Generación de modelos cinéticos para explicar el mecanismo de activación y modulación de canales iónicos activados por neurotransmisores

JEREMÍAS CORRADI

La Falda, Córdoba

Congreso; Cuarto Simposio Regional de Mecánica Estadística, Teoría de la Información y Biofísica (METIBI IV); 2011

Facultad de Matemática, Astronomía y Física. Universidad Nacional de Córdoba

Los canales iónicos activados por ligando pertenecientes a la familia de receptores Cys-loop son proteínas pentaméricas que median respuestas rápidas en sinápsis del sistema nervioso. Luego de la unión del agonista el canal se abre permitiendo el pasaje de iones al interior celular. En presencia constante del agonista el receptor ingresa a un estado desensibilizado no conductor.El receptor de serotonina tipo 3A (5-HT3AR) pertenece a esta familia de receptores y se encuentra ampliamente distribuido en el sistema nervioso central y periférico. A nivel central se encuentra principalmente en áreas involucradas en el reflejo del vómito y en regiones relacionadas con desordenes neurológicos, como ansiedad, depresión y esquizofrenia.Para estudiar el funcionamiento del 5-HT3AR realizamos registros electrofisiológicos en sistemas heterológos mediante la técnica de patch-clamp para medir canales unitarios y corrientes macroscópicas. A nivel de canal único la activación del receptor se observa como eventos de apertura de 4.7 pA agrupados en largos episodios que corresponden a la activación de una sola molécula de receptor. A partir de estos registros se distingue, además, una población muy poco frecuente de eventos de subconductancia (2.4 pA, -70 mV). En registros de corrientes macroscópicas la activación se observa como un pico de corriente generada por la activación simultánea de todos los canales, seguido por una caída de la corriente en presencia del agonista, que corresponde al paso de los receptores hacia un estado desensibilizado.Combinando estos resultados definimos un modelo cinético que describe en forma precisa los procesos de activación del receptor. Valiéndonos de dicho modelo caracterizamos el mecanismo de acción de hidrocortisona (HC). Determinamos que este esteroide actúa como un modulador negativo a través de dos mecanismos de acción: actuando como un bloqueador de canal abierto y favoreciendo la apertura del canal hacia un estado de baja conductancia.Nuestros resultados avalan el modelo cinético propuesto y describen por primera vez la estabilización de eventos de subconductancia como un mecanismo de modulación del receptor.