De acuerdo con Ricardo Félix, los canales iónicos son proteínas en la membrana que funcionan como compuertas que regulan el paso de los iones, éstas facilitan la comunicación celular y mantienen el correcto funcionamiento de células y tejidos

“Los canales iónicos son verdaderas máquinas moleculares que gobiernan la electricidad de la vida, estas proteínas de membrana actúan como compuertas selectivas que controlan el flujo de iones, a través de las células, y permiten la generación de un latido y del pensamiento”, expuso Pablo Rudomin, miembro de El Colegio Nacional, al coordinar la conferencia “Canales Iónicos: las fascinantes máquinas moleculares de la vida”.

La sesión formó parte del ciclo Las neurociencias en México y el mundo, coordinado por el colegiado y Ranier Gutiérrez, del CINVESTAV. Rudomin señaló que la precisión de los canales iónicos es asombrosa y responden en milisegundos a estímulos clínicos, eléctricos o mecánicos. Hoy se sabe que están implicadas en casi todas las funciones celulares y que las mutaciones en estos canales causan enfermedades como migrañas o epilepsias, incluyendo el mal del Parkinson.

“Los canales iónicos encarnan la unión entre la física, la evolución y la medicina, máquinas nanoscópicas surgidas de mil millones de años de selección, natural cuyo funcionamiento sostiene cada latido, cada pulsación y cada recuerdo”, subrayó el colegiado.

Al tomar la palabra, León D. Islas, del Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina de la UNAM, explicó que para entender el funcionamiento de los canales iónicos se puede pensar en una planta llamada mimosa, que venden en Xochimilco, y que, al tocarla, toda la hoja responde con un movimiento, se trata de una respuesta eléctrica frente a un estímulo mecánico. “Uno de los ejemplos más cercanos a nosotros es colocar la mano en el pecho y sentir el latido de nuestro corazón”.

“Cuando estudiamos el origen de estas contracciones, lo que vemos es que las propias células del corazón son capaces de contraerse con el mismo ritmo cardiaco, lo interesante es que las contracciones van acompañadas con la producción de una señal eléctrica, si desaparece esta señal, las células dejan de moverse y tendríamos problemas cardiacos”, puntualizó el investigador. Agregó que uno de los ejemplos más comunes en el que está involucrada la bioelectricidad y los canales iónicos es en cómo funcionan las neuronas.

De acuerdo con el científico, las neuronas son responsables de las funciones motoras, de las funciones sensoriales y cognitivas, y todas éstas son producidas por la existencia de canales iónicos y por el funcionamiento de los mismos. “Los canales iónicos juegan papeles importantísimos a todos los niveles evolutivos y en prácticamente todas las funciones biológicas. La electricidad es un elemento esencial en los seres humanos”.

Detalló que las células producen aproximadamente unas diez milésimas de la cantidad de electricidad de un enchufe de casa y que el mecanismo por el que funcionan consiste en que cada una de ellas contiene citoplasma con una gran cantidad de ion potasio en su interior y de sodio en su exterior. “Dadas las condiciones en las que los iones se pueden mover, las células son ligeramente negativas con respecto al exterior. Lo que ocurre es que el sodio entra al interior de la célula y al tener carga positiva, el potencial se hace positivo, por el contrario, el potasio se sale de la misma, lo que genera un cambio transitorio”.

Islas subrayó que básicamente todos los organismos que producen señales eléctricas usan este mecanismo, o variaciones del mismo. “Se trata de máquinas moleculares y todos los mecanismos que permiten que los caneles se abran o se cierren dependen de la interacción de las partes de la estructura de cada canal. Son pequeñas máquinas con pistones, engranes, cilindros y hay partes en estos elementos que se comportan así en respuesta al potencial eléctrico”.

En su participación, Ricardo Félix, profesor del Departamento de Biología Celular del Centro de Investigación y Estudios Avanzados, se refirió a los canales de calcio dependientes del voltaje en el sistema nervioso y a su impacto en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson. Describió que los canales iónicos son proteínas en la membrana que funcionan como compuertas que regulan el paso de los iones, éstas facilitan la comunicación celular y mantienen la homeostasis, lo que es esencial para el correcto funcionamiento de células y tejidos.

“Los canales iónicos pueden abrirse o cerrarse en respuestas a estímulos físicos, como fuerzas mecánicas, cambios en la temperatura y cambios en el voltaje. Permiten la propagación de señales eléctricas en células excitables como las neuronales y las musculares”.

Señaló que los canales de calcio se relacionan con funciones esenciales como el movimiento de los músculos, la liberación de hormonas y la comunicación entre las células, de ahí que permitan que el corazón lata y el cerebro piense. “Los cambios en los niveles de calcio actúan a manera de lenguaje molecular que permite a las células responder adecuadamente estímulos, regulan procesos en las células cardiacas y la expresión genética”.

El profesor subrayó que los canales de calcio modulan la excitabilidad neuronal y la liberación de neurotransmisores en la sinapsis. “Están implicados en trastornos neurológicos como epilepsia y migraña, que pueden ser causadas por mutaciones o alteraciones genéticas que afectan el funcionamiento de los canales y un mal control del flujo de calcio de las neuronas. Lo anterior genera descargar anormales que producen los daños celulares”.

Con relación al Parkinson, el especialista expuso que se trata del segundo trastorno neurodegenerativo más frecuente y se caracteriza, porque afecta principalmente el movimiento. Se trata de un padecimiento vinculado directamente con el mal funcionamiento de los canales de calcio en las células.

“La regulación del calcio en las neuronas dopaminérgicas es fundamental, porque controla la liberación de dopamina, neurotransmisor clave para el control del movimiento. Un exceso de calcio dentro de la célula es tóxico, porque causa el daño celular y determina la muerte progresiva de las neuronas en la enfermedad”, concluyó Ricardo Félix.

Fuente: El Colegio Nacional