Главная Наука и технологии Яд паука-краба защитит от периодического паралича

Яд паука-краба защитит от периодического паралича

0
0
6

Ученые из России (МГУ им. М.В. Ломоносова и ИБХ РАН), Великобритании (Институт неврологии Университетского колледжа Лондона) и США (Школа медицины Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе) установили, что токсин Hm-3 паука-краба Heriaeus melloteei воздействует на структуру мутантных форм натриевых каналов NaV1.4 в мышцах таким образом, что их работа нормализуется, и через них перестают проходить «лишние» заряженные частицы. Фактически, Hm-3 устраняет причину гиперкалиемического периодического паралича — регулярной слабости мышц конечностей. Исследование выполнено при поддержке Российской академии наук (программа «Молекулярная и клеточная биология») и Российского научного фонда (РНФ). Научная статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Многие токсичные вещества, выделяемые ядовитыми животными, воздействуют на нервную систему, а конкретно на поперечно-полосатые мышцы. Именно за счет них мы совершаем движения тела и конечностей. Животные токсины чаще всего влияют на структуру ионных каналов в мембранах волокон таких мышц либо управляющих ими нервных клеток. Яды «заставляют» их застыть в одном положении: в ряде случаев — закрытом, в ряде случаев — открытом. Так или иначе, это нарушает соотношение положительно и отрицательно заряженных частиц внутри клетки и снаружи нее. Это либо блокирует их возможность реагировать на внешние возбуждения, либо делает реакцию постоянной, идущей даже без запускающего ее сигнала.

Эту особенность действия токсичных веществ использовали авторы описываемого исследования. Они изучили, как изменяется структура мышечного натриевого канала NaV1.4 при присоединении к нему яда паука-краба Heriaeus melloteei под названием Hm-3. Оказалось, что он способен «закрывать» данные ионные каналы. Ученым удалось выяснить это благодаря экспериментам с использованием методов генной и белковой инженерии, электрофизиологии, спектроскопии ядерно-магнитного резонанса и компьютерного моделирования различных частей NaV1.4 при присоединении к нему Hm-3.

Важной особенностью действия паучьего токсина на натриевый канал является то, что Hm-3 блокирует не основной его проход для ионов натрия, а дополнительные, которые при определенной мутации в гене канала NaV1.4 оказываются постоянно открытыми. Наличие этой мутации приводит к тому, что даже когда главный проход закрыт, через NaV1.4 в мышечное волокно все равно поступают ионы натрия. Из-за такого мутантного варианта NaV1.4 у человека наблюдается гипокалиемический паралич. При нем в мышечные волокна попадает слишком много положительно заряженных ионов натрия. В результате они теряют способность отвечать на сигналы двигательных нейронов и сокращаться. Hm-3 позволяет устранить эту проблему, блокируя лишние ходы для натрия и возвращая мышцам способность сокращаться в ответ на импульсы от мотонейронов.

Как правило, гипокалиемический паралич затрагивает мышцы конечностей. Поскольку канал NaV1.4 не единственный, управляющий перемещением ионов в мышечные волокна и обратно, полная неспособность двигаться при описанной мутации возникает редко. Как правило, паралич проявляется при заметных физических нагрузках. Ему предшествует слабость конечностей. Слово «гипокалиемический» в названии болезни не совсем точно отражает действительность, так как в ряде случаев недостатка ионов калия при таком параличе не возникает.

На данный момент полностью излечить гипокалиемический паралич нельзя. Существующее симптоматическое лечение далеко не всегда бывает эффективно. Однако теперь можно ожидать, что лекарством станет препарат паучьего токсина Hm-3 или его производных.

Источник

Загрузить больше публикаций
Загрузить еще от Денис Владимиров
Загрузить еще в Наука и технологии

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.