Una ligera brisa, un golpe suave: la piel humana puede sentir el más mínimo contacto. Un jugador clave en este proceso es un canal iónico en las membranas celulares internas de la piel que solo se descubrió hace siete años: Piezo2 responde a estímulos mecánicos medianteabrirse cuando la membrana celular que lo rodea se expande. Abrir el canal excita la célula sensorial para enviar señales al cerebro.
Piezo1 se abre de la misma manera que PIEZO2, pero participa en la formación de vasos sanguíneos en lugar del sentido del tacto. Los vasos nuevos solo se crean cuando se registra un flujo sanguíneo en el cuerpo, y Piezo1 es el sensor que registra elflujo de sangre. Este canal es, por lo tanto, vital para los humanos y otros mamíferos. Los ratones a los que les falta Piezo1 después de la eliminación del gen mueren antes o poco después del nacimiento.
La mayoría de los canales piezoeléctricos están cerrados
Hasta ahora, se suponía que Piezo1 y Piezo2 reaccionaban únicamente a estímulos mecánicos, tal vez debido a la estructura única de los dos canales iónicos, que es fundamentalmente diferente a la de los canales clásicos activados por voltaje. Sin embargo, un equipo de investigación dirigiópor Gary Lewin, del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz MDC en Berlín, ahora ha descubierto que los canales piezoeléctricos son de hecho muy sensibles a los cambios en el voltaje de la membrana.
Las células probablemente usan esta capacidad para protegerse de la sobreestimulación mecánica, como se informó en un artículo publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza iniciado y llevado a cabo por el Dr. Mirko Moroni, el autor principal, y otros miembros del grupo de investigación de Lewin. La investigación fue financiada por la Fundación Alexander von Humboldt y la Fundación Alemana de Investigación DFG.
Incluso las moscas y los peces tienen el mecanismo de protección
"Cuando el voltaje de la membrana es normal, que en la mayoría de las células es de 60 mV, alrededor del 95 por ciento de todos los canales piezoeléctricos están cerrados y permanecen cerrados incluso cuando están expuestos a estímulos mecánicos", explica Lewin. "Más canales se activan solo cuandoel voltaje cambia y la membrana se despolariza ". El investigador explica que esto parece ser una propiedad evolutiva muy antigua y que desempeña un papel extremadamente importante.
Dado que también se han descubierto canales piezoeléctricos dependientes del voltaje en las moscas de la fruta y el pez cebra, los científicos han concluido que este mecanismo de protección recientemente descubierto probablemente ha existido durante muchos millones de años. De hecho, el mecanismo es aún más pronunciado en ambos casos.especies de lo que es en especies evolutivamente más jóvenes como ratones y humanos.
Una mutación en Piezo1 daña los glóbulos rojos
Esta importancia de la regulación del voltaje no solo se demuestra por el hecho de que ha existido claramente por más de 100 millones de años, sino que Moroni también descubrió una mutación en los canales Piezo1 de las células sanguíneas humanas que altera la dependencia del voltaje de estos canales iónicos,haciéndolos mucho más sensibles a los cambios en el potencial de membrana y, por lo tanto, más sensibles a los estímulos mecánicos.
"Las personas con esta mutación genética padecen una enfermedad llamada xerocitosis hereditaria", dice Lewin. Esta es una anomalía congénita de glóbulos rojos que conduce a anemia en los pacientes afectados. La patinadora de velocidad alemana Claudia Pechstein en realidad sufre de una forma leve de esta enfermedad, razón por la cual se descubrió que tenía demasiados glóbulos rojos inmaduros en su cuerpo en 2014 y se sospechaba que estaba dopando.
El mecanismo fue descubierto por casualidad
"El hecho de que las personas se enfermen como resultado de un cambio en la dependencia del voltaje de los canales piezoeléctricos demuestra la importancia de este mecanismo, que pasó desapercibido durante tanto tiempo y fue descubierto por casualidad por el Dr. Mirko Moroni", diceLewin. El mecanismo parece proteger a las células sanguíneas del estrés mecánico al que de otro modo estarían expuestas permanentemente a medida que viajan a través de vasos sanguíneos estrechos. Como siguiente paso, Lewin y sus colegas quieren averiguar si la alteración de la dependencia del voltaje de Piezo2 tieneimpacto en el sentido del tacto de la piel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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