Epithelial sodium channel
ઉપકલા સોડિયમ ચેનલ (ENAC), (જે એમિલોરાઇડ-સંવેદનશીલ સોડિયમ ચેનલ તરીકે પણ ઓળખાય છે) એક પટલ-બંધાયેલ આયન ચેનલ છે જે પસંદગીયુક્ત રીતે સોડિયમ આયનો () માટે પારગમ્ય છે. તે ત્રણ સમાનધર્મી પેટા એકમો α અથવા δ, β અને γ થી બનેલા હેટેરોટ્રીમર તરીકે એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે, આ પેટા એકમો ચાર જનીનો દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છેઃ SCNN1A, SCNN1B, SCNN1G, અને SCNN1D. ઇ. એન. એ. સી. મુખ્યત્વે કિડનીના નેફ્રોનના સંગ્રહિત નળીઓ પર સોડિયમ આયનોના પુનઃશોષણમાં સામેલ છે. પલ્મોનરી એડીમા, સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ, સી. ઓ. પી. ડી. અને કોવિડ-19 સહિત ઉપકલા પટલમાં પ્રવાહીનું સંતુલન વિક્ષેપિત થાય છે તેવા રોગોમાં સામેલ થવા ઉપરાંત, માનવ મીઠાના સ્વાદના રીસેપ્ટર તરીકે ઇ. એન. એ. સી. કાર્યના પ્રોટીયોલિઝ્ડ સ્વરૂપો સામેલ છે. ઘણા ચુસ્ત ઉપકલાના એપિકલ પટલમાં સોડિયમ ચેનલો હોય છે જે મુખ્યત્વે મૂત્રવર્ધક અવરોધક એમિલોરાઇડ પ્રત્યેના તેમના ઉચ્ચ આકર્ષણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ ચેનલો શરીરના મીઠું અને પાણીના હોમિયોસ્ટેસિસની જાળવણી માટે જરૂરી સક્રિય સોડિયમ પુનઃશોષણના પ્રથમ પગલામાં મધ્યસ્થી કરે છે. કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓમાં, ચેનલો કિડની, આંતરડા, ફેફસાં અને પરસેવો ગ્રંથીઓમાં સોડિયમના પુનઃશોષણને નિયંત્રિત કરે છે; તેઓ સ્વાદની ધારણામાં પણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઉપકલા સોડિયમ ચેનલો માળખાકીય રીતે અને સંભવતઃ P2X પ્યુરિનોરેસેપ્ટર્સ, પીડા રીસેપ્ટર્સ સાથે સંબંધિત ઉત્ક્રાંતિવાદી છે જે જ્યારે તેઓ ATP શોધે છે ત્યારે સક્રિય થાય છે. સ્થાન અને કાર્ય ENAC ખાસ કરીને કિડની (મુખ્યત્વે એકત્ર કરતી નળીમાં), ફેફસાં, ત્વચા, પુરુષ અને સ્ત્રી પ્રજનન માર્ગ અને આંતરડામાં ધ્રુવીકૃત ઉપકલા કોષોના એપિકલ પટલમાં સ્થિત છે. એપિથેલિયલ સોડિયમ ચેનલો દૂરના નેફ્રોન, શ્વસન અને પ્રજનન માર્ગ અને એક્સોક્રાઇન ગ્રંથીઓમાં એપિથેલિયાના એપિકલ પટલમાં Na + પુનઃશોષણની સુવિધા આપે છે. Na + આયન સાંદ્રતા બાહ્યકોષીય પ્રવાહી ઓસ્મોલારિટીનું મુખ્ય નિર્ધારક હોવાથી, Na + સાંદ્રતામાં ફેરફારો પ્રવાહીની હિલચાલને અસર કરે છે અને પરિણામે પ્રવાહીના જથ્થા અને લોહીના દબાણને અસર કરે છે. આંતરડા અને કિડનીમાં ઇ. એન. એ. સી. ની પ્રવૃત્તિ મિનરેલોકોર્ટિકોઇડ એલ્ડોસ્ટેરોન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. તેને ટ્રાયમટેરિન અથવા એમિલોરાઇડ દ્વારા અવરોધિત કરી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ મૂત્રવર્ધક પદાર્થ તરીકે કરવા માટે તબીબી રીતે થાય છે. કિડનીમાં, તે એટ્રિયલ નેટ્રિયુરેટિક પેપ્ટાઇડ દ્વારા અવરોધિત થાય છે, જે નેટ્રિયુરેસિસ અને મૂત્રવિસર્જનનું કારણ બને છે. મગજમાં એપિથેલિયલ Na + ચેનલો (ENACs) બ્લડ પ્રેશરના નિયમનમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. વાસોપ્રેસિન (વી. પી.) ચેતાકોષો કાર્ડિયોવાસ્ક્યુલર હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવા માટે ન્યુરોએન્ડોક્રાઇન અને ઓટોનોમિક પ્રતિસાદોના સંકલનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. ઉચ્ચ આહારમાં મીઠાનું સેવન ઇ. એન. એ. સી. ની અભિવ્યક્તિ અને પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરે છે જે વી. પી. ચેતાકોષોની સ્થિર સ્થિતિમાં વિધ્રુવીકરણમાં પરિણમે છે. આહારમાં મીઠાનું સેવન ENAC પ્રવૃત્તિ દ્વારા VP ચેતાકોષોની પ્રવૃત્તિને કેવી રીતે અસર કરે છે તે અંતર્ગત આ એક પદ્ધતિ છે. મગજમાં ENAC ચેનલો આહાર સોડિયમના લોહીના દબાણના પ્રતિભાવમાં સામેલ છે. ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન ઇમ્યુનોફ્લોરોસેન્સ અભ્યાસો દર્શાવે છે કે શ્વસન માર્ગ અને સ્ત્રી પ્રજનન માર્ગમાં, ઇ. એન. એ. સી. સિલિયાની સમગ્ર લંબાઈ સાથે સ્થિત છે જે બહુ-સિલિયેટેડ કોષોની સપાટીને આવરી લે છે. તેથી, ગતિશીલ સિલિયા સાથેના આ ઉપકલાઓમાં, ઇ. એન. એ. સી. પેરીસિલરી પ્રવાહીની ઓસ્મોલારિટીના નિયમનકાર તરીકે કાર્ય કરે છે, અને સિલિયાની ગતિશીલતા માટે જરૂરી ઊંડાઈએ પ્રવાહીનું પ્રમાણ જાળવવા માટે તેનું કાર્ય જરૂરી છે. શ્વસન માર્ગમાં આ હિલચાલ મ્યુકોસલ સપાટીને સાફ કરવા માટે જરૂરી છે, અને સ્ત્રી પ્રજનન માર્ગમાં, સિલિયાની ગતિશીલતા oocytes ની હિલચાલ માટે જરૂરી છે. ઇ. એન. એ. સી. થી વિપરીત, સી. એફ. ટી. આર. કે જે ક્લોરાઇડ આયન પરિવહનનું નિયમન કરે છે તે સિલિયા પર જોવા મળતું નથી. આ તારણો અગાઉની પૂર્વધારણાને વિરોધાભાસી છે કે ઇ. એન. એ. સી. સી. એફ. ટી. આર. સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા ડાઉનરેગ્યુલેટ થાય છે. સિસ્ટીક ફાઇબ્રોસિસ (સી. એફ.) ધરાવતા દર્દીઓમાં, સી. એફ. ટી. આર. ઇ. એન. એ. સી. ને ઓછું નિયંત્રિત કરી શકતું નથી, જે ફેફસાંમાં અતિ-શોષણ અને ફેફસાના વારંવારના