•-1-- sc~>í}2 AM
BIBLIOTECA 0CM 5306065673
FACULTAD DE CIENCIAS UNIVERSIDAD
BIOLOGICAS
COMPLUTENSE
DE MADRID
CARACTERÍSTICAS ‘Y FUNCION DE LOS CANALES IONICOS DE MEMBRANA DEL MUSCULO DEL CANGREJO DE RIO
ALFONSO ARAQUE ALNENDROS
INSTITUTO
CAJAL
C’S.I.C-
Tesis
Doctoral
Julio,
17.23
ccc
1993
Consejo Superior de Investigaeiones Ciernihcas
Icsi~J
INSTITUTO CAJAL Avenida Docto, Arce, 37. 28032 Madrid. España
WASHINGTON BURO BObETA, Doctor en Medicina, Profesor de Investigación del Consejo Superior de investigaciones Científicas
CERTIFICA: Que O. Alfonso Araque Almendros ha realizado bajo su dirección, en el Instituto de Neurobiología “Santiago Ramón y cajal” del consejo Superior de Investigaciones Científicas, los trabajos correspondientes a su Tesis Doctoral titulada “CARACTERíSTICAS Y FUNCION DE LOS CANALES IONICOS DE MEMBRANA DEL MUSCULO DEL CANGREJO DE RIO” para alcanzar el Grado de Doctor, y queda contorne con su presentación para que sea juzgada. Y para que así conste, firma el presente en Madrid, a dos de Junio de mil novecientos noventa y tres.
ngton Buño
4/~
A mis padres, Antonio y Araceli A mis hermanos A Maica, Chiquilla de mis sueños
el espíritu humano revelaba su participación en el universo mediante teoremas exactos... ‘Memorias de Adriano”, Marguerite Yourcenar.
“Malalda 1”, Quino.
Y en tanto que él iba de aquella manera menudeando tragas, no se le acordaba de ninguna promesa que su amo le hubiese hecho, ni tenía por ningún trabajo, sino por mucho descanso, andar buscando las aventuras, por peligrosas que fuesen. “El Ingenioso Hidalgo Don Quijote de la Mancha”, Miguel de Cervantes.
A NODO DE AGRADECIMIENTOS
Muchos son quienes han contribuido, aun sin saberlo, a que haya llegado hasta aquí. De todos debo y quiero acordarme ahora. Washington Buño, mi maestro. Que me enseñó electrofisiología (lo de menos), el gusto y el entusiasmo por la Ciencia. Y más, que no todo en la vida es Ciencia. Trabajar con él siempre es un privilegio y un placer. Mi mayor admiración, respeto y afecto. Juan Lerma, quien primero me ayudó en esto. Riguroso, a veces severo, pero siempre a mano y dispuesto para cualquier ayuda. Aún recuerdo mi primer día, que me invitó a comer, y un caté que apenas pude terminar, y es que el cangrejo siempre ha mandado. Luis Barrio, el tercero que me acogió en el viejo edificio, afable y espléndido, a quien debo muchos buenos consejos. La calidad científica y humana de ellos tres ha sido y es referente de mi esfuerzo. Benjamín Fernández, que quiso enviarme al Instituto Cajal, casi sin conocerme, con una confianza en mi inestimable. José María Velasco, un torrente de aire fresco, que me conoció antes que yo a él. Omar Macadar, en un verano inolvidable. Gran maestro. Privilegio de haberle conocido, por su hablar y su escuchar. Es dificil aprender tanto, de tanto, en tan poco tiempo. Además traía cerezas, y la pasamos bien, muy bien. También los franceses. Sobre todo, Daniel Cattaert y Franqois Clarac. Y Marsella. Mis amigos del laboratorio. Antonia García, que siempre me ha escuchado, que no es poco, y a quien debo más de lo que imagina. Paco Peláez, que me enseñó a tomar sidra y, aunque no es del atleti, siempre me ayuda. Obristián Bonansco, que no sé, pero que está. Michel Borde, con quien me gusta discutir, que aprendo mucho, y que además juega al fútbol. Y los que serán. Espero. Mis amigos de fuera. Todos. Ellos se saben. Y Miguel, compañero de viaje. Y Jesús y Montse, que siempre están a un fin de semana de Venecia. Mi familia, y, sobre todo Maica, porque quiere y porque quiero. Ayuda, estimulo y comprensión. Que mucho de mí es de ellos. También la reina de Africa y el hombre tranquilo, el adagietto, los alfiles, los trenes, Atenea. Quiero agradecer a la Caja de Madrid, la beca. A los agraviados, si los hay, que los habrá: gracias por la benevolencia. He aprendido mucho y disfrutado más, pero lo mejor, sin duda, es haberlos conocido.
