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
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