Canales regulados por voltaje

 Canales activados por voltaje.

-Los canales activados por voltaje son los que modulan su estado ya se abierto o cerrado en respuesta a cambios en el potencial eléctrico a través de la membrana. Su principal función es la generación de potenciales de acción

-En las células nerviosas y musculares, los canales de Na+ activados por voltaje como ya sabemos son responsables de generar fuertes potenciales de acción que van a  despolarizar la membrana desde su potencial de reposo de -70 mV (milivoltios) hasta un potencial de +20 mV en unos pocos milisegundos. Los canales de Na+ activados por voltaje en las neuronas del dolor son los blancos para los anestésicos locales como lo son la  lidocaína y la tetracaína, que bloquean el poro, inhibiendo la despolarización y bloqueando la sensación de dolor. También son los blancos de las toxinas marinas naturales como lo son tetrodotoxina y saxitoxina, y por ultimo también son  un blanco importante de muchos fármacos empleados para tratar arritmias cardiacas.

Estos canales se componen de tres subunidades, un poro formado por la subunidad α alfa y dos subunidades β beta reguladoras. La subunidad α alfa es una proteína que contiene cuatro dominios que forman un poro selectivo al ion Na+  la cual tiene forma de pseudotetrámero. Las subunidades β son proteínas que atraviesan la membrana una sola vez. Cada dominio de la subunidad α alfa contiene seis hélices que abarcan la membrana (S1-S6) con un bucle extracelular entre S5 y S6 denominado bucle P; el bucle P se sumerge nuevamente en el poro y combinado con residuos de los bucles P correspondientes de los otros dominios, crea un filtro de selectividad para el ion Na+. Otras cuatro hélices que rodean el poro (una hélice S4 de cada uno de los dominios) van a contener aminoácidos cargados que forman el sensor de voltaje y causan un cambio conformacional en el poro a voltajes más positivos, lo que da la apertura del poro y la despolarización de la membrana.

-En la imagen vemos un canal de Na+ activado por voltaje con el poro en estado cerrado y abierto. Los bucles P formadores de poros en azul, en ángulo en el poro para formar el filtro de selectividad. Las hélices S4 que forman el sensor de voltaje se muestran en naranja y los aminoácidos con carga positiva que se muestran como puntos rojos

-En esta otra imagen podemos observar el funcionamiento del canal, cuando la membrana esta en estado de reposo el segmento activador o bloqueador, va a estar cerrado y el de inactivación abierto, cuando se de el cambio de voltaje en la despolarización, se abrirá el segmento activador dejando entrar al sodio, después de algunos milisegundos volverá a su estado en reposo y la compuerta de inactivación se cerrará

-Los canales de Ca2+ activados por voltaje son muy parecidos a los canales de Na+ , estos van a tener una subunidad α alfa grande (cuatro dominios de cinco hélices extensión de membrana) y tres subunidades reguladoras (las subunidades β, δ delta y γ gamma). Los canales de Ca2+ pueden ser responsables de iniciar un potencial de acción (como en las células marcapasos del corazón) pero son más comúnmente responsables de modificar la forma y la duración de un potencial de acción iniciado por canales rápidos de Na+ activados por voltaje. Estos canales inician el flujo de Ca2+ que estimula la liberación de neurotransmisores en el sistema nervioso central, entérico y autónomo y que controlan la frecuencia cardiaca y la conducción de los impulsos en el tejido miocárdico. Los canales de Ca2+ dependientes de voltaje expresados ​​en el músculo liso regulan el tono vascular porque la concentración intracelular de Ca2+ es fundamental para regular el estado de fosforilación del aparato contráctil a través de la actividad de la MLCK (quinasa de la cadena ligera de la miosina) sensible al complejo Ca2+/calmodulina. Los antagonistas de los canales del Ca2+ como nifedipina, diltiazem y verapamilo son vasodilatadores que se usan ampliamente para tratar la hipertensión, angina de pecho y ciertas arritmias cardiacas.

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