Patologías de la membrana celular

Las enfermedades de la membrana celular son trastornos de naturaleza genética que implican riesgo de vida y, por lo general, atacan a proteínas de nuestro organismo que son clave para los canales iónicos y varios receptores dentro de la membrana misma. Estas enfermedades afectan las funciones normales de las células o, simplemente, a la membrana celular. Muchos de estos problemas tienen también otros componentes.

Con el avance vertiginoso de los últimos 20 años en biología molecular, fisiología, genética, etc. y en la tecnología, es muy factible que el conocimiento del hombre acerca de las enfermedades y la precisión de sus causas aumente en forma exponencial.La canalopatología no es sólo una nueva palabra que cada día está más presente en el lenguaje científico y médico, sino una nueva rama de la Fisiopatología, área cuyo objetivo es el estudio de los mecanismos y causas de las enfermedades.

Este incremento implicará necesariamente que los nuevos vocablos del lenguaje, asociados a recientes descubrimientos, se extenderán a un público general que, habiendo asumido la responsabilidad de su salud, necesita entenderlos de una forma simple.

Un desafío constante para los científicos es transmitir los hallazgos al público, encantarlos y conquistarlos en su significado y proyección a su calidad de vida cotidiana.

En esa línea trataré de contar de qué se trata este tema. Las Canalopatías describen el conjunto de enfermedades asociadas a defectos en el funcionamiento de una clase de proteínas que genéricamente se llaman "canales iónicos ".

Los canales iónicos son proteínas integrales que están en las membranas celulares y cuya función es ser vía de paso de moléculas con carga eléctrica (iones sodio, potasio, calcio, etc.), es decir son conductores biológicos de electricidad.

Las membranas celulares separan el medio intracelular del extracelular y también los compartimentos intracelulares entre sí, de modo que necesitan variados mecanismos para establecer comunicaciones entre los sectores que segregan. Entre estos mecanismos son muy importantes aquellos responsables del transporte de solutos orgánicos e inorgánicos, agua y nutrientes en general.

La membrana celular estructuralmente está compuesta de una doble capa de lípidos que es impermeable al paso de moléculas cargadas, por ello este proceso es mediado por proteínas especializadas en transportar, entre ellas están las conocidas como canales iónicos.

Los canales iónicos tienen la capacidad de conducir millones de iones por unidad de tiempo y subyacen las corrientes iónicas involucradas en muchos procesos biológicos, además tiene la capacidad de seleccionar el tipo de ion que transportan, por un sistema más complejo que la simple selección por tamaño.

 La tercera característica es la capacidad de responder a señales muy específicas que pueden ser químicas, mecánicas o eléctricas, lo que es determinante en el rol que estas proteínas conductoras juegan en fisiología. Estos canales iónicos se encuentran en las membranas de todos los animales y participan en diferentes procesos, como por ejemplo, la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular, la regulación de volumen celular, la proliferación celular, aprendizaje y memoria etc.

Por lo anterior, es natural que haya un aumento creciente de enfermedades humanas y animales cuya causa sea un defecto funcional de un canal iónico, pues tales alteraciones pueden tener profundos efectos para el individuo.

El desafío de parte de la ciencia actual es entender los canales iónicos y las bases moleculares de las canalopatías.

 Esto implica conocer de todas las áreas involucradas, desde la genética, la biología molecular, la biofísica, entre otras, hasta el rol fisiológico de las mismas, esto no es fácil, de modo que la ciencia de hoy se enfrenta a la tarea en equipos multi disciplinarios que permitan la caracterización del comportamiento normal, la correlación entre la estructura y la función y la identificación de los "desórdenes" de los canales iónicos "enfermos". Las enfermedades asociadas a canales iónicos pueden ocurrir por diferentes razones.

Por ejemplo: a) por mutaciones cuyo resultado sea que se "pierde " la proteína o que es defectuosa,

                      b) la proteína podría estar "sana", pero el sistema que la regula ser el anómalo o

                      c) todo el sistema puede estar "sano", pero los canales son blanco de una amplia gama de toxinas que alteran su funcionalidad.

Un caso familiar de este último tipo de disfunción es el que ocurre con las llamadas neurotoxinas de la marea roja. Una de ellas es la saxitoxina ( STX) que afecta un tipo de canales iónicos del sistema nervioso, estos canales de sodio (porque conducen iones sodio) están involucrados en la transmisión del impulso nervioso y por lo tanto su falla puede causar la muerte. La STX impide que el canal conduzca, es decir "bloquea" el paso de corriente produciendo una disfunción.

La mayoría de las enfermedades que se han descrito como canalopatías son mutaciones genéticas. Por ejemplo, la fibrosis quística, enfermedad genética que afecta especialmente a los caucásicos, recesiva asintomática para los heterocigotos, pero de baja sobreviviencia en los homocigotos.

Esta enfermedad se debe a defectos funcionales de los canales de cloruro presentes en intestino, páncreas, glándulas salivales, etc.

Otras enfermedades son debido a alteraciones de canales de sodio o potasio en sistema nerviosos (ej. epilepsias con cuadros febriles, episodios atáxicos, etc.) , músculos (ej. Miotonías) incluyendo al músculo cardiaco (ej.arritmias), la lista suma y sigue incrementándose día a día.

Sin embargo, hay un conjunto de ellas en que el defecto de su regulación puede causar la enfermedad, ya que los canales también están sujetos a efectos de moduladores o reguladores - correspondiente a una amplia gama de elementos tales como calcio, hormonas, ácidos grasos, neurotrasmisores, etc. - que pueden modificar la función del canal.