Efecto de los iones Na+, Mg2+ y Ba2+ sobre la actividad tipo ráfaga del canal de K+ mecanoactivado del eritrocito humano, HEMKCA (Human Erythrocyte Mechano-activated K+ Channel A)

Abstract

Resumen Los canales de potasio son proteínas transmembrana que permiten el flujo selectivo de este ion y son importantes en numerosas funciones celulares. El HEMKCA es un canal de K+ activado por presión, que se encuentra en la membrana de los eritrocitos humanos y que fue registrado por primera vez en nuestro laboratorio. La selectividad de los canales es uno de los procesos más exquisito estudiados en la biología, igualmente es bien conocido que algunos iones en solución pueden actuar como bloqueadores de canales, obstruyendo la vía de conducción iónica por un intervalo de tiempo dado. En este sentido, el presente trabajo se centra en estudiar el efecto de los iones Na+, Mg2+ y Ba2+ sobre la actividad tipo ráfaga del HEMKCA, empleando para ello la técnica de T.U.G.O patch clamp. De esta manera, se evaluó el efecto de los iones Na+, Mg2+ y Ba2+ sobre la probabilidad de apertura (Po) y las variables intra-ráfaga del modelo cinético que hemos propuesto para este canal. Una ráfaga es un grupo de aperturas del canal separadas por estados no conductivos (cerrados), cuya duración es menor que un tiempo crítico dado en un universo de por lo menos dos poblaciones diferentes de estados cerrados (cortos y largos). Se encontró que el efecto que generan los tres iones es distinto. El Na+ produce un bloqueo rápido que afecta únicamente las variables intraráfaga, a diferencia del bloqueo generado por Mg2+ y Ba2+ que afectan tanto la Po como las variables intra-ráfaga, actuando como bloqueadores rápidos de la vía de permeación del canal. En presencia de Ba2+, el tiempo que pasa el canal en el estado no conductivo es mayor que con Mg2+, generando largos períodos de inactividad. La presencia de 1 mM Ba2+ produce la aparición de un conjunto de eventos cerrados cuya constante de tiempo se encuentra entre la de cerrado corto (τ1) y cerrado largo (τ2). De esta manera, se modificó el modelo cinético desarrollado previamente en nuestro laboratorio, agregando un cuarto estado denominado estado bloqueado. Estos resultados nos permiten describir un nuevo estado cinético para el HEMKCA, que surge por efecto de la interacción rápida del ion Ba2+ con el canal. El ion Ba2+ produce dos tipos de bloqueo en el canal, uno rápido y otro lento y presenta dos sitios de unión, uno de alta afinidad y iv otro de baja afinidad. Adicionalmente, se propone que los iones Na+, Mg2+ y Ba2+ actúan como bloqueadores rápidos de la actividad del HEMKCA. El efecto de estos iones sobre la actividad del HEMKCA revela dos tipos de interacción con el canal, una rápida y una lenta, cuyas diferencias se atribuyen al radio iónico y su afinidad por los sitios de unión de la vía de conducción de K+. Palabras clave: Canal iónico, HEMKCA, Ráfaga, modelo cinético