Hyperpolarisationsaktiverade cykliska nukleotidstyrda ( HCN) kanaler är integrerade proteiner som är icke- selektiva ligandberoende katjonkanaler i hjärt- och hjärncellers membran [ 1 ] . HCN-kanaler kallas ibland för "pacemakerkanaler" eftersom de är involverade i genereringen av rytmisk aktivitet av hjärt- och hjärnceller. HCN-kanaler kodas av fyra gener ( HCN1 , 2 , 3 , 4 ) och uttrycks i hjärtat, centrala och perifera nervsystemet och retinala fotoreceptorer [2] [3] .
Jonströmmar genom HCN-kanaler, betecknade som I f ( roligt - roligt / konstigt) eller I h ( hyperpolariserande - hyperpolariserande) i hjärtat och I h , I q ( fråga - konstigt) i nervsystemet [4 ] , spelar en nyckel roll i kontrollen av hjärt- och neuronal rytmisk aktivitet ("pacemakerströmmar"). De fick denna beteckning (rolig och fråga) på grund av att deras aktivering sker under hyperpolarisering , medan vanligtvis jonkanaler aktiveras under depolarisering . Processen för kanalaktivering underlättas genom tillsats av cAMP . HCN-kanaler inaktiveras inte vid depolarisering. I nervsystemet verkar de vara ansvariga för att reglera sömn-vakna cykeln, andningsrytmen och den rytmiska aktivitet som är involverad i att synkronisera olika delar av hjärnan för att samverka [4] .
HCN-kanaler tillhör superfamiljerna av spänningsstyrd kalium (Kv) och cyklisk nukleotidstyrd (CNG) , vilket skiljer dem från andra spänningsstyrda kanaler. HCN-kanaler består av 4 subenheter, som antingen kan vara lika eller olika från varandra [4] . In vivo -kanaler som består av subenheter av samma typ är dock vanligare [5] . Varje subenhet innehåller sex transmembrana (S1–6) domäner, inklusive en positivt laddad spänningsstyrd sensor (S4), en porregion belägen mellan S5 och S6 och som bär GYG- motivet av kaliumkanaler, och en cyklisk nukleotidbindande domän (CNBD) vid C-terminalen. HCN-isoformer är mycket konserverade med avseende på transmembrandomäner och bindningsstället för cykliska nukleotider (80-90% identiska), men skiljer sig i sina amino- och karboxiändar [6] . HCN-kanaler som består av subenheter av samma typ skiljer sig åt i sina egenskaper. Således är HCN2 och HCN4 de mest känsliga för reglering via cAMP. HCN1-kanaler har den högsta aktiveringshastigheten och HCN4-kanaler har den lägsta [5] .
I sinoatrial noden är HCN4 isoformen den vanligaste, men HCN1 och HCN2 isoformerna finns också, om än i mycket mindre mängder. Jonström genom HCN-kanaler, kallad "rolig" (rolig) eller pacemakerström ( If ), spelar en nyckelroll i genereringen och regleringen av hjärtautomatism [ 7] .
Alla fyra typer av HCN-kanalsubenheter uttrycks i hjärnan [3] . HCN1 förekommer oftast i hjärnbarken i alla lager [8] , hippocampus , cerebellar cortex och hjärnstammen . HCN2 uttrycks i thalamus , globus pallidus , hjärnstammens kärnor. HCN3 är karakteristiskt för de nedre delarna av nervsystemet. HCN4 finns i talamuskärnorna, basala ganglierna och det habenulära komplexet . HCN-kanaler finns också i det perifera nervsystemet [5] . Förutom sin roll som drivkrafter för rytmisk eller oscillerande aktivitet, kan HCN-kanaler reglera neuronal excitabilitet . Således, i pyramidala neuroner i cortex och hippocampus, är HCN-kanaler huvudsakligen belägna på de apikala dendriterna , vilket reglerar deras excitabilitet och anslutning av det neurala nätverket [9] . Viss forskning tyder på deras roll i sur smakuppfattning , motorisk koordination och vissa aspekter av inlärning och minne . Det finns bevis för att HCN-kanaler spelar en roll i utvecklingen av epilepsi [10] och neuropatisk smärta . Det har visats att HCN-kanaler är involverade i sensoriska neuroner i luktanalysatorn, bestämt av deras aktivitet [11] .