Mehanosenzitivni kanali

**Mehanosenzitivni kanali**, **mehanosenzitivni ionski kanali** ili **istegnuti ionski kanali** su membranski proteini sposobni da odgovore na mehanički stres u širokom dinamičkom rasponu vanjskih mehaničkih podražaja. Prisutni su u membranama organizama iz tri domena života: bakterije, archaea i eukarioti. Oni su senzori za brojne sisteme uključujući čula dodira, sluha i ravnoteže, kao i učešće u kardiovaskularnoj regulaciji i osmotskoj homeostazi (npr. žeđ). Kanali variraju u selektivnosti za prožimajuće ione, od neselektivnih između aniona i kationa u bakterijama, do selektivnih kationa, omogućavajući prolaz Ca2+, K+ i Na+ kod eukariota, i visoko selektivni K+ kanali kod bakterija i eukariota.
 
Svi organizmi, i očigledno sve vrste ćelija, osećaju i reaguju na mehaničke podražaje. MSC-ovi funkcionišu kao mehanotransduktori sposobni da generišu i električne i ionske signale, kao odgovor na spoljašnje ili unutrašnje  stimulanse. Pod ekstremnim turgorom u bakterijama, neselektivni MSC kao što su MSCL i MSCS služe kao sigurnosni ventili za sprečavanje lize. U specijalizovanim ćelijama viših organizama, drugi tipovi MSC-a su vjerovatno osnova čula sluha i dodira i osećaju stres potreban za mišićnu koordinaciju. Međutim, nijedan od ovih kanala nije kloniran. MSC-ovi također omogućavaju biljkama da razlikuju gore od dolje osjećajem sile gravitacije. MSC nisu osjetljivi na pritisak, ali su osjetljivi na lokalni stres, najvjerovatnije napetost u okolnom lipidnom dvosloju.
 
## Klasifikacija
MS se mogu klasifikovati na osnovu tipa iona za koji su propusni.
 
**Kationski selektivni MSC**: Kao što ime sugerira, pokazuju selektivnu permeabilnost za pozitivne ione, a najselektivniji kanali su oni za K+. Najčešći eukariotski MSC su za kationski selektivni prolazak Na+, K+ i Ca2+, ali ne i Mg2+. Imaju jednokanalni opseg provodljivosti (25-35 pS) i blokirani su trovalentnim ionom gadolinija. K+ selektivni MSC-ovi kao što je TREK-1 nisu blokirani od strane Gd3+.
 
**Anionski kanali:** pokazuju značajnu permeabilnost za negativne ione i nisu dominantni kao kationski MS. Imaju veliki raspon provodljivosti (> 300pS).
 
**Neselektivni ionski kanali:** Kao što naziv govori, ne razlikuju pozitivne i negativne kanale koji su češći za arheje i bakterije, ali se rijetko nalaze u eukariotima.
 
Uopćeno govoreći, većina MS-a se može klasifikovati kao kanali sa ograničenim lipidima

## Funkcije
Da bi se protein smatrao mehanosenzitivnim, mora odgovoriti na mehaničku deformaciju membrane. Mehaničke deformacije mogu uključivati promjene u napetosti, debljini ili zakrivljenosti membrane. Mehanosenzitivni kanali reaguju na napetost membrane promjenom svoje konformacije između otvorenog i zatvorenog stanja.  Jedan tip mehanički osetljivih ionskih kanala aktivira specijalizovane senzorne ćelije, kao što su spužnične trepljasate ćelije i neki dodirni senzorni neuroni, kao odgovor na sile primenjene na proteine.
 
[I[onski kanal]]i koji se aktiviraju rastezanjem potrebni su za početno formiranje akcijskog potencijala od mehaničkog stimulusa, naprimjer preko mehanoreceptora u vibrisa (brkovi) nekih životinja kao što su glodari.
 
Aferentna nervna vlakna odgovorna za detekciju senzornog stimulusa i povratnu informaciju posebno su osjetljiva na stimulaciju. To je rezultat specijaliziranih mehanoreceptorskih ćelija koje su superponirane na aferentna nervna vlakna. Ionski kanali aktivirani rastezanjem nalaze se na ovim mehanoreceptorskim ćelijama i služe za snižavanje praga akcijskog potencijala, čineći aferentne nerve osjetljivijim na stimulaciju. Aferentni nervni završeci bez mehanoreceptorskih ćelija nazivaju se slobodnim nervnim završecima. Oni su manje osjetljivi od inkapsuliranih aferentnih vlakana i općenito funkcioniraju u percepciji bola. Izražavaju se u senzornim modalitetima uključujući okus, sluh, miris, osjećaj topline, kontrolu jačine zvuka i vid. Također mogu regulirati unutrašnje funkcije organizma, uključujući, ali ne ograničavajući se na, osmotski pritisak u ćelijama, krvni pritisak u venama i arterijama, mokrenje i elektrofiziološke reakcije srca   i kontraktilnost. Treba imati na umu da ovo nije indikacija 'magnetne stimulacije' mehanosenzitivnih kanala.

slika:Prokaryotic stretch-activated channel.jpg| Prokariotski model. Kanal se otvara kao odgovor na deformaciju membrane (zelene strelice). Adaptirano iz Lumpkin et al.
slika:Mammalian Hair Cell Model.jpg| Model trepljaste ćelije sisara. Kanal se otvara preko priveznika kao odgovor na poremećaj u vanćelijskom matriksu ili citoskeletu. Slika prilagođena iz Lumpkin et al. što ih čini izuzetnim potencijalom za dalje studije.
 
