Startle Erkrankung (Hyperekplexie) GLRA1 alpha1-Untereinheit des
Glycinrezeptors
  Jervell und Lange-Neilson Syndrom KCNE1,   KCNQ1
  Autosomal dominanteTaubheit (DFNA 2) KCNQ4
Skelettmuskel
  Kaliumsensitive Myotonie (Hypokaliämische  periodische Lähmung Typ II) SCN4A (Natriumionen-Kanal α-
Untereinheit)
  Paramyotonia congenita SCN4A (Natriumionen-Kanal α-Untereinheit)
  Hyperkaliämische Myotonie SCN4A (Natriumionen- Kanal α-Untereinheit)
  Hypokaliämische periodische Lähmung CACNL1A3 (Kalziumionenkanal,
Dihydropyridin-Rezeptor)
  A.R. (Becker'sche) Myotonie CLCN1, (Chloridionen-Kanal)
  A.D. (Thomsen'sche) Myotonie CNCN1, (Chloridionen-Kanal)
  Maligne Hyperthermie RYR1, SCN4A, CACNL2A, CACNL1A3 (Verschiedene Formen  bekannt, die unterschiedliche Ionenkanäle betreffen
  Central core disease RYR1 Kalciumfreisetzungskanal
(Ryanodinrezeptor)
  Congenitales Myastheniesyndrom CHRNA1, CHRNB1,CHRNE, sehr selten, nur 1-4% aller Myasthenien.
   Familiäre infantile Myasthenie FIMG (Synaptobrevin)
Herzmuskel
  Langes QT -Syndrom 1 KCNQ1 K+-Kanal KvLQT1
   Langes QT -Syndrom 2 HERG K+-Kanal HERG
   Langes QT -Syndrom 3 SCN5A alpha-Untereinheit des herzmuskulären Na+-Kanals hH1
   Langes QT -Syndrom 5 KCNE1 K, beta-Untereinheit zum
KvLQT1
  Idiopathische ventrikuläre Fibrillation SCN5A
  Jervell und Lange-Neilson Syndrom KV5 (KVLQT1, KCNQ1, KCNA8)



 

Quellen / Literatur:

Modifiziert und ergänzt nach Edward C. Cooper and Lily Yeh Jan, Review, Ion channel genes and human neurological disease: Recent progress, prospects, and challenges PNAS, Vol. 96, Issue 9, 4759-4766, April 27, 1999 , F.L. Horn Ionenkanalerkrankungen –
allgemeine Charakteristikaund Pathomechanismen Dt Ärztebl 2000; 97: A-1826–1831
[Heft 26]
siehe auch unter  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/ (Online Mendelian Inheritance in Man),  Muscle Nerve 26: 702-707, 2002,
C. A. Hubner and T. J. Jentsch, Ion channel diseases
Hum. Mol. Genet., October 1, 2002; 11(20): 2435 - 2445.[Abstract] [Full Text] [PDF]
 M. Benatar
Neurological potassium channelopathies, QJM, December 1, 2000; 93(12): 787 - 797. [Abstract] [Full Text] C.-C. Shieh, M. Coghlan, J. P. Sullivan, and M. Gopalakrishnan, Potassium Channels: Molecular Defects, Diseases, and Therapeutic Opportunities, Pharmacol. Rev.,December 1, 2000; 52(4): 557 - 594. [Abstract] [Full Text] [PDF] E. C. Cooper, K. D. Aldape, A. Abosch, N. M. Barbaro, M. S. Berger, W. S. Peacock, Y. N. Jan, and L. Y. Jan Colocalization and coassembly of two human brain M-type potassium channel subunits that are mutated in epilepsyPNAS, April 25, 2000; 97(9): 4914 - 4919. [Abstract] [Full Text] [PDF] D. M. Kullmann, The neuronal channelopathies Brain, June 1, 2002; 125(6): 1177 - 1195. [Abstract] [Full Text] [PDF]
K. Dedek, B. Kunath, C. Kananura, U. Reuner, T. J. Jentsch, and O. K. Steinlein,Myokymia and neonatal epilepsy caused by a mutation in the voltage sensor of the KCNQ2 K+ channel, PNAS, October 9, 2001; 98(21): 12272 - 12277. [Abstract] [Full Text] [PDF] Silvia G. Priori et al. Risk with the Long-QT Syndrome Risk influenced by genotype and duration of the QT NEJM 2003 348:1866-1874 Schwartz PJ, Priori SG, Spazzolini C, et al. Genotype-phenotype correlation in the long-QT syndrome: gene-specific triggers for life-threatening arrhythmias. Circulation 2001;103:89-95. K. Takenaka, T. Ai, W. Shimizu, A. Kobori, T. Ninomiya, H. Otani, T. Kubota, H. Takaki, S. Kamakura, and M. Horie Exercise Stress Test Amplifies Genotype-Phenotype Correlation in the LQT1 and LQT2 Forms of the Long-QT Syndrome Circulation, February 18, 2003; 107(6): 838 - 844. [Abstract] [Full Text] [PDF]

 

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