心跳触发的原子视图

原子水平上对细小钠通道卵白结构的研究，对于发生引发心脏每一次跳动的电信号至关主要，这种结构信息中有关其功效、故障、许多疾病突变造成的损坏及对药物反映的惊人细节可能成为开发更好的诊断方式和治疗危及生命的心律问题的药物的基础。

心肌钠通道不仅引发心跳，其中的突变也会导致致命的心律失常，抗心律失常药物直接作用于它来控制心律。心脏是一个管道和电的事业。对于每一次心跳，电波以一种慎密协调的方式控制其充盈和泵送的模式在康健的心脏中流传。脉冲通过心脏组织的流传速度取决于在心脏细胞膜上的细小卵白质孔分子水平上发生的作用。

钠离子——一种带电粒子，通过细胞内外膜界限上的卵白质通道。身体电压门控钠通道的激活和快速失活是维持心跳稳固的一系列电心理事宜的一部门。钠离子通道与钙离子通道和钾离子通道协同事情，在我们的一生中以一致的频率驱动心跳。当钠通道不能正常事情时，心脏可能会有问题，甚至会泛起危险的快速和不协调的缩短，危及生命。

具体地说，NaV（拉丁语是钠的缩写，V代表电压）1.5通道有着不可或缺的作用，这些通道中的某些突变可能是致命的，由于心脏中的其他钠通道不能抵偿它们的损失。这些突变可能导致成人危险的心律失常，甚至儿童和年轻运动员猝死。

幸运的是，许多心律失常可以用阻断心肌钠通道的药物来治疗。例如，房颤，（a-fib），在美国暮年人中越来越普遍。这种情形往往可以有用地治疗药物氟卡尼。最近的研究中，研究人员试图领会，除其他外，像氟卡奈德这样的药物是若何在心脏细胞中发现的钠通道的主要形式中起作用的。

为了获得通道的高分辨率三维舆图，科学家们在华盛顿的新贝克曼中央使用了先进的低温电子显微镜对通道举行低温处置。希望探索这些钠通道的主要结构特征，并将它们的结构与正常心理功效、功效障碍、疾病突变、毒素敏感性和抗心律失常药物的药理作用联系起来。实验为明白心脏钠通道的许多方面提供了蓝图。

这项事情的主要发现包罗：

对种种心律失常突变作用方式的结构考察。钠通道卵白有许多部门可以被突变损坏。一些突变滋扰钠通道的激活或失活。另一些则通过制造一个通道卵白孔导致功效改变，而这个通道卵白孔会连续地泄露钠。在Brugada综合征中发现的其他突变，可以损害或阻断钠离子的传导。

关于心律药物氟卡尼若何靶向离子通道内袋并堵塞传导钠离子的中央孔的化学看法。

区分河豚毒素敏感和不敏感钠通道的结构决定因素。河豚毒素是河豚鱼中的一种臭名昭著的致命毒药，它是一种钠通道阻滞剂，它对神经和肌肉中的钠通道有很高的亲和力，但对心脏细胞的钠通道阻滞剂却没有。

钠离子通道的一个主要组成部门的构象的对照，钠离子通道“感知”细胞膜上的电压，并驱动通道从静止状态变为激活状态。在快速激活后，心肌钠通道在1到2毫秒内失活，这是正常心律所必须的时间。研究人员能够确定突变是若何扰乱通道的激活，甚至以种种方式作废其所需的快速失活。

研究人员在结论中指出，总体而言能够获得的心脏NaV1.5通道的详细、高分辨率结构使他们能够说明其一些特异、怪异的分子基础，为设计和开发更平安、更有用的抗心律失常药物提供要害的化学信息。

对这种标志性钠通道的高分辨率冷冻结构提供了新的结构/功效看法，展现了许多遗传性心律失常的分子机制，并说明晰用于治疗心房颤动的抗心律失常药物氟卡尼的确切连系位点和阻断方式，在我们的老龄化人口中，这是一个越来越普遍的问题。

泉源：Daohua Jiang et al, Structure of the Cardiac Sodium Channel, Cell (2019).

《血管与腔内血管外科杂志》

2019.12.26