U neuronima sisara, otvaranje ionskih kanala depolarizira aferentni neuron stvarajući akcijski potencijal sa dovoljnom depolarizacijom. Kanali se otvaraju kao odgovor na dva različita mehanizma: prokariotski model i model  trepljaste ćelije sisara. Pokazalo se da su povezani sa mnogim kardiovaskularnim bolestima. Od tada su pronađeni kanali aktivirani rastezanjem u ćelijama od bakterija do ljudi, kao i biljaka.
 
Otvaranje ovih kanala je centralno za odgovor neurona na pritisak, često osmotski i krvni pritisak, kako bi se regulisao protok iona u unutrašnjem okruženju.
 
## Struktura
### Natporodica ENaC/DEG
#### ASIC
Postoji šest poznatih ASIC podjedinica, ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a, ASIC2b, ASIC3 i ASIC4, koje imaju dva transmembranska domena, vanćelijske i unutarćelijske  petlje i C- i N-krajeve. Ove ASIC podjedinice vjerovatno formiraju tetramere s različitom kinetikom, pH osjetljivošću, distribucijom tkiva i farmakološkim svojstvima.
 
### Natporodica TRP
Postoji sedam potporodica unutar natporodice TRP: TRPC (kanonski), TRPV (vaniloid), TRPM (melastatin), TRPP (policistin), TRPML (mukolipin), TRPA (ankirin) i TRPN (sličan NOMPC). TRP proteini tipski se sastoji od šest transmembranskih domena, S1, S2, S3, S4, S5 i S6, sa porama između S5 i S6. Sadrže unutarćelijske N- i C-krajeve, koji formiraju tetramere i razlikuju se po dužini i domenu. Unutar kanala postoje ankirini, koji su strukturni proteini koji posreduju u interakcijama protein-protein, i smatra se da doprinose modelu vezivanja otvaranja kanala aktiviranog rastezanjem. NOMPC, identifikovan u mehanotransdukciji *D. melanogaster* i član potporodice TRPN, sadrži relativno veliki broj ankirina.

### Naptporodica K1-selektivnih
K2P kanali se sastoje od šest potporodica i sadrže četiri transmembranska domena, koji formiraju po dvije pore između domena 1-2 i 3-4. K2P kanali također sadrže kratki N-terminalni domen i C-terminal koji varira po dužini. Postoji i veliki vanćelijski linkerski region između domena 1 i prve pore formirane između domena 1-2.

## Klinički značaj
Ionski kanali aktivirani rastezanjem obavljaju važne funkcije u mnogim različitim područjima tijela. Arterije otporne na miogenu konstrikciju zavisne od pritiska zahtijevaju ove kanale za regulaciju u glatkim mišićima arterija. Utvrđeno je da se koriste za detekciju zapremine kod životinja i regulaciju krvnog pritiska . Pokazalo se da bakterije smanjuju hidrostatski pritisak pomoću MscL i MscS kanala.
 
### Patologije povezane sa ionskim kanalima aktiviranim istezanjem
Ionski kanali koji se aktiviraju istezanjem povezani su s glavnim patologijama. Neke od ovih patoloških stanja uključuju srčanu aritmiju (kao što je pretkomorska fibrilacija), srčana hipertrofija, Duchenneova mišićna distrofija, i druge kardiovaskularne bolesti.
 
### Blokiranje ionskih kanala aktiviranih rastezanjem
Pokazalo se da gadolinij (Gd3+) i drugi lantanidi blokiraju funkciju ionskog kanala aktiviranog rastezanjem. Prikazan je peptidni toksin izolovan iz čileanske ružine tarantule (*Grammostola rosea*, sinonim *G. spatulata*), mehanotoksin 4 (GsMTx4) da inhibira ove kanale sa vanćelijske strane, ali ne inhibira sve ionske kanale aktivirane rastezanjem, a posebno nema efekta na 2p kanale.
 
### Lista bolesti povezanih sa mehanosenzitivnim kanalima
*Policistasta bubrežna bolest
*Pretkomorska fibrilacija
 
Abnormalnosti u funkciji MS kanala mogu uzrokovati stanja:
*Neuronska bolest
* Mišićna degeneracija.
* Srčane aritmije
*Hipertenzija.

## Također pogledajte
*Mehanosenzacija
*Mehanosenzitivni kanal velike provodljivosti
*Mehanosenzitivni kanal male provodljivosti
*Ionski kanal sa ograničenim naponom
*Ionski kanal ograničen ligandom
*Ionski kanal ograničen lipidima
*The grate NYU website
 
## Reference
Sljedeće se ne spominje u članku, i/ili je u suprotnosti sa Engler, A. et al., 2006:
 
* 
 
## Vanjski linkovi
*
*
 
 

Kategorija:Membranska biologija
Kategorija:Transmembranski proteini
Kategorija:Ionski kanali