TRABAJO COLABORATIVO 2 MORFO

PARTE A:

Canal iónico: son proteínas transmembrana que contienen poros acuosos que cuando se abren permiten el paso selectivo de iones específicos a través de las membranas celulares. Así, los canales iónicos son proteínas que controlan el paso de iones, y por tanto el gradiente electroquímico, a través de la membrana de toda célula viva. Estos canales actúan como compuertas que se abren o se cierran en función de los estímulos externos, aunque algunas sustancias tóxicas pueden desactivar su función natural. En los mamíferos, los canales iónicos determinan importantes procesos como: la excitación del nervio y del músculo, la secreción de hormonas y neurotransmisores, la transducción sensorial, el control del equilibrio hídrico y electrolítico, la regulación de la presión sanguínea, la proliferación celular y los procesos de aprendizaje y memoria. Los canales iónicos son selectivos para los distintos iones y están regulados.

Dos propiedades diferencian a los canales iónicos de poros acuosos simples. En primer lugar, poseen selectividad iónica que determina que pasen algunos iones inorgánicos pero no otros. Depende del diámetro y la conformación de los canales iónicos y distribución de los aminoácidos cargados que los tapizan. Por ejemplo, los canales estrechos no permiten el paso de iones de gran tamaño y los canales con un revestimiento de cargas negativas impedirán el ingreso de iones negativos debido a la repulsión electrostática mutua entre cargas del mismo signo.

En las soluciones acuosas todos los iones están rodeados por una pequeña cubierta de moléculas de agua y para poder pasar de uno por vez a través del filtro selectivo de la porción más estrecha del canal deben perder la mayor parte de las moléculas de agua asociadas.

La segunda diferencia importante consiste en que estos últimos no están continuamente abiertos. El sentido del transporte se perdería si no existiera la posibilidad de controlar el flujo iónico y si la totalidad de los varios miles de canales iónicos de la membrana celular estuvieran abiertos en forma continua. Lo que realmente sucede es que los canales iónicos se abren durante un lapso breve para luego volver a cerrase, están regulados por distintos factores, es decir, un estímulo específico determina que los canales iónicos fluctúen entre el estado de apertura y el estado de cierre mediante una alteración de su conformación. Los canales iónicos presentan una gran ventaja respecto de las proteínas transportadoras en que se refiere a la velocidad de transporte máxima.

Por otra parte, los canales iónicos no pueden acoplar flujo iónico con una fuente de energía para llevar acabo el transporte activo. La función de la mayor parte de los canales iónicos consiste meramente en inducir una permeabilidad transitoria de la membrana a determinados iones inorgánicos, principalmente Na+, K+, Ca2+ o Cl+, y permitir que estos iones se difundan con rapidez a través de la membrana en respuesta a gradientes electroquímicos cuando las compuertas de los canales iónicos se encuentran abiertas.

Los canales iónicos se clasifican en canales iónicos operados por voltaje y canales iónicos operados por receptor, según sean modulados por cambios del voltaje de la membrana (potenciales de acción) o por la llegada de algún mensajero. En ambos casos, la forma del canal cambia para dejar pasar o impedir el paso de cada uno de los iones que controlan.

Propiedades de los canales iónicos relevantes para su función:

El transporte de iones a través de estos canales es extremadamente rápido. Más de un millón de iones por segundo puede fluir a través de ellos Iones/sg). Flujo mil veces mayor que la velocidad de transporte de una proteína transportadora.

Son altamente selectivos a un tipo de ión.

En algunos casos su apertura y cierre puede encontrarse regulada en respuesta a estímulos específicos.

1. Canales regulados por ligando: abren en respuesta a la unión de determinados neurotransmisores u otras moléculas.

2. Canales regulados por voltaje: Son exclusivos de las membranas excitables de estas células. Se encargan de propagar la despolarización generada en la membrana y de restaurar de nuevo el potencial de reposo. Es un umbral determinado de potencial de membrana lo que activa el ciclo de apertura-cierre-inactivación de estos canales.

El papel fundamental de los canales iónicos regulados por voltaje en la transmisión de impulsos eléctricos fue elucidado como por Alan Hodgkin y Andrew Huxley en 1952.

Canales de sodio activados por voltaje.

Constan de una subunidad alfa, principal, y una subunidad beta reguladora. SCN1A (Nav1.1): Localización en cerebro, en el segmento generador del axón y en los nodos de Ranvier.

Relacionados con epilepsias GEFS+2 epilepsia mioclónica severa de la infancia (Dravet), espasmos infantiles.

SCN2A1 (Nav1.2): Localización en cerebro y axones periféricos, en segmento generador y en nodos de Ranvier. Relacionado con epilepsias benignas. Crisis febriles y crisis neonatales.

SCN4A1 (Nav1.4): Localización en el sarcolema. Relacionado con parálisis periódicas discaliémicas, y miotonías no distróficas.

Canales de potasio activados por voltaje.

El número de canales de potasio activados por voltaje registrados en las bases de datos de la IUPHAR es ingente. Vamos a citar aquellos de mayor relevancia en patología neurológica.

KCNA1 (Kv1.1).

Se encuentra en las dendritas de células en cesto cerebelosas y otras neuronas. En el axón motor se encuentra en

...