Beta-adrenergic signaling through CaM kinase II

CECILIA MUNDIÑA - WEILENMANN

New London, New Hampshire

Conferencia; Gordon Research Conferences. Cardiac Regulatory Mechanisms; 2010

Gordon Research Conferences

La estimulación beta-adrenérgica es la vía fisiológica por la que el sistema nervioso simpático regula la contractilidad y relajación miocárdicas. La unión de las catecolaminas a los receptores beta-adrenérgicos inicia una cascada de señales que comienza con la fijación del agonista al receptor, activación de la proteína G, estimulación de la adenilatociclasa, aumento en los niveles de AMP cíclico (AMPc) y activación de la proteína quinasa dependiente de AMPc (PKA). A su vez la PKA lleva acabo sus efectos a través de la fosforilación de distintos sustratos intracelulares: a nivel de sarcolema, el canal de Ca2+ tipo L; a nivel del retículo sarcoplasmático (RS), la fosfolamban (PLN) y el canal liberador de Ca2+ o receptor de rianodina (RyR2); y a nivel de las miofibrillas, la troponina I (TnI). La fosforilación del canal de Ca2+ tipo L provoca un aumento del influjo de Ca2+ al miocito ventricular. La fosforilación de PLN aumenta la retoma de Ca2+ por el RS, que es el principal mecanismo responsable de la relajación del músculo cardíaco. Durante muchos años, la PKA ocupó un rol preponderante y único en la cascada de eventos desencadenada por la estimulación beta-adrenérgica, pero actualmente este punto de vista está cambiando. Se sabe que el aumento del Ca2+ intracelular que esta intervención provoca, conduce también a la activación de la proteína quinasa dependiente de Ca2+ y calmodulina (CaMKII). La CaMKII fosforila a su vez a PLN y al RyR2. Nuestro grupo viene estudiando hace varios años la contribución de la vía Ca2+-calmodulina al estado de fosforilación de estas dos proteínas importantes en el manejo del Ca2+ intracelular y las consecuencias funcionales de dichas fosforilaciones en la estimulación beta-adrenérgica. La fosforilación mediada por CaMKII de la PLN colabora, en igual medida que la PKA, al efecto relajante de altas concentraciones de los agonistas beta. Por otra parte, la fosforilación por CaMKII del RyR2 es la responsable del aumento de la liberación de Ca2+ de vesículas aisladas de RS de corazones perfundidos con el agonista beta-adrenérgico, isoproterenol. Un hecho interesante es que la activación de CaMKII durante la estimulación beta-adrenérgica no sólo resulta del aumento del Ca2+ intracelular, ya que iguales aumentos del Ca2+ intracelular logrados en forma independiente de la estimulación beta-adrenérgica, no llevan a su activación. Este hecho nos llevó a estudiar los mecanismos que confluyen durante la estimulación beta-adrenérgica y provocan la activación de CaMKII.