Az ioncsatornák rendellenességeit (csatornelopátiák) egyre gyakrabban azonosítják, így ez a neurológia gyorsan fejlődő területe. Az ioncsatornák működését a feszültség változása (voltage gated), kémiai kölcsönhatás (ligand gated) vagy mechanikai perturbáció szabályozhatja. Az első csatornapathiaként felismert rendellenességek az örökletes izombetegségeket okozó feszültségkapcsolt csatornapathiák voltak: a nem disztrófiás myotoniák és a familiáris periodikus bénulások. A paramyotonia congenita a nátriumcsatorna α1 alegységét kódoló gén mutációjának következménye, míg a Thomsen-kór (autoszomális domináns myotonia congenita) és a Becker-kór (autoszomális recesszív myotonia congenita) a vázizom kloridcsatornáját kódoló gén mutációjával összefüggő allélbetegségek. A familiáris hiperkalémiás periodikus bénulás a paramyotonia congenitában érintett nátriumcsatorna génjének mutációjára vezethető vissza, míg a familiáris hipokalémiás periodikus bénulás a vázizomzat kalciumcsatornájának α1 alegységét kódoló gén mutációjának eredménye.1
Az első bizonyíték arra, hogy a csatornapathiák az izmok mellett az idegeket is érinthetik, 1995-ben érkezett, amikor a kutatók felfedezték, hogy az 1-es típusú epizodikus ataxia, egy ritka autoszomális domináns betegség, az egyik káliumcsatorna gén mutációjának eredménye.2 A káliumcsatorna működésének károsodása, amely normális esetben korlátozza az idegek ingerlékenységét, az arc és a végtagok izmainak hullámzását (myokymia) eredményezi, amely ebben a betegségben látható. A szintén autoszomális domináns 2-es típusú epizodikus ataxia nem jár myokímiával, de drámai módon reagál az acetazolamidra, ami váratlan közös jellemzője számos csatornapathiával. A gyanú, hogy ez is csatornelopátia lehet, megerősítést nyert, amikor egy agyspecifikus kalciumcsatorna α1 alegységét kódoló gén mutációit találták.3 Ugyanezen gén mutációi okozhatnak familiáris hemiplegikus migrént és 6. típusú spinocerebelláris degenerációt is.4 Nem világos, hogy ugyanazon gén különböző mutációi hogyan okozhatnak ilyen különböző fenotípusokat. A myotonia congenita és a familiáris hyperekplexia esetében ugyanazon gén pontmutációi autoszomális recesszív vagy domináns öröklődést eredményezhetnek.
A közelmúltban leírt ligandumkapcsolt csatornapathiák közé tartozik a familiáris startle disease, amely a glicinreceptor α1 alegységének mutációi miatt alakul ki, és a domináns éjszakai frontális lebeny epilepszia, amely a nikotinos acetilkolinreceptor α4 alegységének mutációi miatt alakul ki5,6. A familiáris paroxizmális choreoathetosis génjét az 1p kromoszóma egy olyan régiójára térképezték le, ahol a káliumcsatorna-gének egy klasztere található.7
A csatornapathiák lehetnek szerzettek és öröklöttek is. A felismert okok közé tartoznak a toxinok és az autoimmun jelenségek. A tengeri toxin, a ciguatoxin, amely halakat és kagylókat szennyez, erős nátriumcsatorna-blokkoló, amely gyorsan fellépő zsibbadást, intenzív para- és disztéziát, valamint izomgyengeséget okoz.8 A perifériás idegek káliumcsatornáival szembeni antitestek neuromyotoniát (Isaac-szindróma) eredményezhetnek.9 A Lambert-Eaton myastheniát, amely az esetek 60%-ában a tüdő kissejtes karcinómájához társul, a neuromuszkuláris átmenet egyik preszinaptikus kalciumcsatornája és a tüdőráksejtek által kifejezett több kalciumcsatorna ellen irányuló autoantitestek okozzák.10 A Guillain-Barré-szindrómában, a krónikus gyulladásos demielinizáló polineuropátiában és a szklerózis multiplexben megfigyelhető neurofiziológiai rendellenességek, amelyeket hagyományosan demielinizáció következményének tekintenek, szintén nátriumcsatorna-diszfunkcióval magyarázhatók. A szklerózis multiplex egyes tüneteinek átmeneti jellege és a szklerózis multiplexben és a Guillain-Barré-szindrómában néha megfigyelhető gyors gyógyulás inkább egy antitestek által közvetített átmeneti csatornelopátiával, mint egy hosszabb demielinizációs és remielinizációs folyamattal áll összhangban. Valójában a Guillain-Barré-szindrómában vagy krónikus gyulladásos demielinizáló polineuropátiában szenvedő betegek cerebrospinalis folyadékában a neuronális nátriumáramok átmeneti csökkenését tapasztaljuk.11,12
Mindezen csatornelopátiák meglepően hasonló klinikai jellemzőkkel rendelkeznek. Jellemzően fiziológiai stressz által kiváltott paroxizmális bénulásos rohamok, myotonia, migrén és ataxia jelentkezik. A csatornelopátia okozhat kóros funkciógyarapodást (például myokymia, myotonia és epilepszia) vagy kóros funkcióvesztést (például gyengeség vagy zsibbadás), attól függően, hogy a csatornafunkció elvesztése túlzott membrángerjeszthetőséghez vagy membrán inexcitabilitáshoz vezet.
Az ioncsatornák több alegységből állnak, amelyek mindegyike nagyon hasonló szerkezetű, de eltérő elektrofiziológiai jellemzőkkel rendelkezik. Ezen alegységek eltérő neuronális expressziója és komplexekbe történő kombinációja óriási változatosságot eredményez az ioncsatornák tulajdonságaiban és eloszlásában, ami a neurológiai csatornabetegségeket alkotó betegségek sokféleségében tükröződik. Számos csatornelopathia kiszámíthatóan reagál a membránstabilizáló gyógyszerekre, például a mexilitinre, valamint az acetazolamidra. Az ioncsatornák neuronális specifitása lehetővé teszi a jelenleg rendelkezésre álló szelektív receptor-agonistákhoz és -antagonistákhoz hasonló célzott gyógyszeres terápia lehetőségét: A káliumcsatorna-blokkoló 3,4-diaminopiridin enyhítheti a Lambert-Eaton-szindrómában szenvedő betegek tüneteit, és javítja a szklerózis multiplexben szenvedő betegek lábának erejét.13,14 Jelenleg specifikus csatornamoduláló gyógyszereket fejlesztenek migrén, krónikus fájdalom és szívritmuszavarok kezelésére, és ezek hasznosak lehetnek a neurológiai csatornaleopátiák esetében is.