canales ionicos

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS & TECNOLOGÍA

Biología Celular & Molecular
Harry Alices-Villanueva, Ph.D.
CARACTERÍSTICAS Y TIPOS DE CANALES IÓNICOS

Al contrario de las proteínas transportadoras, los canales proteicos forman
simplemente poros abiertos en la membrana, permitiendo a moléculas de tamaño y
carga apropiados pasar libremente a través de la bicapa lipídica. Un grupo de estasproteínas son las porinas, que permiten el libre paso de iones y pequeñas moléculas
polares a través de la membrana exterior de bacterias. La membrana plasmática de
muchas células también contienen canales proteicos de agua, que permiten a las
moléculas de agua cruzar la membrana mucho más rápidamente de lo que puede
difundir a través de la bicapa fosfolipídica.
Sin embargo, los canales proteicosmejor caracterizados son los canales iónicos, que
median el paso de iones a través de la membrana plasmática. Aunque dichos canales
se encuentran en las membranas de todas las células, se han estudiado especialmente
en el nervio y el músculo, donde su apertura y cierre regulados son responsables de la
transmisión de señales eléctricas.
Propiedades de los canales iónicos relevantes para sufunción:
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El transporte de iones a través de estos canales es extremadamente rápido. Más
de un millón de iones por segundo puede fluir a través de ellos (107-108
iones/sg). Flujo mil veces mayor que la velocidad de transporte de una
proteína transportadora.
Son altamente selectivos a un tipo de ión.
En algunos casos su apertura y cierre puede encontrarse regulada en respuesta
aestímulos específicos.

1. Canales regulados por ligandos: abren en respuesta a la unión de determinados
neurotransmisores u otras moléculas
2. Canales regulados por voltaje: abren en respuesta a cambios en el potencial
eléctrico a través de la membrana plasmática
BIOL CELL & MOL

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HARRY ALICES-VILLANUEVA, PH.D.

3. Canales regulados por un impulso mecánico: abren en respuesta a una acciónmecánica
El papel fundamental de los canales iónicos regulados por voltaje en la transmisión de
impulsos eléctricos fue elucidado como por Alan Hodgkin y Andrew Huxley en 1952.
PERMEABILIDADES RELATIVAS Y SELECTIVIDAD
Los conductos o canales iónicos son altamente selectivos.
Canales iónicos de Na+
Los canales iónicos de Na+ facilitan unas 11 veces más el paso del ión Na+ que el del
ión K+.En este caso, la dependencia de la permeabilidad con respecto al tamaño
iónico demuestra que los conductos son estrechos. En el caso de un canal de Na+ los
iones cuya esfera de hidratación presenta un diámetro superior a 5 Å quedan
excluidos.
Sin embargo, la conductancia no depende sólo del tamaño. Por ejemplo, la
metilamina tiene aproximadamente las mismas dimensiones que la hidracina y lahidroxilamina, y el canal es mucho menos permeable a la metilamina. Esto ha de
deberse a que el metilo de la metilamina no puede formar puentes de hidrógeno con
un átomo de oxígeno situado en la parte estrecha del poro, el filtro de selectividad.
Además, se ha comprobado que la conductancia del canal de Na+ disminuye cuando
baja el pH, siguiendo la permeabilidad relativa una curva devaloración de un ácido
con un pK de 5.2. Esto sugiere que la forma activa del canal contiene un grupo
carboxilato cargado negativamente.
Por tanto, el canal de Na+ selecciona el Na+ porque contienen un centro cargado
negativamente con un radio pequeño. El ión K+ no puede pasar por este filtro de
selectividad porque es mayor que el Na+
Canales iónicos de K+
Los canales de K+ son 100 veces máspermeables al K+ que al Na+. El filtro de
selectividad del canal de K+, de solo 3 Å, permite rechazar iones con radio mayor de
1.5 Å. Sin embargo, el ión Na+ desnudo sería suficientemente pequeño para atravesar
el poro.
Sin embargo, este canal no puede ser atravesado por los iones cuando están rodeados
de moléculas de agua. El costo de energía libre para la deshidratación de Na+ es
mayor que...