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Canalopatía

Las canalopatías son un grupo de enfermedades causadas por la disfunción de las subunidades de los canales iónicos o sus proteínas interactuantes . Estas enfermedades pueden ser hereditarias o adquiridas por otros trastornos, fármacos o toxinas. Las mutaciones en los genes que codifican los canales iónicos , que alteran la función del canal, son la causa más común de canalopatías. [1] Hay más de 400 genes que codifican canales iónicos, que se encuentran en todos los tipos de células humanas y están involucrados en casi todos los procesos fisiológicos. [2] Cada tipo de canal es un complejo multimérico de subunidades codificadas por varios genes. Dependiendo de dónde se produzca la mutación , puede afectar la compuerta, la conductancia, la selectividad iónica o la transducción de señales del canal.

Las canalopatías se pueden clasificar según el sistema orgánico al que están asociadas. En el sistema cardiovascular, el impulso eléctrico necesario para cada latido cardíaco es posible gracias al gradiente electroquímico de cada célula cardíaca. Debido a que el latido cardíaco depende del movimiento adecuado de iones a través de la membrana superficial, las canalopatías cardíacas constituyen un grupo clave de enfermedades cardíacas. [3] El síndrome de QT largo , la forma más común de canalopatía cardíaca, se caracteriza por una repolarización ventricular prolongada, lo que predispone a un alto riesgo de taquiarritmias ventriculares (p. ej., torsade de pointes), síncope y muerte cardíaca súbita. [1]

Las canalopatías del músculo esquelético humano incluyen parálisis periódica hipercalémica e hipocalémica (concentraciones sanguíneas de potasio altas y bajas) , miotonía congénita y paramiotonía congénita .

Las canalopatías que afectan la función sináptica son un tipo de sinaptopatía .

Causas

Tipo genético

Las mutaciones en los genes que codifican los canales iónicos, que causan defectos en la función del canal, son la causa más común de canalopatías. [1]

Tipo adquirido

Las canalopatías adquiridas son causadas por trastornos adquiridos, uso de drogas, toxinas, etc. [1]

Tipos

Los tipos de la siguiente tabla son comúnmente aceptados. [ ¿por quién? ] [ cita necesaria ] Las canalopatías actualmente en investigación, como el canal de potasio Kir4.1 en la esclerosis múltiple , no están incluidas.

Canales iónicos versus bombas iónicas

Tanto los canales como las bombas son transportadores de iones que mueven iones a través de las membranas. Los canales mueven iones rápidamente, a través del transporte pasivo , a favor de gradientes eléctricos y de concentración (moviéndose "cuesta abajo"); mientras que las bombas mueven iones lentamente, a través del transporte activo , acumulando gradientes (moviéndose "cuesta arriba"). [10] Históricamente, la diferencia entre los dos parecía clara; sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que en algunos transportadores de iones, no siempre está claro si funcionan como un canal o una bomba. [10]

Las enfermedades que involucran bombas de iones pueden producir síntomas similares a las canalopatías, ya que ambas implican el movimiento de iones a través de las membranas. La enfermedad de Brody (también conocida como miopatía de Brody) incluye síntomas similares a la miotonía congénita , incluyendo rigidez muscular y calambres después de iniciar el ejercicio (relajación muscular retardada). Sin embargo, es pseudomiotonía ya que aquellos con enfermedad de Brody tienen EMG normal . [11]