1.
INTRODtJCCION Y OBJETIVOS
1.1. INTRODUCCION
2
1.2.
7 7
INTRODUCCION AL PREPARADO EXPERIMENTAL 2.1. AFERENCIAS Y SINAPSIS lA. Características morfológicas IB. Características fisiológicas
2.11. FIBRA MUSCULAR ITA. Características morfológicas 118. Características fisiológicas 2.111. ANATOMíA 1.3.
II.
OBJETIVOS
7 8 •
.
.
.
•
.
.
.
•
.
.
.
11 11 11 12
•
.
.
.
14
MATERIALES Y NETODOS 11.1.
DISECCION
18
11.2.
ESTINTJLACION AFERENTE
19
11.3.
MICROELECTRODOS
20
11.4.
REGISTRO INTRACELULAR
21 23 24
4.1. FIJACION DE CORRIENTE CON DOS ELECTRODOS 4.11. FIJACION DE VOLTAJE CON DOS ELECTRODOS 4.111. CONDICIONES DE REGISTRO o CRITERIOS DE BONDAD DE REGISTRO • lIlA. Fijación temporal de Vm • urB. Fijación espacial de Vm
27 27 28
11.5.
SOLUCIONES DE PERFUSION
30
11.6.
APLICACION LOCALIZADA EXTRACELULAR
31
11.7.
INYECCION INTRACELULAR
31
11.8.
PROCESAMIENTO DE RESULTADOS
32 32 33 33
8.1. SUESTRACCION DE CORRIENTES LINEALES 8.11. AJUSTES EXPONENCIALES A CORRIENTES 8.111. ESTADíSTICA
1
III.
RESULTADOS III .1.
ACTIVIDAD ELECTRICA: POTENCIAL Y CORRIENTES TOTALES DE MEMBRANA. 1.1. RESUMEN 36 1 • II. INTRODUCCION 37
1.111. METODOS 1.1V. RESULTADOS l.V. DISCUSION
38 39 45
111.2. CARACTERIZACION DE LA CORRIENTE INSTANTANEA DE PERDIDA (Ir)
2.1. RESUMEN 2.11. INTRODUCCION 2.111. METODOS 2.1V. RESULTADOS IVA. Caracterización general IVB. Efecto de distintos iones sobre 1, 2.V. DISCUSION 111.3.
CARACTERIZACION DE LA CORRIENTE ACTIVADA POR HIPERPOLARIZACION (1,»).
3.1. RESUMEN 3.11. INTRODUCCION 3.111. METODOS 3.1V. RESULTADOS IVA. Relación I—V instantánea de lA,» IVE. Dependencia de voltaje de CA,» IVC. Dependencia de tiempo de 1,,» IVD. Naturaleza iónica de IA,»~ Efecto de iones fisiológicos tVDa. Iones Na IVDb. Iones Ca2~ y Mg’ IVDc. Iones CV IVDd. Iones K~ IVE. Efecto de iones no fisiológicos IVEa. Cationes monovalentes (Cs~’ y RW) IVEb. Cationes divalentes (Ba’~, Mn2t Cd2~ y Zn2) .
3.V. 111.4.
.
47 48 50 51 51 54 56
DISCUSION
.
.
.
.
.
•
.
.
.
76 77 77 77 80 84
.
84
. .
CARACTERIZACION DEL BLOQUEO DE 1,,» POR Cd’~ Y Zri2. 4.1. RESUMEN 4.11. INTRODUCCION 4Á111. METODOS
4.1V. RESULTADOS 4.V. DISCUSION
II
63 64 66 69 71 72 74
86 86 91 92
93 94 105
111.5
-
CARACTEPIZACION DE LA CORRIENTE DE ENTRADA ACTIVADA POR DESPOLARIZACION + y en el control; C, la diferencia entre el parámetro de pendiente S en Cd" y en el control.