ચેપનું કારણ બને છે. એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે તે લિગાન્ડ-ગેટેડ આયન ચેનલ હોઈ શકે છે. ત્વચાના બાહ્ય સ્તરમાં, ઇ. એન. એ. સી. કેરાટિનોસાઇટ્સ, સેબેસીયસ ગ્રંથીઓ અને સરળ સ્નાયુ કોશિકાઓમાં વ્યક્ત થાય છે. આ કોષોમાં ENAC મોટે ભાગે કોષરસમાં સ્થિત હોય છે. ઇક્રાઇન પરસેવો ગ્રંથીઓમાં, ઇ. એન. એ. સી. મુખ્યત્વે પરસેવો નળીઓના લ્યુમેનની સામેના એપિકલ પટલમાં સ્થિત છે. આ નળીઓમાં ઇ. એન. એ. સી. નું મુખ્ય કાર્ય પરસેવામાં વિસર્જન થતા Na + આયનોનું પુનઃગ્રહણ છે. ENAC પરિવર્તન ધરાવતા દર્દીઓમાં કે જે પ્રણાલીગત સ્યુડોહાઇપોઆલ્ડોસ્ટેરોનિઝમ પ્રકાર I નું કારણ બને છે, દર્દીઓ ખાસ કરીને ગરમ આબોહવામાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં Na + આયનો ગુમાવી શકે છે. ઇ. એન. એ. સી. સ્વાદ ગ્રાહીઓમાં પણ જોવા મળે છે, જ્યાં તે મીઠાસની ધારણામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઉંદરોમાં, લગભગ સંપૂર્ણ મીઠાનો સ્વાદ ઇ. એન. એ. સી. દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે, જ્યારે કે તે મનુષ્યમાં ઓછી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે તેવું લાગે છેઃ લગભગ 20 ટકા ઉપકલા સોડિયમ ચેનલમાં માન્યતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ઇ. એન. એ. સી. ના પ્રોટોલાઈઝ્ડ સ્વરૂપો માનવ મીઠાના સ્વાદના રીસેપ્ટર્સ તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. ટેબલ સોલ્ટ, સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl) ના ખારા સ્વાદની ધારણા પર 4-પ્રોપીલફિનાઇલ 2-ફ્યુરોએટની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે માનવ સંવેદનાત્મક અભ્યાસોનો ઉપયોગ કરીને આ ભૂમિકાની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. 4-પ્રોપીલફિનાઇલ 2-ફ્યુરોએટ એ એક સંયોજન છે જે પ્રોટીઓલાઈઝ્ડ ENAC ને સક્રિય કરવા માટે શોધાયું હતું. આયન પસંદગીના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે ઇ. એન. એ. સી. ચેનલ અને આયનોને પારગમ્ય છે, પરંતુ તે આયનોને બહુ ઓછી પારગમ્યતા ધરાવે છે. પરિવહન પ્રતિક્રિયા ચેનલો માટે સામાન્યીકૃત પરિવહન પ્રતિક્રિયા છેઃ (આઉટ) → (ઇન) ડીજનરીન્સ માટે તે છેઃ કેટાયન (આઉટ) → કેટાયન (ઇન) માળખું ENAC ત્રણ અલગ અલગ પેટા એકમો ધરાવે છેઃ α, β, γ. ત્રણેય પેટા એકમો પટલ પર કાર્યાત્મક ચેનલોના પટલ એસેમ્બલીમાં પરિવહન માટે જરૂરી છે. દરેક ઇ. એન. એ. સી. પેટા