Debido a la similitud de los síntomas, diferentes genes de los canales y de las bombas pueden estar asociados con la misma enfermedad. Por ejemplo, la polimicrogiria se ha asociado con el gen del canal SCN3A [12] y el gen de la bomba ATP1A3 [6] , entre otros genes que no son transportadores de iones. [13]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Kim JB (enero de 2014). "Canalopatías". Revista Coreana de Pediatría . 57 (1): 1–18. doi :10.3345/kjp.2014.57.1.1. PMC  3935107 . PMID  24578711.
  2. ^ Imbrici P, Liantonio A, Camerino GM, De Bellis M, Camerino C, Mele A, et al. (10 de mayo de 2016). "Enfoques terapéuticos para las canalopatías iónicas genéticas y perspectivas en el descubrimiento de fármacos". Frontiers in Pharmacology . 7 : 121. doi : 10.3389/fphar.2016.00121 . PMC 4861771 . PMID  27242528. 
  3. ↑ Marbán E (enero de 2002). "Canalopatías cardíacas". Naturaleza . 415 (6868): 213–218. Código Bib :2002Natur.415..213M. doi :10.1038/415213a. PMID  11805845. S2CID  4419017.
  4. ^ Vargas-Alarcon G, Alvarez-Leon E, Fragoso JM, Vargas A, Martinez A, Vallejo M, Martinez-Lavin M (febrero de 2012). "Un polimorfismo del canal de sodio de los ganglios de la raíz dorsal codificado por el gen SCN9A asociado con fibromialgia grave". BMC Musculoskeletal Disorders . 13 : 23. doi : 10.1186/1471-2474-13-23 . PMC 3310736 . PMID  22348792. 
  5. ^ Smith RS, Kenny CJ, Ganesh V, Jang A, Borges-Monroy R, Partlow JN, et al. (septiembre de 2018). "Regulación del plegamiento cortical cerebral humano y desarrollo motor oral por el canal de sodio SCN3A (NaV1.3)". Neuron . 99 (5): 905–913.e7. doi :10.1016/j.neuron.2018.07.052. PMC 6226006 . PMID  30146301. 
  6. ^ ab Smith RS, Florio M, Akula SK, Neil JE, Wang Y, Hill RS, et al. (junio de 2021). "Papel temprano de una Na+,K+-ATPasa (ATP1A3) en el desarrollo del cerebro". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 118 (25): e2023333118. Bibcode :2021PNAS..11823333S. doi : 10.1073/pnas.2023333118 . PMC 8237684 . PMID  34161264. 
  7. ^ Simons C, Rash LD, Crawford J, Ma L, Cristofori-Armstrong B, Miller D, et al. (enero de 2015). "Las mutaciones en el gen del canal de potasio dependiente de voltaje KCNH1 causan el síndrome de Temple-Baraitser y la epilepsia". Nature Genetics . 47 (1): 73–77. doi :10.1038/ng.3153. PMID  25420144. S2CID  52799681.
  8. ^ Hunter JV, Moss AJ (enero de 2009). "Convulsiones y arritmias: ¿diferentes fenotipos de una canalopatía común?". Neurología . 72 (3): 208–209. doi :10.1212/01.wnl.0000339490.98283.c5. PMID  19153369. S2CID  207103822.
  9. ^ Mulley JC, Scheffer IE, Petrou S, Berkovic SF (abril de 2003). "Canalopatías como causa genética de la epilepsia". Current Opinion in Neurology . 16 (2): 171–176. doi :10.1097/00019052-200304000-00009. PMID  12644745. S2CID  40441842.
  10. ^ ab Gadsby, David C. (mayo de 2009). "Canales iónicos versus bombas iónicas: la principal diferencia, en principio". Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 10 (5): 344–352. doi :10.1038/nrm2668. ISSN  1471-0080. PMC 2742554 . PMID  19339978. 
  11. ^ Braz, Luis; Soares-Dos-Reis, Ricardo; Seabra, Mafalda; Silveira, Fernando; Guimarães, Joana (octubre 2019). "Enfermedad de Brody: cuando la miotonía no es miotonía". Neurología Práctica . 19 (5): 417–419. doi :10.1136/practneurol-2019-002224. ISSN  1474-7766. PMID  30996034. S2CID  122401141.
  12. ^ Smith, Richard S.; Kenny, Connor J.; Ganesh, Vijay; Jang, Ahram; Borges-Monroy, Rebeca; Partlow, Jennifer N.; Hill, R. Sean; Shin, Taehwan; Chen, Allen Y.; Doan, Ryan N.; Anttonen, Anna-Kaisa; Ignatius, Jaakko; Medne, Livija; Bönnemann, Carsten G.; Hecht, Jonathan L. (5 de septiembre de 2018). "Regulación del plegamiento cortical cerebral humano y desarrollo motor oral por el canal de sodio SCN3A (NaV1.3)". Neuron . 99 (5): 905–913.e7. doi :10.1016/j.neuron.2018.07.052. ISSN  0896-6273. PMC 6226006 . PMID  30146301. 
  13. ^ Stutterd, Chloe A.; Leventer, Richard J. (junio de 2014). "Polimicrogiria: una malformación común y heterogénea del desarrollo cortical". American Journal of Medical Genetics. Parte C, Seminarios en genética médica . 166C (2): 227–239. doi :10.1002/ajmg.c.31399. ISSN  1552-4876. PMID  24888723. S2CID  24534275.

Bibliografía

Enlaces externos

VIDEO "Channel surfing" en pediatría por Carl E. Stafstrom, MD, en el Centro de Aprendizaje de Ciencias de la Salud de la Universidad de Wisconsin-Madison.