101
desplazamiento
de
potenciales por
presencia
que
que
y 1.4
en el
veces
tanto,
por
ejemplo,
unión
que
en ningún
de
los
el
ejercer
transportar
1,.
El mayor
grado
,(Figuras
4.1
dependiente
de
obtenidos
su
sobre
Figura
4.5
de tal
a
aumentada 30 mV más
y 10.8
mM K',
en presencia
[K'],,
con
K' por
1,
7,
de Cd2+
permite
GAm,IPI en
presencia
valores
Cd"
función
opuesta
función
de
los
[CdZ'lo,
valores
medios
aumentando
medios
de
del
0.5
de Cd"
Los
resultados
la en
es
en la
G,.,,,
el
4.5
donde
relación
los
(Y)
control,
bloqueo.
pueden
mM
de diferentes
El
a medida
Y se
de
La Figura
de
de
lugar
se representan
a G,,,,
grado
para
efecto
efecto
sobre
respecto al
el
en 5 mM que
que el
el
que el
a aquel
concentraci6n-efecto.
los
Así,
que
presente
de voltaje
representan
es
ende,
en
de unión
es diferente
sobre
simbolos
la
concluir
su lugar
extracelular.
concentración-efecto
de
podemos
suponer
10 fibras
relaciones
Cd2' no es afectado
por
de 1,
G, y su dependencia como
y,
concentración de
por
por
la relación
ésta.
contrario,
claramente
Vo en 5.4
A muestra
bloqueo
el
a potenciales
bloqueo
de bloqueo
y 4.2),
a partir
[Cd'*],
decir,
está
bloqueo
caso
canales
de Cd2' para
K' para
7,
respectivamente,
de sus manifestaciones
bloqueo
Cd"
Vo,
respectivos
mayor,
puesto
Cd2' no compite el
los
que
Por
control.
Por ninguna
de activación).
de Cd'+;
hiperpolarizados es 1.5
curva
negativos
más
la
la
es
grado
que
de
de
aumenta
ajustar
a
la
ecuación: Y = Y,, deducida
de la
Y, Cd es [Cd"],,
ecuación IC,
[l+(Cd/IC,)]-"
de Hill, es la
(4.1)
donde
constante 102
Y,,
es el
de disociacibn
valor
mdximo aparente
de (es
decir,
la
[Cd"],
coeficiente
en
de
exponente)
Hill
r 0.02
de tal
ajuste
(r
aparece
a partir
un valor
medio
bloqueo
= 0.452
>0.99)
de
coeficiente unidos
cada
i6n
a lugares
bloqueante
Por
otra
sobre
entre
parte,
Así,
frente
bloqueo curva
de
G,
acusado
de activación
del
capitulo
por
tanto,
altas
III.3) la
[Cd2+10.
indeterminado. >0.95;
a la y,
obtención Además,
los
No obstante, no mostrado)
a la
esperable
valores
la
deducida
de
la
relación de
del
la
efecto
de
medias
(R)
solución
fiable
Vo es
se ajustan
un de
(véase
apdo.
valida
de Vo,
su NB y,
de R para
matemáticamente razonablemente
ecuación
R = R.,.,. [l-(l+(Cd/IC,)-'1, también
de
es decir,
saturación
= 0,
el
de bloqueo.
ajuste
de Boltzman
G,,,.
cual
a 5 mM producen
determinación
de una cuando
un
se
proporciõn
y Vo en la
superiores
una
por
desplazamiento
[Cd2'],
ecuación
la
la
diferencias
impide
toma
efecto
en
ilustra
las
que
así,
Hill
a partir
de diferentes
tan
tal
lugar
se representan
[Cd2+],
que
a un único
el
que
saturacibn
es l:l,
cuantificada
a [Cd*'],.
de Cd2' sobre
de bloqueo
sobre
son Y.,,
de manera
que
B
del
estadistico
la
de
4.5
el
se incrementa,
sugiere
[Cd"],
de G,,
Vo.
