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Amortiguamiento de calcio

El tampón de calcio describe los procesos que ayudan a estabilizar la concentración de iones de calcio libres dentro de las células, de manera similar a cómo los tampones de pH mantienen una concentración estable de iones de hidrógeno. [1] La mayoría de los iones de calcio dentro de la célula están unidos a proteínas intracelulares, dejando una minoría libremente disociada. [2] Cuando se agrega calcio o se elimina del citoplasma mediante transporte a través de la membrana celular o el retículo sarcoplásmico , los tampones de calcio minimizan el efecto sobre los cambios en la concentración de calcio libre citoplasmático al unir calcio a las proteínas intracelulares o liberarlo de ellas. Como resultado, el 99% del calcio agregado al citosol de un cardiomiocito durante cada ciclo cardíaco se une a amortiguadores de calcio, creando un cambio relativamente pequeño en el calcio libre. [2]

La regulación del calcio libre es de particular importancia en las células excitables como los cardiomiocitos [3] y las neuronas . [4] Dentro de estas células, muchas proteínas intracelulares pueden actuar como amortiguadores de calcio. En las células del músculo cardíaco, los amortiguadores más importantes dentro del citoplasma incluyen la troponina C , SERCA , calmodulina y miosina , mientras que el amortiguador de calcio más importante dentro del retículo sarcoplásmico es la calsecuestrina . [2] [5] , Los efectos de los tampones de calcio dependen de su afinidad por el calcio, así como de la velocidad con la que se unen y liberan. [6]

Significación clínica

Las alteraciones en la amortiguación del calcio dentro del citosol se han implicado en la tendencia a arritmias (ritmos cardíacos anormales) en algunas mutaciones genéticas que se sabe causan miocardiopatía hipertrófica . [7] Las mutaciones genéticas que afectan a la calsequestrina son responsables de una forma autosómica recesiva de taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica , una afección cardíaca hereditaria que puede provocar muerte súbita. [8] La amortiguación del calcio dentro de los miocitos auriculares se ve afectada por el envejecimiento en modelos animales grandes, lo que eleva el contenido de calcio del retículo sarcoplásmico, lo que potencialmente podría contribuir a una tendencia a la fibrilación auricular . [9]

Ver también

Referencias

  1. ^ Gilabert JA (2012). "Tampón de calcio citoplásmico". Avances en Medicina y Biología Experimentales. 740 : 483–98. doi :10.1007/978-94-007-2888-2_20. ISBN 978-94-007-2887-5. PMID  22453955. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
  2. ^ abc M., Bers, D. (2001). Acoplamiento excitación-contracción y fuerza contráctil cardíaca (2ª ed.). Dordrecht: Editores académicos de Kluwer. ISBN 9780792371588. OCLC  47659382.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  3. ^ Smith GL, Eisner DA (mayo de 2019). "Amortiguamiento de calcio en el corazón en la salud y la enfermedad". Circulación . 139 (20): 2358–2371. doi :10.1161/CIRCULATIONAHA.118.039329. PMC 6520234 . PMID  31082292. 
  4. ^ Schwaller B (noviembre de 2010). "Tampones de Ca2+ citosólico". Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 2 (11): a004051. doi : 10.1101/cshperspect.a004051. PMC 2964180 . PMID  20943758. 
  5. ^ Briston SJ, Dibb KM, Solaro RJ, Eisner DA, Trafford AW (noviembre de 2014). "Los cambios equilibrados en la amortiguación de Ca por SERCA y troponina contribuyen al manejo de Ca durante la estimulación β-adrenérgica en miocitos cardíacos". Investigación cardiovascular . 104 (2): 347–54. doi : 10.1093/cvr/cvu201. PMC 4240166 . PMID  25183792. 
  6. ^ Eisner, David; Neher, Erwin; Taschenberger, Holger; Smith, Godfrey (16 de junio de 2023). "Fisiología de la amortiguación del calcio intracelular". Revisiones fisiológicas . doi : 10.1152/physrev.00042.2022 . ISSN  1522-1210. PMID  37326298. S2CID  259174431.
  7. ^ Schober T, Huke S, Venkataraman R, Gryshchenko O, Kryshtal D, Hwang HS, Baudenbacher FJ, Knollmann BC (julio de 2012). "La sensibilización al Ca de miofilamentos aumenta la afinidad de unión del Ca citosólico, altera la homeostasis del Ca intracelular y provoca arritmia desencadenada por Ca dependiente de pausa". Investigación de circulación . 111 (2): 170–9. doi :10.1161/CIRCRESAHA.112.270041. PMC 3393041 . PMID  22647877. 
  8. ^ Lieve KV, van der Werf C, Wilde AA (mayo de 2016). "Taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica". Diario de circulación . 80 (6): 1285–91. doi : 10.1253/circj.CJ-16-0326 . PMID  27180891.
  9. ^ Clarke JD, Caldwell JL, Pearman CM, Eisner DA, Trafford AW, Dibb KM (octubre de 2017). "2+ manipulación en miocitos auriculares de ovejas viejas". La Revista de Fisiología . 595 (19): 6263–6279. doi :10.1113/JP274053. PMC 5621500 . PMID  28752958.