Canal iónico

Las células promueven intercambios de materia con su entorno y están rodeadas por una membrana plasmática que separa su interior del exterior.Unos pocos compuestos apolares pueden disolverse en la bicapa lipídica y cruzar la membrana plasmática sin ningún obstáculo (difusión de partículas liposolubles tales como: oxígeno, alcohol, ácidos grasos, entre otros).Los canales iónicos están formados por glicoproteínas y son componentes esenciales en la actividad de todas las células.Así, las dos grandes fuerzas que impulsan a los iones moverse son la diferencia de concentración y el gradiente eléctrico (a ambas se le llaman fuerza electromotriz).[8]​ Cuando los canales iónicos están cerrados (sin posibilidad de conducción), son impermeables a los iones y no conducen la corriente eléctrica.Así, tanto la inactivación como la desactivación son procesos que hacen que el canal pierda la capacidad de conducción, pero son procesos diferentes en el sentido de que la inactivación se dispara cuando el interior de la membrana se vuelve más positivo, mientras que la desactivación se dispara cuando el potencial de la membrana se vuelve más negativo.Los canales activados por voltaje contienen un sensor que incluye varios aminoácidos con carga positiva que se mueven en el campo eléctrico de la membrana durante la apertura o cierre del canal.La mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) ha sido la clave que nos ha permitido conocer la topología y la función de los canales K+.Posteriormente, se han clonado otros 9 canales, codificados por los genes CLCN1-7, CLCNKa y CLCNKb.Los canales Cl C-0, Cl C-1, ClC-2 y ClC-Ka/b se localizan en la membrana celular, mientras que los restantes canales se encuentran en las membranas de las mitocondrias y de otros orgánulos celulares.Los canales iónicos abren en respuesta a la unión de determinados neurotransmisores u otras moléculas.Los canales mecanosensibles, como los que se encuentran en los corpúsculos de Pacini, se abren por el estiramiento que sufre la membrana celular ante la aplicación de presión o tensión, como en la proteína PIEZO2.El mecanismo sensor en esta última clase de canales no es claro, sin embargo, se ha propuesto que los ácidos grasos de la membrana actúan como los agentes sensores mediante la activación de fosfolipasas unidas la membrana1 o bien se ha propuesto que participa el citoesqueleto que se encuentra inmediatamente por debajo del canal.Los canales iónicos son especialmente importantes en la transmisión del impulso eléctrico en el sistema nervioso.La fibrosis quística es el resultado de una mutación que modifica un aminoácido en la proteína CFTR, un canal de iones Cl-; aquí el proceso defectuoso no es la neurotransmisión, sino la secreción por varias células glandulares exocrinas cuyas actividades están ligadas a los flujos de ion Cl-.Muchas toxinas presentes en la naturaleza actúan a menudo sobre canales iónicos, y la potencia de estas toxinas ilustra aún más la importancia del normal funcionamiento de los canales iónicos.El pez globo es un ingrediente de la exquisitez japonesa fugu, que sólo puede ser preparada por chefs entrenados especialmente para separar tan suculento bocado del veneno mortal.Comer marisco que se haya alimentado de Gonyaulax puede ser también fatal; el marisco no es sensible a la saxitoxina, pero la concentran en sus músculos, que pasan a ser altamente venenosos para organismos más arriba en la cadena alimentaria.Al bloquear señales desde los nervios a los músculos, todas estas toxinas provocan parálisis y muy posiblemente la muerte.Para ello se une un capilar con una punta fina modificada de 1µm de diámetro sobre la membrana celular; mediante un ligero vacío se coloca la membrana celular densa en el borde del cristal y se aísla así un pequeño dominio de la membrana (en inglés patch) del medio circundante.Por manipulación mecánica se pueden separar los fragmentos de la membrana celular y entonces medirlos individualmente.El concepto de canal iónico fue propuesto en la década de los 50’s por Alan Hodgkin y Andrew Huxley en sus estudios clásicos sobre la naturaleza del impulso nervioso en el axón gigante del calamar.En su modelo cuantitativo propusieron que las corrientes de Na+ y K+ estaban localizadas en sitios particulares en la membrana a los cuales les llamaron “parches activos”.Esta técnica que valió el premio Nobel a sus creadores, revolucionó el estudio de los canales iónicos ya que permitió reducir el “ruido” o interferencia y registrar la actividad de un solo canal y actualmente cada año se reportan miles de trabajos realizados con esta técnica.