એકમના સી-ટર્મિનસમાં પી. પી. એક્સ. વાય. મોટિફ હોય છે, જે જ્યારે β-અથવા γ-ઇ. એન. એ. સી. પેટા એકમમાં પરિવર્તિત થાય છે અથવા કાઢી નાખવામાં આવે છે, ત્યારે તે લિડલ સિન્ડ્રોમ તરફ દોરી જાય છે, જે હાયપરટેન્શનનું માનવ ઓટોસોમલ પ્રબળ સ્વરૂપ છે. ઇ. એન. એ. સી. નું ક્રાયોઇમ માળખું સૂચવે છે કે ચેનલ એ એસિડ-સેન્સિંગ આયન ચેનલ 1 (એ. એસ. આઈ. સી. 1) જેવી હેટેરોટ્રિમેરિક પ્રોટીન છે, જે એક જ પરિવાર સાથે સંબંધિત છે. દરેક પેટા એકમોમાં બે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન હેલિસીસ અને એક એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર લૂપ હોય છે. ત્રણેય પોલિપેપ્ટાઇડ્સના એમિનો-અને કાર્બોક્સી-ટર્મિનસ સાયટોસોલમાં સ્થિત છે. ASIC1 નું સ્ફટિક માળખું અને સ્થળ-નિર્દેશિત મ્યુટેજેનેસિસ અભ્યાસો સૂચવે છે કે ENAC ત્રણ પેટા એકમો વચ્ચે કેન્દ્રીય સમપ્રમાણતા અક્ષ સાથે સ્થિત કેન્દ્રીય આયન ચેનલ ધરાવે છે. માળખાની દ્રષ્ટિએ, આ પરિવારના પ્રોટીનમાં લગભગ 510 થી 920 એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે. તેઓ આંતરકોષીય એન-ટર્મિનસ પ્રદેશથી બનેલા છે, ત્યારબાદ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ડોમેન, એક વિશાળ બાહ્યકોષીય લૂપ, બીજો ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન સેગમેન્ટ અને સી-ટર્મિનલ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર પૂંછડી છે. વધુમાં ચોથું, કહેવાતા δ-સબ્યુનિટ છે, જે α-સબ્યુનિટ સાથે નોંધપાત્ર અનુક્રમ સમાનતા ધરાવે છે અને β-અને γ-સબ્યુનિટ્સ સાથે મળીને કાર્યાત્મક આયન-ચેનલ બનાવી શકે છે. આવા δ-, β-, γ-ENAC સ્વાદુપિંડ, વૃષણ, ફેફસાં અને અંડાશયમાં દેખાય છે. તેમનું કાર્ય હજુ સુધી અજ્ઞાત છે. એપિથેલિયલ ચેનલ (ઇ. એન. એ. સી.) પરિવારના સભ્યો ચાર પેટા પરિવારોમાં આવે છે, જેને આલ્ફા, બીટા, ગામા અને ડેલ્ટા કહેવાય છે. પ્રોટીન સમાન સ્પષ્ટ ટોપોલોજી દર્શાવે છે, દરેક બે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન (ટી. એમ.)-સ્પેનિંગ સેગમેન્ટ્સ (ટી. એમ. એસ.) સાથે, મોટા બાહ્યકોષીય લૂપ દ્વારા અલગ પડે છે. આજની તારીખે અભ્યાસ કરાયેલા મોટાભાગના ઇ. એન. એ. સી. પ્રોટીનમાં, બાહ્યકોષીય ક્ષેત્રો ખૂબ જ સંરક્ષિત છે અને તેમાં અસંખ્ય સિસ્ટીન અવશેષો હોય છે, જેમાં સી-ટર્મિનલ એમ્ફીપેથિક ટી. એમ. પ્રદેશો હોય છે, જે ઓલિગોમેરિક ચેનલ પ્રોટીન સંકુલના હાઇડ્રોફિલિક છિદ્રોની રચનામાં ફાળો