Química De La Materia

INTRODUCCIÓN

Todos los organismos vivos están compuestos en su mayoría por agua, siendo ésta fundamental para la homeostasis celular a todo nivel. Por esta razón su transporte a través de las membranas biológicas ha sido siempre un campo de gran interés en la fisiología. La investigación acerca de este tópico se ha incrementado notablemente en los últimos años a partir del descubrimiento de las acuaporinas, las cuales han permitido comprender mejor los mecanismos que la célula utiliza para el control de los flujos de agua a través de la membrana y por ende, la regulación de su osmolaridad interna.

TEMA GENERAL

Hasta el momento se han descrito 11 subtipos de acuaporinas (AQP0-10), las cuales comparten similitudes estructurales y se han relacionado con una gran diversidad de enfermedades en diversos sistemas, desde cataratas hasta diabetes insípida.

OBJETIVO

Se presenta una visión del estado actual del conocimiento acerca de estas importantes proteínas y su relación con diversos procesos fisiológicos y patológicos.

ACUAPORINA

Las acuaporinas son unas proteínas de las membranas de las células que son capaces de transportar moléculas de agua.

El agua es el componente predominante de todos los organismos vivos y por tal razón interviene en la regulación de la mayor parte de los procesos biológicos. Es conocida la elevada permeabilidad al agua de la mayoría de las membranas biológicas en respuesta a mínimas diferencias osmóticas que permite que los compartimientos intra y extracelular mantengan su isotonicidad, necesaria para la homeostasis intracelular. Sin embargo, los mecanismos por los cuales este hecho indiscutible es posible siempre han sido motivo de controversia1. El agua puede atravesar la membrana por difusión simple o a través de poros acuosos, aunque por muchos años se asumió que el transporte de agua ocurría sólo por medio del primer mecanismo. Sin embargo, debido a la baja solubilidad del agua en la fase lipídica de la membrana, este mecanismo requiere una elevada energía de activación (Ea>10 kcal/mol), que llevó a que de forma reiterativa se planteara que necesariamente tenían que existir mecanismos que aceleraran esta difusión en algunas circunstancias.

La variable biofísica que define la permeabilidad al agua por difusión es conocida como Pf, mientras que la permeabilidad al agua determinada por un gradiente osmótico es definida como Pd, la cual es dependiente de la temperatura y de la composición lipídica de la membrana. En algunas células, las membranas exhiben una relación Pf/Pd cercana a 1, lo cual significa que la mayor parte del agua que atraviesa la membrana en respuesta a un gradiente osmótico, lo hace por difusión simple a través de la bicapa; pero en otros como los eritrocitos o las células epiteliales del túbulo proximal renal, esta relación es mucho mayor que 1, siendo una evidencia de que el transporte de agua se realiza a través de un poro o canal que facilita el flujo de ésta a través de la membrana. Más aún, la existencia de ciertas membranas impermeables al agua como la de las células del segmento ascendente del asa de Henle renal o con una permeabilidad condicionada a un agente externo como en el caso de las células del túbulo colector renal, pone en evidencia que la permeabilidad al agua en ciertas membranas no es una propiedad de la bicapa lipídica en sí misma, sino que depende de un factor proteico, cuya expresión y funcionalidad puede variar en los diferentes tipos de células. Esto, sumado al hecho de que los flujos de agua a través de ciertas membranas como las del eritrocito pueden ser inhibidos por compuestos mercuriales, dirigió la atención de un amplio grupo de investigadores en el sentido de encontrar las proteínas responsables de la formación de poros acuosos en la

...