Cuando las células nerviosas tienen que comunicarse entre sí en nuestros cerebros, implica la liberación de pequeñas moléculas de señal, los llamados neurotransmisores, que actúan como mensajeros químicos en puntos específicos de contacto entre las células nerviosas, llamadas sinapsis. Aquí el neurotransmisor liberadoestá unida y registrada por receptores en la superficie de la célula nerviosa receptora. Esto, a su vez, activará una señal que se envía a otras células nerviosas. Los circuitos en el cerebro que usan los neurotransmisores noradrenalina, dopamina, GABA y serotonina son conocidosdesempeñan un papel importante en el estado de ánimo, la recompensa y el bienestar mental, y también tienen un papel clave en los trastornos mentales como la adicción y la depresión.
Sin embargo, después de la liberación de neurotransmisores entre las células nerviosas, deben eliminarse nuevamente para finalizar la señal. Esto se realiza mediante una familia de proteínas de transporte que funcionan como aspiradoras moleculares en la membrana celular de la célula nerviosa donde bombean elneurotransmisor de regreso a la célula nerviosa para su posterior reutilización. Este transporte es de gran importancia para la señalización entre las células nerviosas, pero ocurre relativamente lento. Un proyecto de colaboración entre investigadores del Departamento de Biología Molecular y Genética, Departamento de Medicina Clínica y Departamento de Químicaha permitido explicar lo que sucede en el paso crucial de limitación de velocidad en el proceso de transporte de neurotransmisores como serotonina, noradrenalina, GABA y dopamina, que son transportados por proteínas relacionadas con el mismo mecanismo.
Proceso de transporte complicado y que consume energía
El transporte de neurotransmisores solubles en agua sobre una membrana celular alta en grasa es un proceso complicado que se ve desafiado de la misma manera que la mezcla de agua y aceite. El proceso además consume energía, ya que las proteínas de transporte tienen que trabajar contra ungradiente químico de neurotransmisores ya acumulados dentro de la célula, al igual que requiere energía para bombear aire a un tubo de bicicleta. La fuerza impulsora detrás del proceso de bombeo de este neurotransmisor proviene de los iones de sodio que siguen al neurotransmisor, pero que a la inversa van desde una alta concentración afuerade la célula a una concentración muy baja dentro de la célula. Esto significa que el proceso de bombeo es impulsado por el co-transporte de iones de sodio. Por la misma razón, es esencial que el proceso de transporte no se cortocircuite debido a iones de sodioser transportado sin un neurotransmisor, o de cualquier otra manera gotean iones.
La primera tarea del transportador de neurotransmisores es, por lo tanto, unir una molécula de neurotransmisor desde el exterior de la célula nerviosa junto con dos iones de sodio a un sitio de unión en el centro de la proteína. Cuando están en su lugar, el transportador puede realizar un movimiento dramático,cerrando el sitio de unión hacia el exterior de la célula nerviosa y en su lugar abriéndose hacia el interior de la célula nerviosa donde se liberan el neurotransmisor y el sodio. Para permitir que el transportador exponga su sitio de unión al exterior de la célula nerviosa nuevamente para llevar a cabo unSin embargo, en una nueva ronda de transporte, primero debe hacer un movimiento opuesto, es decir, de orientación hacia adentro hacia afuera, pero ahora sin neurotransmisores ni iones de sodio. Este cambio es el factor limitante de la velocidad de funcionamiento del transportador de serotonina, por ejemplo.es de gran importancia para la duración de la señal del neurotransmisor. En otras palabras, el transportador tiende a permanecer en este estado orientado hacia el interior, y sustancias como el amfetala mía y el éxtasis funcionan mediante el uso del gato al transportador exactamente en este estado y lo hacen funcionar en reversa, lo que hace que libere de forma repentina y descontrolada los neurotransmisores en lugar de eliminarlos.
Cómo se mueven los transportadores sin iones y neurotransmisores
Al resolver la estructura molecular de una proteína estrechamente relacionada con estos transportadores de neurotransmisores, que se captura en un estado durante el movimiento inverso de orientado hacia adentro hacia afuera, ahora queda claro cómo el transportador resuelve el problema de moverse sin sodioiones y neurotransmisores. Un elemento de transportadores de esta familia ubicado centralmente y completamente preservado está haciendo una rotación que coloca este elemento en el bolsillo de unión vacío para neurotransmisores y distorsiona los sitios de unión de los iones de sodio. Los experimentos bioquímicos y las simulaciones por computadora muestran que esto permiteel transportador volverá al estado orientado hacia afuera y al mismo tiempo no se unirá a los iones de sodio antes de que el elemento girado haya girado hacia atrás. De esta manera, el transportador solo utiliza sodio en el proceso de avance y no mientras revierte este proceso.Los investigadores han demostrado que si este elemento giratorio se cambia muy ligeramente, el transportador no se moverárk correctamente y no puede realizar su función.
Esta nueva comprensión del mecanismo de los transportadores de neurotransmisores brinda la esperanza de mejores oportunidades para tratar la depresión, la sobredosis y la adicción, ya que ahora comprendemos mejor cómo los productos farmacéuticos y las drogas como los antidepresivos, el éxtasis y la cocaína que se unen a estos transportadores en diferentes estados debenhazlo para garantizar el efecto correcto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aarhus . Original escrito por Lisbeth Heilesen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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