આપે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે સારી રીતે સંરક્ષિત બાહ્યકોષીય ડોમેન્સ ચેનલોની પ્રવૃત્તિઓને નિયંત્રિત કરવા માટે રીસેપ્ટર્સ તરીકે કામ કરે છે. ઉપકલા કોષોમાંથી કરોડઅસ્થિધારી ઇ. એન. એ. સી. પ્રોટીન ફિલોજેનેટિક વૃક્ષ પર ચુસ્તપણે ભેગા થાય છે; મગજમાં વોલ્ટેજ-અસંવેદનશીલ ઇ. એન. એ. સી. સમરૂપતાઓ પણ જોવા મળે છે. કૃમિ ડિજનરિન્સ સહિત ઘણા અનુક્રમિત સી. એલિગન્સ પ્રોટીન, કરોડઅસ્થિધારી પ્રોટીન તેમજ એકબીજા સાથે દૂરથી સંબંધિત છે. વર્ટેબ્રેટ ઇ. એન. એ. સી. પ્રોટીન સિનોરહૅબિડાઇટિસ એલિગન્સના ડીજનરિન્સ જેવા જ હોય છેઃ ડી. જી.-1, ડેલ-1, એમ. ઈ. સી.-4, એમ. ઈ. સી.-10 અને અનક-8. આ પ્રોટીનને ચેતાકોષીય અધઃપતનનું કારણ બનવા માટે પરિવર્તિત કરી શકાય છે, અને સોડિયમ ચેનલો બનાવવાનું પણ માનવામાં આવે છે. ઉપકલા સોડિયમ () ચેનલ (ENAC) પરિવાર ENAC/P2X સુપરફેમિલીનો છે. ENAC અને P2X રીસેપ્ટર્સમાં સમાન 3-D માળખાં હોય છે અને તે સમાનધર્મી હોય છે. જનીનો ENAC ના ત્રણ પેટા એકમોને એન્કોડિંગ કરતા ત્રણ જનીનોની એક્સોન-ઇન્ટ્રોન રચના તેમના ક્રમમાં વિચલન હોવા છતાં ખૂબ જ સંરક્ષિત રહી છે. SCNN1A, SCNN1B, SCNN1G, SCNN1D ચાર સંબંધિત એમિલોરાઇડ સંવેદનશીલ સોડિયમ ચેનલો છેઃ ACCN1, ACCN2, ACCN3, ACCN4 સસ્તન કોષ સંવર્ધનમાં ENACની સ્થિર ENAC કોષ રેખા અભિવ્યક્તિ સાયટોટોક્સિક છે, જેના પરિણામે સોડિયમનું ગ્રહણ, કોષમાં સોજો અને કોષનું મૃત્યુ થાય છે, જે ENACનો અભ્યાસ કરવા માટે સ્થિર કોષ રેખાઓનું ઉત્પાદન જટિલ બનાવે છે. ક્રોમોવર્ટ ટેકનોલોજીએ ફ્લોરોજેનિક સિગ્નલિંગ પ્રોબ્સ અને ફ્લો સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને સ્થિર ઇ. એન. એ. સી. કોષ રેખાના ઉત્પાદનને સક્ષમ બનાવ્યું છે, જે ઇ. એન. એ. સી. ની કાર્યાત્મક, સ્થિર અને વ્યવહારુ અભિવ્યક્તિ માટે સક્ષમ દુર્લભ ક્લોનને અલગ કરવા માટે અસંખ્ય કોષોને સ્કેન કરે છે. ક્લિનિકલ મહત્વ સી. એફ. ટી. આર. સાથે ઇ. એન. એ. સી. ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસમાં મહત્વપૂર્ણ પેથોફિઝીયોલોજીકલ સુસંગતતા ધરાવે છે. સી. એફ. ટી. આર. એ એક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ છે જે ક્લોરાઇડના પરિવહન માટે જવાબદાર છે અને આ પ્રોટીનમાં ખામી સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસનું કારણ બને છે, આંશિક રીતે કાર્યાત્મક સી. એફ. ટી. આર. ની ગેરહાજરીમાં ઇ. એન. એ. સી. ચેનલના નિયમન