cual
Figura
de
esta
ecuación
unido
la
Vo en presencia
control,
lo
se halla
de activaci6n
fc@*],
efecto
el
10 mM; 6)
específicos
concentración-efecto curva
que
según
de
a la
es 1,
obtenidos
mM, y alcanza
alrededor
de Hill
ajuste
cual
absoluto
extracelular
aumenta
la
valor
análisis
a)
de 0.45
G,
en
mM. Del
de su concentración
alrededor
y
el
de mejor
se deduce
de 10 pM,
total
+ Y..,), por
k 0.045
muy aceptablemente
iones
Y =
(representado
e IC,,
G, es dependiente
(r
cual
es 1. Los parámetros
= 1.01
ajusta
la
ecuaci6n 103
de
(4.2)
Hill,
asumiendo
que
el
coeficiènte
de Hill
parámetros
de mejor
TL 0.066 (Cd"],
caso,
sobre
Vo se
asemeja
un origen
común.
se
aparente
hace
los
[Cd*+].,
coeficiente
de
alrededor
de 0.270 ).
en
bloqueantes
favor
entre mV (que
fenõmenos
de
(no
S se
muestra
diferencias
la
medias
diferentes
[Cd'*],
significativas en
la
receptores
y
entre diferentes
correlacibn
entre
(r
G,
y
según
de
que
efecto
medio
los
de
valores
Hill
1:l
bloqueo.
es
de
1
iones
Asimismo,
siendo
de -12.4
de
de
unión
>0.95),
el
de aquél
ajuste
el
se
la
su pendiente
mV por
tambi6n
cada
sugiere
desplazamiento
de
50% de que
los
Vo
son
común. concentración-efecto
Figura
4.5
entre
aquel el
valor
tener
Vo también
crece
coeficiente
lo cual
G,,,,,
(asumiendo
de
para
en un cambio
de
sobre
sobre
Cd2+,
conjeturada
mostrado),
de
significativamente
de
(P)
PM
un
cuyo
lineal
= 0.270
y Vo pueden
pendiente
(4.2)
la relacibn en
10
ec.
de un efecto
Por último,
de
bondad
bloqueo
consecuencia
[Cd"],
efecto
la
se traduce
de G,,,,..)
el
no difiere
R e Y es
mV e IC,
a aquélla
y alcanza
más,
y lugares
relación
éste
vez
a la
argumenta
bloqueo
mM (que
Una
experimentales
1)
de R. Los
concentración-efecto
G,,,.
de
valor
-+ 1.8
de Cd2+ sobre
identica
es
mínimo
= -21.8
relación
partir
con
Hill
es el
enormemente
En efecto,
incrementa
G,,,.
la
efectos
a
k,,
son k,.
En todo
que
23.8
ajuste
mu.
sugiriendo
sobre
es 1 y donde
el
en valor
[Cd*+],. S y [Cd'*],
C,
donde valor
control.
de [Cd2'], se del
No
representan parámetro
existen
medio
de
S en solución
En
efecto,
el
no es significativamente
sobre las S
en
diferencias control
coeficiente
y de
diferente
de cero. Idénticos
efectos
a los
descritos 104
por
Cd'+ son ejercidos
por
Zn",
en
un
mostrado,
rango
pero
de
véase
concentración
Figura
G,
por
resultados extracelular
bloqueo
es
dependiente
descrito
por
la
une
reversiblemente
de
disociación
1, de
compitiendo c)
Cd"
no
de 1,,
es
de
modifica
la
constante
la
de 1,
pues
G,
anómala dependiente
de en
el
cada
con mM; sitio
1,,
el
referido
ión
una
Cd"
no
b)
existe
receptor para
para
permear
a
Cd",
no
es decir,
selectiva
e)
el
Cd"
más
de éste;
para
bloqueo
de
los
de G, por
Cd"
desplaza
la
K'
curva
de
f)
Cd"
hiperpolarizados;
de activación
se
constante
de permeabilidad
d)
de
aceptablemente
de 1,
electrofisiológicas de las
corrientes
pero
no la
bloqueo
bloqueo
de voltaje. bloqueo
capítulo
de G, por
de dichas
1,
de Como
de
las
manera
corrientes
de las
son diferentes iones.
de rectificación
independiente de
resto
diferentes
corrientes
explicación
distintas
por
del III.3),
Cd2' también
corrientes
todas
y farmacológicas mediadoras
(véase
Cs'bloquea
distintas
(no
de desactivación.
