Ion channelopathies in endocrinology: recent genetic findings and pathophysiological insights

Abstract

SUMMARYIon channels serve diverse cellular functions, mainly in cell signal transduction. In endocrine cells, these channels play a major role in hormonal secretion, Ca 2+ -mediated cell signaling, transepithelial transport, cell motility and growth, volume regulation and cellular ionic content and acidification of lysosomal compartments. Ion channel dysfunction can cause endocrine disorders or endocrine-related manifestations, such as pseudohypoaldosteronism type 1, Liddle syndrome, Bartter syndrome, persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy, neonatal diabetes mellitus, cystic fibrosis, Dent's disease, hypomagnesemia with secondary hipocalcemia, nephrogenic diabetes insipidus and, the most recently genetically identified channelopathy, thyrotoxic hypokalemic periodic paralysis. This review briefly recapitulates the membrane action potential in endocrine cells and offers a short overview of known endocrine channelopathies with focus on recent progress regarding the pathophysiological mechanisms and functional genetic defects. , transporte transepitelial, regulação da motilidade, volume e conteúdo iônico celular e da acidificação do compartimento lisossomal (pH). Como esperado, as alterações nos canais iônicos podem causar distúrbios endocrinológicos, como pseudo-hipoaldosteronismo tipo 1, síndrome de Liddle, síndrome de Bartter, hipoglicemia hiperinsulinêmica da infância, diabetes melito neonatal, fibrose cística, doença de Dent, hipomagnesemia com hipocalcemia secundária, diabetes insípido nefrogênico e paralisia periódica tirotóxica hipocalêmica. Este artigo propõe uma breve revisão das canalopatias endócrinas conhecidas, com foco particular nos recentes progressos no conhecimento dos mecanismos fisiopatológicos adquirido a partir das alterações funcionais encontradas. Arq Bras Endocrinol Metab. 2010;54(8):673-81 Descritores Canal iônico; canalopatia; canalopatia endócrina

Thyrotoxic Periodic Paralysis in a 20-Year-Old Nigerian Male

“…The genetic factors could include a defect in one of the ion channels involved in excitation contraction coupling (Ca2+, Na+, and K+) or a defect in one of the channel's regulatory subunits. Alterations in one of these genes would be responsible for the generation of non-functional ion channels, which would define the TPP as an endocrine channelopathy [19,20]. The environmental factors include the excessive consumption of carbohydrate-rich foods, alcohol, or resting after intense exercise.…”

Parálisis períodica hipocalcémica tirotóxica

“…Se presenta en personas con susceptibilidad genética y se caracteriza por la presencia de debilidad muscular, hipocaliemia y tirotoxicosis (6,7,11). La causa más frecuente es la enfermedad de Graves, pero también ha sido reportada en el bocio nodular tóxico, tirotoxicosis inducida por yodo, adenoma tiroideo tóxico, tumores hipofisarios productores de TSH, dosis elevadas de tiroxina, tirotoxicosis inducida por amiodarona y más recientemente por la presencia de levotiroxina en pastillas para adelgazar (1,3,12).…”

“…La testosterona también promueve el ingreso de potasio al interior de la célula lo que podría explicar la mayor prevalencia en hombres (19). Mutaciones en el gen KCNJ18 que se encuentra en el cromosoma 17p11.1-2, que codifica el canal rectificador de potasio Kir2.6 (transcripcionalmente regulado por T3); implicado en el transporte del potasio intracelular e igualmente hacia al espacio extracelular, hacen que su función esté ausente agravando aún más la hipocaliemia, confiriendo susceptibilidad a sufrir parálisis hipocaliémica tirotóxica (11,21). De esta forma, la susceptibilidad individual relacionada a estas condiciones genéticas en un estado de exceso de hormonas tiroideas originan las diferentes manifestaciones de presentación de la enfermedad.…”

“…De esta forma, la susceptibilidad individual relacionada a estas condiciones genéticas en un estado de exceso de hormonas tiroideas originan las diferentes manifestaciones de presentación de la enfermedad. Además, Parálisis Periódica Hipocalémica Tirotóxica se ha demostrado en el músculo estriado y cardíaco que la actividad de la bomba calcio ATPasa presente en el retículo sarcoplásmico, esta disminuida, permitiendo un retardo en la eliminación del calcio presente en el citoplasma, contribuyendo a la parálisis (11). Los ataques de parálisis perió-dica hipocaliémica tirotóxica pueden ser desencadenados por periodos de ejercicio intenso, la ingestión de dieta rica en carbohidratos o alcohol, trauma, estrés, exposición al frío, infección y fármacos como: diuréticos perdedores de potasio, insulina, amiodarona, beta miméticos, adrenalina, corticoides, piridostigmina, cosintropina y pilocarpina (6,20).…”

Endocytic regulation of alkali metal transport proteins in mammals, yeast and plants

“…The physiological relevance of this class of molecules is highlighted by the considerable number of human diseases classified as "channelopathies". In most cases, these illnesses are caused by mutations in ion transporter proteins present at the plasma membrane, which affect neuronal, muscular or endocrine tissues, and include many types of epilepsy, ataxia, hypertension, migraines, cardiac arrhythmias and some forms of diabetes mellitus (Kullmann 2010, Rolim, et al 2010, Webster and Berul 2013). In the model plant Arabidopsis thaliana, there are approximately 880 putative cation transporter proteins, which can be classified into 46 different families (Mäser, et al 2001).…”