canales ionicos

Canales Iónicos
Características y tipos de canales iónicos. Medidas de conductancia mediante la técnica de “Patch-Clamp”. Permeabilidades relativas y selectividad. Propiedades moleculares de los canales iónicos de reposo. Propiedades moleculares de los canales iónicos regulados por voltaje. Sensibilidad al voltaje de los canales de sodio y potasio regulados por voltaje. Ciclo de funcionamientode un canal de Na+ regulado por voltaje
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 estas proteínas son las porinas, que permiten el libre paso de iones y pequeñasmoléculas 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 proteicos mejor caracterizados son los canales iónicos, que median el paso de iones através 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 su función:
El transporte de iones a través de estos canales es extremadamenterápido. 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 ion.
En algunos casos su apertura y cierre puede encontrarse regulada en respuesta a estímulos específicos.
1. Canales regulados por ligandos: abren en respuesta a la unión dedeterminados neurotransmisores u otras moléculas
2. Canales regulados por voltaje: abren en respuesta a cambios en el potencial eléctrico a través de la membrana plasmática
3. Canales regulados por un impulso mecánico: abren en respuesta a una acción mecánica
El papel fundamental de los canales iónicos regulados por voltaje en la transmisión de impulsos eléctricos fue elucidado como mencionamosen el capitulo anterior por Alan Hodgkin y Andrew Huxley en 1952.
MEDIDAS DE CONDUCTANCIA MEDIANTE LA TÉCNICA DE PATCH-CLAMP
La técnica de "Patch-Clamp", o medida de la conductividad a través de un canal individual, ha permitido investigar la apertura, cierre y conductancia de iones en canales iónicos individuales, es decir de una proteína de membrana plasmática individual. La técnica fueintroducida por Erwin Neher y Bert Sakmann en 1976, por lo cual recibieron el Premio Nobel.

 
Una pipeta de vidrio limpia con un orificio terminal de una micra de diámetro se presiona contra una célula intacta quedando cerrada por adherencia. Una ligera succión da lugar a la formación de un cierre hermético, de modo que la resistencia entre el interior de la pipeta y la disolución externa es demuchos gigaohmnios (109 ohmnios). Este cierre de gigaohmnios (llamado gigaseal) asegura que la corriente eléctrica que fluye a través de la pipeta sea idéntica a la corriente que fluye a través de la membrana que cubre el extremo de la pipeta. El gigaseal permite realizar mediciones de corriente con alta resolución cuando se aplica a través de la membrana un voltaje conocido.

En sí, es un artilugioque permite mantener constante el voltaje a través de la membrana y medir el flujo de corriente en el parche de membrana que queda en la punta de la micropipeta. En general la membrana se despolariza e hiperpolariza eléctricamente mientras se mantiene a un potencial determinado. El movimiento de iones hacia adentro o fuera cruzando la membrana puede ser cuantificado a partir de la cantidad de...