del
En efecto,
sitio
E,;
anómalas
del
ser
receptor así
al
a)
que
al
sitio
tiempo
características
características
voltaje
de
diferencian
a aquellas
al
valores
constante
rectificaciones
unirse
voltaje:
hacia
bloqueo
0.452
permeabilidad
de
el
receptor
de
no modifica
de tiempo
Si las
para
no se une
dependiente
activación
media
la
sobre que:
asumiendo
y transportar
modifica
aquél
puede
sitio
unirse
membrana con K+,
no
canales
y K' para
la
y
de Hill,
Cd"
aqui
concluir
[Cd"],
a un único
entre
bloquear través
de
aparente
competencia
hasta
permiten
ecuación
de
DISCDSION
presentados
Cd"
al
3.9).
4-V. Los
igual
de la
tiempo
dependencia por
diferentes
y de
iones,
se ha propuesto
cual
los
iones
bloqueantes
campo eléctrico unibn
del
Standen
fuerza
fuerza
1978).
de
bloqueo
III.3).
rectificadora 1978),
de
anómala
y K' por
el
sitio
de permeación
un sitio
de unión
canal,
lo bloquearia).
por
canal)
v.
disminución
parece
voltaje
Ba"
Aunque
(que,
el
el bloqueo
rango
de concentración
y la idea
de que un único
sitio
receptor,
ciertas
caracteristicas
de 1, voltaje
unibn
por
Cd"
características
y no muestra De todo
ello
de este
i6n
que exista se deduce
a un sitio
receptor 106
entre
que en ella
el
que posee
permearian
de per-mear
rectificadora de Cd" i6n
a
por
el
acción
anómala en el
cual
se une a un único
de
competencia la
corriente
por Cd2' de 1, presenta
de uso,
que
del
y Stanfield,
K' (que
de este,
no es dependiente
del
existente
incapaz
su bloqueo
de las
la
por un canal
ejerce
notablemente
de
indicar
con el de la corriente
gr.,
de una
anómala
(Standen
2 iones
la
caracteristicas
la competencia
de unir
por
ser responsable
las
parecen
de
por aumento
rectificadora
garantizado
o un i6n
similitudes
Ba2*,
esta
capaz
del
ciertas
destacar
de 1977;
por la aparición
y de
de unión,
mecanismo
través
su
por Ba2+ extracelular
las que cabe
entre
el
con sitios
bloqueo
parte,
tiempo
por
canal
del
corriente
Por otra
dependiente
a
mecanismo
de la
el
Gay y Stanfield,
aumento
al desbloqueo
Similar
según
en el campo eléctrico
o bien
instantáneo
capitulo
1973;
al
el
interactúan
bien
de repulsión.
(véase
y allí
Variaciones
bien
de acción
hacia
atracción,
de ésta,
componente
general
atraldos
(Woodhull,
conducirían
disminución
Ba"
canal
y Stanfield,
la
son
de la membrana
propio
la membrana de
un mecanismo
aquel
a saber,
difieren el bloqueo
no es dependiente entre
Cd2' y K'.
de Cd"
que no está
de
ocurre
por
involucrado
en
el
mecanismo
de permeación
Un segundo corrientes que
mecanismo
la
corrientes
que
que que
modificación
de
de
K'
autores
existente
propias limite
externo
dentro
de la
de
Tal
cationes
que
de unión
para
una
atmósfera
para
que
provoque
la
resultados (1957) dependientes
en
cationes
a
presencia
de
han
sido
y para
las
de por
para
excepto
corrientes
para activadas 107
el
potencial
extensiva
a otros
los
cationes de sitios
la
exterior
de la
medio
creación
extracelular
membrana.