દ્વારા. વાયુમાર્ગમાં, સી. એફ. ટી. આર. ક્લોરાઇડના સ્ત્રાવને મંજૂરી આપે છે, અને સોડિયમ આયન અને પાણી નિષ્ક્રિય રીતે અનુસરે છે. જો કે, કાર્યાત્મક સી. એફ. ટી. આર. ની ગેરહાજરીમાં, ઇ. એન. એ. સી. ચેનલનું નિયમન કરવામાં આવે છે, અને સોડિયમ આયનોને ફરીથી શોષીને મીઠું અને પાણીના સ્ત્રાવમાં વધુ ઘટાડો કરે છે. જેમ કે, સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસમાં શ્વસનની ગૂંચવણો માત્ર ક્લોરાઇડના સ્ત્રાવના અભાવને કારણે થતી નથી, પરંતુ તેના બદલે સોડિયમ અને પાણીના પુનઃશોષણમાં વધારો થાય છે. આના પરિણામે જાડા, નિર્જલીકૃત લાળ જમા થાય છે, જે શ્વસન માર્ગમાં ભેગી થાય છે, વાયુ વિનિમયમાં દખલ કરે છે અને બેક્ટેરિયાના સંગ્રહને મંજૂરી આપે છે. તેમ છતાં, સી. એફ. ટી. આર. નું નિયમન ઉચ્ચ-પ્રવૃત્તિ ઇ. એન. એ. સી. ના પ્રભાવને સુધારી શકતું નથી. કદાચ ફેફસાના ઉપકલા પેશીઓમાં કાર્યાત્મક આયન હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવા માટે અન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા પ્રોટીન જરૂરી છે, જેમ કે પોટેશિયમ ચેનલો, એક્વાપોરિન અથવા Na/K-ATPase. પરસેવાની ગ્રંથીઓમાં, સી. એફ. ટી. આર. પરસેવાની નળીમાં ક્લોરાઇડના પુનઃશોષણ માટે જવાબદાર છે. ક્લોરાઇડના પ્રવાહને કારણે થતા વિદ્યુતરાસાયણિક ઢાળના પરિણામે સોડિયમ આયન ઇ. એન. એ. સી. દ્વારા નિષ્ક્રિય રીતે અનુસરે છે. આ મીઠું અને પાણીનું નુકસાન ઘટાડે છે. સિસ્ટીક ફાઇબ્રોસિસમાં ક્લોરાઇડના પ્રવાહની ગેરહાજરીમાં, સોડિયમ આયન ઇ. એન. એ. સી. માંથી વહેતા નથી, જે વધુ મીઠું અને પાણીની ખોટ તરફ દોરી જાય છે. (ઇ. એન. એ. સી. ચેનલના નિયમનમાં વધારો થયો હોવા છતાં આ સાચું છે, કારણ કે પરસેવાની નળીઓમાં પ્રવાહ સી. એફ. ટી. આર. દ્વારા ક્લોરાઇડના પ્રવાહ દ્વારા સ્થાપિત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ દ્વારા મર્યાદિત છે.) જેમ કે, દર્દીઓની ત્વચાનો સ્વાદ ખારો હોય છે, અને આનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ભૂતકાળમાં અને આજે આધુનિક વિદ્યુત પરીક્ષણો દ્વારા રોગનું નિદાન કરવામાં મદદ કરવા માટે થાય છે. β અને γ પેટા એકમોમાં કાર્ય પરિવર્તનનો લાભ લિડલ સિન્ડ્રોમ સાથે સંકળાયેલ છે. એમિલોરાઇડ અને ટ્રાયમટેરિન એ પોટેશિયમ-બચાવતા મૂત્રવર્ધક પદાર્થ છે જે ઉપકલા સોડિયમ ચેનલ બ્લૉકર તરીકે કામ કરે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ઇલેક્ટ્રોફિઝીયોલોજી ઇન્ટિગ્રલ મેમ્બ્રેન પ્રોટીન સોડિયમ ચેનલો