Articulo canales ionicos

ENERO 2011

A

ARTÍCULO DIVULGATIVO:
Canales iónicos: una pequeña
degustación para empezar

Dr. Antonio Felipe
Laboratorio de Fisiologia Molecular (http://www.bq.ub.es/MP/recerca.html)
Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, Institut de Biomedicina (IBUB),
Universitat de Barcelona

Los canales iónicos son proteínas que se encuentran en las
membranas celulares. Mediante la apertura de unporo conducen
iones generando una actividad eléctrica que controla el potencial
de membrana. Su actividad es fundamental en la generación del
potencial de acción cardíaco o la transmisión nerviosa. Además
intervienen en numerosos procesos biológicos tan diversos como
la activación y la proliferación celular, el control del volumen
celular o la secreción de insulina. Numerosas patologías estánrelacionadas con estas proteínas y se engloban dentro del término
Canalopatías.

Importancia fisiológica
Querría empezar comentando que pocas
áreas científicas tan específicas han
dado tantos premios Nobel: 1963, John
C. Eccles, Alan L. Hodgkin y Andrew
F. Huxley, Fisiología y Medicina: “por
sus
descubrimientos
sobre
los
mecanismos iónicos envueltos en la
excitación e inhibición de las porcionesperiféricas y centrales de la membrana
de las células del sistema nervioso”;
1991, Erwin Neher y Bert Sakmann,
Fisiología y Medicina: “por sus
descubrimientos sobre la función de los
canales iónicos en las células”; 2003,
Peter Agre y Roderick MacKinnon,
Química: “por sus descubrimientos
sobre canales en la membrana celular”.

La vida a nivel celular se basa en
una lucha constante por mantener undesequilibrio iónico entre la célula y su
entorno. La célula está recubierta de una
membrana lipídica que es impermeable
a los iones. Este desequilibrio genera el
potencial
de
membrana.
La
permeabilidad iónica se debe a los
transportadores y a los canales iónicos.
Los primeros intervienen en la
generación del desequilibrio y los
canales juegan a favor de gradiente
electroquímico sirviendo de poros paraque los iones fluyan a través de la
membrana. Las diferencias entre las
concentraciones iónicas externas e
internas generan un potencial de
membrana electronegativo. Los iones
(Na+, K+, Ca++, Cl-, etc..) son cargas
eléctricas, eso quiere decir que tenemos
más cargas negativas dentro de la célula
que fuera (o más positivas fuera que
dentro). La proteína Na+-K+ ATPasa
mantiene
en
desequilibrio
lasconcentraciones de Na+ y de K+

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generando
electronegatividad
y
gradiente. Con este gradiente trabajan
los canales de Na+ y de K+ ya que unos
entran Na+ y otros extraen K+. De esta
misma manera se pueden entender los
movimientos de otros iones como el
Ca++ y el Cl- que también disponen de
canales específicos. Caso aparte es el
agua.
Los
canales
iónicos
son
proteínas integrales de las membranasque generan poros a través de ellas.
Estas macroestructuras se abren, bien
por la unión específica de ligandos, bien
por cambios de voltaje en la membrana.
Se encuentran en todas las membranas
celulares y son importantes en procesos
tan diversos como la excitación
muscular y nerviosa, la secreción
hormonal, la transducción sensorial, el
aprendizaje y la memoria, el
crecimiento celular, el balancehídrico y
la homeostasis salina y la regulación de
la presión sanguínea (1). Una función
anómala ocasiona graves trastornos
fisiológicos cuya sintomatología se
engloba bajo el término Canalopatías
(2).

Figura 1. Potencial de acción cardíaco. Las
actividades de los canales iónicos que lo
generan se superponen en cada una de las fases.

Tanto en el potencial de
membrana de las células nerviosas

comoen el potencial de acción cardíaco
la secuencia de acontecimientos
normalmente se inicia mediante una
apertura de canales de Na+. Esto se
produce por cambios en el potencial de
membrana o por la acción de ligandos,
como
en
el
caso
de
los
neurotransmisores. La entrada de Na+
que despolariza la membrana activa los
canales de potasio que, sacando K+,
tienden a restablecer el potencial de...