Hyperpolarisaatiolla aktivoidut sykliset nukleotidiportit ( HCN) kanavat ovat integroituja proteiineja , jotka ovat ei- selektiivisiä ligandiriippuvaisia kationikanavia sydämen ja aivosolujen kalvoissa [ 1] . HCN-kanavia kutsutaan joskus "tahdistimen kanaviksi", koska ne ovat mukana sydämen ja aivosolujen rytmisen toiminnan synnyttämisessä. HCN-kanavia koodaa neljä geeniä ( HCN1 , 2 , 3 , 4 ), ja ne ilmentyvät sydämessä, keskus- ja ääreishermostossa sekä verkkokalvon fotoreseptoreissa [2] [3] .
HCN-kanavien kautta kulkevat ionivirrat, jotka on merkitty I f ( hauska - hauska / outo) tai I h ( hyperpolarisoiva - hyperpolarisoiva) sydämessä ja I h , I q ( kysely - outo) hermostossa [4] , ovat tärkeitä. rooli sydämen ja hermosolujen rytmisen toiminnan säätelyssä ("tahdistimen virrat"). He saivat tämän nimityksen (hauska ja kysely), koska niiden aktivointi tapahtuu hyperpolarisaation aikana , kun taas yleensä ionikanavat aktivoituvat depolarisaation aikana . Kanavan aktivointiprosessia helpottaa cAMP :n lisääminen . HCN-kanavat eivät inaktivoidu depolarisaation yhteydessä. Hermostossa ne näyttävät olevan vastuussa uni-heräämissyklin, hengitysrytmin ja rytmisen toiminnan säätelystä, joka liittyy aivojen eri alueiden synkronointiin toimimaan yhdessä [4] .
HCN-kanavat kuuluvat jännite-ohjattuihin kalium- (Kv) ja syklisiin nukleotidiporteisiin (CNG) -superperheisiin , mikä erottaa ne muista jänniteporttikanavista. HCN-kanavat koostuvat 4 alayksiköstä, jotka voivat olla joko samoja tai erilaisia [4] . Kuitenkin in vivo -kanavat, jotka koostuvat samantyyppisistä alayksiköistä, ovat yleisempiä [5] . Jokainen alayksikkö sisältää kuusi transmembraanista (S1–6) domeenia, mukaan lukien positiivisesti varautunut jänniteportti anturi (S4), huokosalue, joka sijaitsee S5:n ja S6:n välissä ja joka sisältää kaliumkanavien GYG- motiivin , ja syklisen nukleotidia sitovan domeenin (CNBD). C-päässä. HCN-isoformit ovat erittäin konservoituneita transmembraanisten domeenien ja syklisten nukleotidien sitoutumiskohdan suhteen (80–90 % identtisiä), mutta eroavat toisistaan amino- ja karboksipäissään [6] . Samantyyppisistä alayksiköistä koostuvat HCN-kanavat eroavat ominaisuuksiltaan. Siten HCN2 ja HCN4 ovat herkimpiä säätelylle cAMP:n kautta. HCN1-kanavilla on korkein aktivointiaste ja HCN4-kanavilla alhaisin [5] .
Sinoatriaalisessa solmussa HCN4-isoformi on yleisin, mutta myös HCN1- ja HCN2-isoformeja löytyy, vaikkakin paljon pienempiä määriä. HCN-kanavien kautta kulkeva ionivirta, jota kutsutaan "hauskaksi" (hauskaksi) tai tahdistinvirraksi (I f ), näyttelee avainroolia sydämen automatismin synnyssä ja säätelyssä [7] .
Kaikki neljä HCN-kanavan alayksikkötyyppiä ilmentyvät aivoissa [3] . HCN1:tä esiintyy yleisimmin aivokuoressa kaikissa kerroksissa [8] , aivoturskassa , pikkuaivokuoressa ja aivorungossa . HCN2 ilmentyy talamuksessa , globus palliduksessa ja aivorungon ytimissä. HCN3 on ominaista hermoston alaosille. HCN4 on läsnä talamuksen ytimissä, tyviganglioissa ja habenulaarisessa kompleksissa . HCN-kanavia löytyy myös ääreishermostosta [5] . Sen lisäksi, että HCN-kanavat toimivat rytmisen tai värähtelevän aktiivisuuden ohjaajina, ne voivat säädellä hermosolujen kiihottumista . Siten aivokuoren ja hippokampuksen pyramidaalisissa neuroneissa HCN-kanavat sijaitsevat pääasiassa apikaalisissa dendriiteissä sääteleen niiden hermoisuutta ja hermoverkon liitettävyyttä [9] . Jotkut tutkimukset viittaavat niiden rooliin happaman maun havaitsemisessa, motorisessa koordinaatiossa ja joissakin oppimisen ja muistin näkökohdissa . On näyttöä siitä, että HCN-kanavilla on rooli epilepsian [10] ja neuropaattisen kivun kehittymisessä . On osoitettu, että HCN-kanavat osallistuvat hajuanalysaattorin aistihermosoluihin niiden aktiivisuuden perusteella [11] .