Frakenhaueser el
resto
la
corriente por
de
membrana
de la membrana
la
el
eléctrico
bastando
el
campo
por
el
a
la
de sus
campo por
superficial
obtenidos
de voltaje,
dado
en
interno
en
la existencia
cationes
descritos
un
grado,
superficie
potencial
potencial aquellos
menor
Ca2'
adsorbidos
hace
divalentes,
en la
del
se
iones
altera
ser
crear
necesariamente
aniónica
del
ello,
y as1
Estos
o traducido
pueden
que
(y,
variaciones
axón
membrana,
calcio
interacción,
los
del
de
calamar.
presentes
se sume a aquél
no implica
de
la
corrientes
negativas
membrana
divalentes
monovalentes),
anómala
la
de las
en
cargas
de la
(1957)
resultaban
gigante
membrana
en los
Hodgkin
de
iones
membrana
reposo".
con
"los
y
interacción
la
es aquel de estas
la
a través
palabras:
iones
variaciones
Ica”l,
axón
de las
de voltaje
de voltaje el
las de
distintos
de otras
de
que
externa
modificaciõn
Frankenhaeuser
en
con
electrice
acompañada
dependencia
presentes
por
dependencia
variaciones
propusieron
superficie
la
definen.
la
extracelulares
de
de
se vea
las
encontraron
de la
de voltaje
variación
sin
parámetros
y
responsable
dependientes
produce
Na'
de K'.
Similares y
de
Hodgkin
corrientes
rectificadora
hiperpolarizaci6n,
y,
demostrándose
que el
de,cationes
divalentes
activación
de las
(véase
incremento
Hille,
produce
corrientes
corresponde
el con
divalentes, G,
provocado
la
concentraci6n
efecto
el
por
se ha variado
bloqueante
potenciales
extracelular
de iones
6.111
y 6.VA),
de
modelo del
estados
de
de
canales
de la
probabilidad
de los
1989).
cierre,
Así,
definidas
a partir
LOS activaci6n efecto
las
modificación
de
los llevada
se
cationes de
en ningún
caso
de Ba"
o Mn*'
presencia
a Ca'+ o Mg")
por
inglés
Huxley
*Sgating'l)
sobre
(Hodgkin
la
no
se
entre
son
posibles
de
es debido
a cabo
median
por
1987;
compuerta
Cd" 108
los
diferentes
de
de
(apertura, y en función
Edman y Grampp, 1,
pueden
ser
N,-Vm y G,-Vm.
Cd",
a su acción que
y
a partir
canal
voltaje
muestran por
sus
del
del
relaciones
presentados
1952d),
definidas
estados
de
las
canales
usualmente
Edman et al.,
propiedades
de
Las propiedades
en función
ejemplo
son,
generación
y Huxley,
transición
G,, es modificada
bloqueante
compuerta
la
etc.)
resultados de
no
de activación
voltaje-dependientes.
de compuerta
(vease
y
de accibn
mecanismos
tiempo
los
divalentes
(en
Hodgkin
responsables
inactivación,
de
1,
mas hiperpolarizados,
y la
compuerta
potencial
de los
sobre
curva
equimolarmente
estos
del
de
de G,.
mecanismos al
Cd"
acción
de la
Cd2' es hacia
en un bloqueo
mecanismos
curva
mas despolarizados
de de
desplazamiento
(substituyendo
conducción
de la
potenciales
mecanismos
(véase
extracelular
acuerdo
un desplazamiento
hacia
tales
pues
Los
extracelular
1992).
Obviamente,
traduce
de la concentración
esta sobre
lo sobre
que
la
cual
indica
los
curva que
mecanismos
corriente. la constante
de su de
Ademas, de tiempo
la
de
activación
existencia
y de
diferenciada
no
sobre
dos
por
su
de los
afectado
por
el
con
del
cierre
la
canales y
idea que
cerrado,
sugerida median con
canales,
el
Cd"',
cuales
correspondientes
diferenciados.
109
tan
de la
resultados
capitulo
p resentarían
de
III.3, dos
la
entidad
responsables
de compuerta Estos
sugiere
compuerta,
y de los
canales. en
1, sus
a
mecanismo
de estos
desactivación
de
sensibilidad
y cierre
el
de
mecanismos
apertura
Cd"
la
de sólo
la
sería
apertura
y no
son coherentes según
únicos mecanismos
la
cual
los
estados,
abierto
de
compuerta
111.5.
