Canales y Transportadores

  • View
    218

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Canales y TransportadoresCanales y Transportadores

Text of Canales y Transportadores

  • Canales y

    transportadores Erick Joel Loor Domo

    Carmen Liliana Mendoza Intriago

    Lesly Hugo Snchez Rogel

  • La generacin de seales elctricas en las neuronas

    requiere que las membranas plasmticas establezcan

    gradientes de concentracin de iones especficos y que

    estas membranas sufran cambios rpidos y selectivos en su

    permeabilidad a estos iones.

    Transportadores de

    membrana

    Canales inicos

    Las protenas de la membrana

    que crean y mantiene los

    gradientes inicos.

    Son protenas que dan origen a

    cambios selectivos en la

    permeabilidad a los iones.

  • Desde la perspectiva de la

    sealizacin elctrica, los

    transportadores activos y los

    canales inicos son

    complementarios:

    Los trasportadores crean los

    gradientes de concentracin

    que ayudan a impulsar flujos

    inicos a travs de los canales

    inicos abiertos, generando as

    seales elctricas.

  • Se propuso la idea de que las membranas de las

    clulas nerviosas contienen canales que permiten el

    pasaje selectivo de los iones de un lado al otro.

    Sobre la base de las conductancias y las corrientes

    inicas medidas en experimentos de pinzamiento de

    voltaje, los canales postulados deban tener varias

    propiedades.

    PROPIEDADES

    Los canales inicos son protenas integrales que controlan el paso

    selectivo de iones a travs de las membranas celulares y, en

    consecuencia, el gradiente electroqumico. Los canales inicos

    tiene sistemas de compuertas que, en funcin de los estmulos

    externos, se abren o se cierran.

  • Los canales deban ser capaces de permitir que los iones

    atravesaran las membranas con velocidades altas.

    Como las corrientes inicas dependen del gradiente

    electroqumico a travs de la membrana, los canales

    deberan utilizar estos gradiantes.

    Dado que el NA+ y el K+ fluyen a travs de la membrana en

    forma independiente uno del otro, los diferentes tipos de

    canales deberan ser capaces de discriminar entre NA+ y K+.

    Dado que las conductancias son dependientes del voltaje,

    los canales deberan ser capaces de censar el voltaje a

    travs de membrana y abrirse slo cuando el voltaje alcanza

    niveles apropiados.

  • La primera prueba directa de la presencia de canales

    selectivos para iones y sensibles al voltaje en las membranas de

    las clulas nerviosas provino de mediciones de las corrientes

    inicas que fluyen a travs de canales inicos individuales.

    Se utiliza una pipeta de vidrio con un orificio muy pequeo

    para lograr un contacto estrecho con un rea pequea, o

    zona, de membrana neuronal.

  • Despus de succionar suavidad a travs

    de la pipeta, la conexin entre la

    pipeta y la membrana se torna tan

    fuerte que ningn ion puede filtrarse

    entre ambas.

    Por lo tanto, todos los iones que fluyen

    cuando se abre un nico canal inico

    deben ingresar a la pipeta.

    La corriente elctrica resultante,

    aunque pequea, puede medirse con

    un amplificador electrnico ultrasensible

    conectado a la pipeta.

  • El poder de resolucin del aparto de pinzamiento de voltaje

    slo alcanzaba para medir la corriente agregada, mientras

    con el Pinzamiento zonal de membrana, proporcion el

    medio para evaluar directamente las hiptesis efectuadas

    acerca de las caractersticas de los canales inicos.

    Los estudios de canal nico muestran que la membrana del

    axn del calamar contiene por menos dos tipos de canales:

    uno selectivamente permeable al NA+ y otro selectivamente

    permeable al K+.

    Los dos tipos de canales

    tienen una compuerta de

    voltaje, lo que indica que su

    apertura est condicionada

    por el potencial de

    membrana.

    En ambos, la

    despolarizacin aumenta la

    probabilidad de apertura

    del canal, mientras que la

    hiperpolarizacin los cierra.

  • Las molculas apolares y pequeas, como el oxgeno, el

    dixido de carbono y los cidos grasos, entre otros, se

    difunden libremente a travs de la membrana. Por el

    contrario, las molculas polares, como los carbohidratos,

    los aminocidos, los iones y las protenas, necesitan utilizar

    mecanismos especializados de transporte, como los

    canales inicos y las protenas transportadoras.

    Por los tanto, ambos tipos de canales deben tener un sensor de

    voltaje que detecte el potencial a travs de la membrana.

