Canalopatias

Las canalopatías: nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares y genéticas de las enfermedades humanas

Robert S. Kass
Departamento de Farmacología de la Universidad de Columbia Medical Center, Nueva York, Nueva York, EE.UU..
Dirigir la correspondencia a: Robert S. Kass, Departamento de Farmacología de la Universidad de Columbia Medical Center, 630 West 168th Street, PH 7W318, NewYork, New York 10032, EE.UU.. Teléfono: (212) 305-7444, Fax: (212) 305-8780, E-mail: rsk20@columbia.edu.
Publicado 01 de agosto 2005

Los canales iónicos son proteínas que forman poros que ofrecer vías para el movimiento controlado de iones dentro o fuera de las células. Movimiento iónico a través de las membranas celulares es fundamental para los procesos esenciales y fisiológicos que van desdeel control de la fuerza y ​​la duración de los latidos del corazón a la regulación de la secreción de insulina en las células β pancreáticas. Enfermedades causadas por mutaciones en genes que codifican las subunidades de los canales iónicos o proteínas reguladoras son conocidos como canalopatías. Como era de esperar sobre la base de las diversas funciones de los canales iónicos, las canalopatíasvan desde heredado arritmias cardíacas, los trastornos musculares, a las formas de diabetes. Esta serie de revisiones examina el papel de los canales iónicos en la salud y la enfermedad.

Introducción
Los canales iónicos son un grupo diverso de proteínas que forman poros que atraviesan la membrana lipídica de las células y realizar selectivamente iones a través de esta barrera. Los canalesiónicos coordinar las señales eléctricas en la mayoría de los tejidos y por lo tanto participan en cada latido, cada movimiento y cada pensamiento y percepción. Se han desarrollado para proporcionar de forma selectiva las vías de iones para bajar sus gradientes electroquímicos a través de las membranas celulares y, o bien despolarizar las células, al mover los iones con carga positiva, o repolarizarcélulas, moviendo iones con carga positiva hacia fuera.
Durante los últimos 50 años, nuestra comprensión de las funciones y la estructura molecular de los canales iónicos ha crecido a un ritmo rápido y ha cruzado la investigación básica fundamental de los avances en la medicina clínica. El vínculo entre la ciencia básica y la medicina clínica ha sido el descubrimiento de las enfermedades humanasrelacionadas con mutaciones en los genes que codifican las subunidades de los canales iónicos o proteínas que las regulan: las canalopatías.

Los canales iónicos: desde los axones de calamar gigante a la estructura atómica
Antes de 1982, información sobre los mecanismos que subyacen a la base iónica de la actividad eléctrica de las células excitables se limita a los sistemas modelo. Nuestracomprensión de estos mecanismos se basan principalmente en la hermosa obra de Hodgkin, Huxley, y Cole, entre otros, que descifraron la forma iónica de la excitación nerviosa en el axón del calamar gigante (1-4) y, posteriormente, mostraron que mecanismos similares fueron los responsables de excitación y la contracción del músculo esquelético de anfibios (5). Utilización de preparaciones de mamíferos,otros grupos no tardó en demostrar similar, aunque más complejo, los mecanismos básicos de la actividad eléctrica del corazón (6). Sin embargo, el vínculo entre los mecanismos de estos sistemas modelo y la fisiología humanas es indirecta. Esto cambió dramáticamente en 1982 cuando el canal de iones en primer lugar, receptor de la acetilcolina subunidad α, fue clonado (7, 8). La biología molecularproporciona las técnicas para identificar los genes que codifican los canales iónicos, y, como resultado, una gran cantidad de canales que se ha descubierto que ser críticos para la función fisiológica de prácticamente todos los tejidos, el control de ciertas funciones diversas como la audición y la secreción de insulina. La combinación de la identificación genética de los genes de los canales...