Læknaneminn - 01.10.1991, Blaðsíða 48

Raflífeðlisfræði jónaganga:
nýjar aðferðir og niðurstöður
Þór Eysteinsson dósent, Stefán B. Sigurðsson dósent og
Jóhann Axelsson prófessor.
Rannsóknastofa í Lífeðlisfræði, Læknagarði.
Inngangur
Við veitingu Nóbel: erðlauna í lífeðlis- og
læknisfræði á síðasta ári hefur sænska akademían enn
einu sinni veitt raflífeðlisfræði verðuga
viðurkenningu. Við þessi tímamót er ekki úr vegi að
gera lesendum Læknanemans eilitla grein fyrir þróun
mála á þessu sviði og reyna að lýsa þeim áhrifum sem
þessar nýjungar hafa haft og koma til með að hafa á
aðrar greinar.
Hlutverkjónaganga
Jónagöng má skoða sem tengsl á milli umfrymi
og utanfrymi þ.e. leið fyrir frumur til að eiga samskipti
við umhverfi sitt. Jónagöng eru misjöfn að gerð en að
uppbyggingu eru þau fyrst og fremst stórar prótín-
sameindir er “sitja” í frumuhimnunni, sem að öðru
leiti er mynduð úr fosfólípíðum. Gegnum jónagöngin
geta ákveðnar jónir flætt um frumuhimnuna, cg þá
valdið breytingum í starfsemi frumanna.
Jónagöng eru flokkuð í samræmi við ákveðin
viðmið, svo sem hvaða jónir þau hleypa í gegn, eftir
því hversu auðveldlega jónirnar komast í gegn þ.e.
leiðni þeirra (conductance), hvort starfsemi þeirra er
háð gildi himnuspennu eða ekki og hvort starfsemi
þeirra er háð verkan lyfja eða boðefna, og þá hverra.
Fjölbreytni ganganna er mikil og reyndar verður sú
fjölbreytni Ijósari eftir því sem þekking á þeim eykst
(Hille, 1984).
Stundum er rætt um jónagöng eins og þau starfi
sjálfstætt og einangruð hver frá öðrum, en það er ekki
raunhæf mynd. Þvert á móti verður nú æ ljósari sú
staðreynd að samspil þeirra getur verið töluvert.
Skemmtilegt dærni um þetta eru þau göng sem koma
við sögu við losun insúlin úr beta-frumum í brisi.
Frumuhimnur þessara fruma hafa þrjár gerðir
jónaganga er allar gegna hlutverki við stjórn á losun
insúlíns úr frumunni. Mynd 1 sýnir slíka frumu og
jónagöngin. Ein gerð er ATP-stýrð kalíum-göng, og
streymir kalíum um þau úr út frumuni þegar þau eru
opin. Við efnaskipti glúklósa eða próteina eykst
styrkur ATP í umfrymi og þá lokast þessi gerð ganga
og fruman afskautast. Það leiðir til opnunar
spennustýrðra kalsíum-ganga á frumuhimnuni, og
kalsíum streymir inn. Þessi aukni styrkur á kalsíum
virkjar síðan insúlín losun (exocytosis). En aukið
kalsíum í umfrymi jafnframt opnar enn eina gerð
jónaganga sem eru kalsíum-stýrð kalíum-göng. Við
virkjun þessara ganga endurskautast fruman og það
lokar spennustýrðu kalsíum-göngunum og þá
jafnframt hægir á hinni kalsíum-háðu losun insúlíns.
Þegar þetta er skrifað er vitað um fjóra meginflokka af
mismunandi kalsíum-göngum á frumuhimnum
almennt, en afar liklegterað fleiri muni finnast. A beta
frumum íbrisierua.m.k. tværgerðir. Hypoglysemísk
lyf sem notuð eru við meðhöndlun iskemíu
(súrefnisþurrð), við óreglu á hjartslætti vegna iskemíu
og sykursýki (gerð II), þ.e. sulfonylureas
(tolbutamide, klórprópamíð, glibenclamide og
glypizide) verka afar sérhæft á ATP-stýrð kalíum
göng, þ.e. virkja þau, og hefur tekist að staðfesta þessa
verkan með bútþvingun.
46
LÆKNANEMINN 2 1991 44. árg.