  • En la actualidad se han identificado y clonado algunos genes que codifican los canales de Na+ y del K+, y muchos otros tipos de canales; Un hecho sorprendente que ha surgido a partir de estos estudios moleculares es la diversidad de genes que codifican para canales inicos. (100 genes de canales inicos.)

    Los canales pueden ser expresados selectivamente en sistemas experimentales bien definidos, como en clulas cultivadas u ovocitos de ranas, y luego estudiados con pinzamiento zonal de membrana y otras tcnicas fisiolgicas.

  • Estos estudios han observado muchos canales con

    puertas de voltaje que responden al potencial de

    membrana de forma muy similar a los canales del

    Na+ y del K+, que subyacen al potencial de accin.

    Sin embargo otros canales estn regulados por

    seales qumicas que se unen a dominios

    extracelulares o intracelulares sobre estas protenas y

    no son sensibles al voltaje de la membrana.

    Para aumentar esta diversidad de los canales inicos

    hay algunos mecanismos que pueden producir tipos

    funcionalmente diferentes de canales inicos a partir

    de un solo gen .

  • Las protenas de los canales tambin pueden sufrir

    modificaciones postraduccionales, como la

    fosforilacin por proteincinasas lo que puede

    modificar mas sus caractersticas funcionales; por lo

    tanto aunque las seales elctricas bsicas del

    sistema nervioso son relativamente estereotipadas

    las protenas responsables de generar estas seales

    son notablemente diversas y confieren propiedades

    de sealizacin especializada a muchos de los tipos

    de las clulas neuronales que pueblan el sistema

    nervioso. Estos canales tambin participan en una

    amplia gama de enfermedades neurolgicas.

  • Todos estos genes de los canales del Na+(llamados genes del SNC) producen protenas que difieren en su estructura, funcin y distribucin en tejidos especficos. Por ejemplo adems de los canales del Na+ de inactivacin rpida descubiertos por Hodgkin y Huxley en el axn del calamar, se ha identificado un canal del Na+ sensible al voltaje que no se inactiva en axones de mamferos; Como podra esperarse, este canal da origen a potenciales de accin de larga duracin y es un punto diana de los anestsicos locales como la benzocana y la lidocana.

    En otras neuronas los canales del Ca2+ controlan la forma de los potenciales de accin generados fundamentalmente por cambios en la conducta al Na+; Tal vez el proceso mas importante regulado por los canales del Ca2+ sensibles al voltaje sea la liberacin de neurotransmisores en la sinapsis.

    En consecuencia los frmacos que bloquean los canales de Ca2+ con puerta de voltaje son especialmente tiles en el tratamiento de distintos trastornos que varan desde la cardiopata hasta los trastornos de la ansiedad.

  • Pero por lejos, la clase mas grande y diversa de canales inicos con puerta

    de voltaje son los canales del K+; Se conocen actualmente casi 100 genes

    de los canales del K+, y pertenecen a varios grupos distintos que difieren

    principalmente en sus propiedades de activacin, apertura e inactivacin;

    Tal vez la funcin mas importante de los canales del K+ es el rol que

    desempean en la generacin del potencial de membrana de reposo.

  • Muchos tipos de canales inicos responden a seales qumicas (ligando) mas que a cambios en el potencial de membrana. El mas importante de estos canales inicos con puerta de ligando en el sistema nervioso es la clase activada por la fijacin de neurotransmisores; Estos canales son esenciales para la transmisin sinptica y otras formas de fenmenos de sealamiento.

    Otros canales con puerta de ligando son sensibles a las seales qumicas que se originan en el citoplasma de las neuronas y pueden ser selectivos para iones especficos como K+ o CI o permeables a todos los canales fisiolgicos.

    La principal funcin de estos canales es convertir las seales qumicas intracelulares en informacin elctrica. Este proceso es particularmente importante en la transduccin sensitiva en donde los canales regulados por nucletidos cclicos convierten los olores y la luz, por ejemplo, en seales elctricas. Aunque muchos de estos canales inicos con puerta de ligando se localizan en la membrana de la superficie celular, otros estn en membranas de las organelas intracelulares como mitocondria o el retculo endoplasmatico.

  • Otros canales inicos responden al calor o a la

    deformacin de la membrana. Los canales inicos

    activados por el calor, como algunos miembros de la

    familia de genes potenciales de receptores

    transitorios, contribuyen a las sensaciones del dolor y

    temperatura y ayudan a mediar la inflamacin. Una

    forma especializada de estos canales hace posible la

    audicin al permitir que las clulas ciliadas auditivas

    respondan a las ondas sonoras.

  • Enfermedades causadas por alteracin de los canales

    inicos (Canolopatas)

    Miotona: Rigidez muscular debida a

    una excitabi

Search related