Los canales de calcio dependientes de voltaje se abren al unísono, en lugar de hacerlo de manera independiente, para permitir que los iones de calcio entren y activen células excitables como las neuronas y las células musculares, según han encontrado investigadores del Sistema de Salud UC Davis y la Universidad de Washington.
La investigación desafía el canon electrofisiológico anterior y debilita la creencia previamente sostenida de que los canales de calcio funcionan de manera independiente. El estudio se publica en línea en la revista eLife .
El hallazgo es importante, dijeron los investigadores, porque comprender cómo colaboran estos canales podría conducir a mejores terapias dirigidas a los canales de calcio aberrantes en las células que funcionan mal. Los canales de calcio disfuncionales se pueden encontrar en una variedad de afecciones, como la epilepsia y la enfermedad de Parkinson.
"En el músculo cardíaco, si estos canales no coordinan su disparo, tendrá repercusiones perjudiciales en la confiabilidad de las contracciones del músculo cardíaco", dijo Luis Fernando Santana, profesor y presidente del Departamento de Fisiología y Biología de Membrana de la UCDavis ". En las neuronas, si no se agrupan, no obtienen la potenciación que necesitan para mantener disparos repetitivos".
"En un estudio anterior descubrimos que un canal malo emparejado con un buen canal puede hacer que ambos sean malos", dijo Santana. "Por lo tanto, no necesita muchos canales malos para hacer que una célula sea disfuncional y muestre patologíacomportamiento."
Para estudiar estos pequeños canales, los investigadores utilizaron microscopía de alta resolución, mediciones electrofisiológicas y tecnologías optogenéticas, sondas sensibles a la luz que pueden estimular a las neuronas a disparar señales eléctricas, para estudiar las neuronas del hipocampo de rata. Descubrieron que cuando las células comienzan a responderal calcio, los canales comienzan a agruparse en grupos de dos o más y se abren cooperativamente, permitiendo que las células se disparen más rápidamente.
"Esta es una demostración clara de que los canales de calcio dependientes de voltaje pueden acoplarse para amplificar la entrada de calcio y controlar la excitabilidad de una célula", agregó Santana. "Esta coordinación tiene una poderosa influencia en el comportamiento de las neuronas y otras células excitables".
Los canales se coordinan a través de una proteína llamada calmodulina, que se une al calcio y ayuda a transportarlo a través del canal.
"Normalmente estos canales no se tocan entre sí", dijo Santana. "Sin embargo, entra un poco de calcio y la calmodulina sirve como puente entre los canales vecinos. Influenciados por el canal que se abre primero, comienzan a abrirse al unísono, uniendo canales "
Los investigadores también encontraron que estos grupos se disuelven mucho más lentamente que el calcio asociado. Esta "memoria molecular" puede permitir que las células anticipen futuros disparos, aumentando su eficiencia.
"Siempre ha sido una contradicción", señaló Santana. "En un músculo cardíaco, se deben abrir de cinco a 10 canales para activar la liberación de calcio de manera confiable durante la activación de la contracción, pero la posibilidad de que un grupo de canales de este tipo se active simultáneamente es minúsculaa menos que haya alguna cooperación "
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Sistema de salud Davis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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