CARACTWIZACION ACTIVADA
DE LA CORRIKNTE
POR DESFQLARIZACION
5.1. Se estudia de
rápida
músculo
la
presencia
se
En
por
presencia
su
y
presente
en
el
las
relación
TEA,
negativa,
desde
alrededor
de 0 mV, y una
a cruzar
el
existencia
un
eje
identidad
en la
de 1,
tiempo
ocurra
una
según tipo
su
presentan
relación mayor
y el
I-V,
(ahora
a
no es transitoria ve
sino
truncado
región
de
-40
mV hasta
de pendiente
positiva
valores
superiores
en la
hecho
relación
y
por
un
1,),
produce
sin
que
que a Ba" 110
los que
máximo
llegando a 30 mV. La de 1,,
la
el
máximo
y para
el
la
inactivación
indican
la
de que
Ba'*
pendiente
I-V
para
exponencial
indicando
permeabilidad
incompleta
de Ca2+ voltaje-dependiente
de Ca'*
de 1,
una
se
relación
única
de canal
La substitución amplitud
para
de esta
estacionario
1,
una
torno
pendientes
estado
de un único
en regián
únicas forma
que
presenta
de abscisas
de dos
que
de salida.
1,
umbral
indicando
presenta
persistente
corrientes de
o en
de Ca2' extracelular
divalentes,
1,
indicando
I-V
extracelular
Ca".
caracter
por
Na'
en ausencia
iones
tiempo,
verdadero
de
cationes
de
por
enmascarado
de
transitoria
(1,)
ausencia
de distintos
inactivación
La
en
de TTX y es suprimida
es transportada
de la
despolarización
modifica
o en presencia
que
de entrada,
abductor.
1ch no
1,
inicial
por
(1,)
RESDREN
corriente
activación
DE RNTRADA
sea modificada
a Ca".
existencia (CCVD).
un notable
CCVD
por
que
aumento la median
forma 1,
La
conductancia
despolarización Boltzman
f
3.13
una
pendiente
S de
6.77
mV y siendo
máxima
para
inactivación según
+ 1.01,
f
Vm >lO
4.13
1.43,
la
ecuación
de
comenzando
su
medio
a -17.14
mV (n = 17). de
ecuación
comenzando
a -33.65
medio
la
a la
un valor
voltaje
por
f
con
aumenta
(Ga)
y de acuerdo
mV, alcanzando
3.31
valor
sigmoidea
1,.
de -40
despolarización de
a
a partir
La \
de forma
con
activación
subyacente
G,
de Boltzman
aumenta con
con
la
una pendiente
en torno
a -40
mV,
presentando
y siendo
mãxima
a partir
un
de -15
mV
(n = 7). 1, inicio
alcanza del
El tiempo
pulso:
La
indicando
dependiente
que
el
tiempo
el
su máximo.
la máxima
es función
de
1,
activación
por
la
de
que
la
sigue
1,
un
variables
y presenta tiempo y su
de
1,
dependencia por
y que
la
curso
temporal
entre
una
inactivación
de Ca'+ y de voltaje,
ligera
5 y 15 ms. dependencia
es,
al
menos,
de voltaje tiempo
más
de
dependencia
dos
1,
es
de Ca2' es
limitante. es sensible CCVD que media
a dihidropiridinas 1,
flujo
de
y no a FTX,
es de tipo
5.11. El
4 y 2 ms desde
7 y 2 ms en alcanzar
de tiempo
La inactivación que
entre
de Vm.
no es total
más lenta
L
alcanzar
por
inactivación
factor
entre
con constantes
de voltaje.
el
para
inactivaciõn
acusada,
activación
tarda
decreciente
exponencial,
veces
máxima
1,
necesario
exponencial
Esta
su
iones
Ca"
a
(CCVD)
hacia
extremada
en
fisiologia
la
L.
INTRODUCCION
voltaje-dependientes relevancia
sugiriendo
111
través el
de interior celular.
canales celular Los
de
Ca" es
fenómenos
de
desencadenados
por este
Por una parte,
el
a través así
de la membrana
para
el
control,
celulares,
tales
de membrana
directo
etc.
CCVD
LOS diferentes, al.,
se
capitulo
procesos
canales III.7),
génica,
revisiones
Miller
también
y Swandulla,
1989)
tipo
conocido
como canal
ellos
descrito
presentan
que el canal
iónicos
activación liberación
de
1987;
et
de
llevadas
de los
CCVD tipo
sin
Tsien
El CCVD tipo
1989).
de Na',
cerebelo
de
ellos
uno
y
en
y está
una segregación de
respecto tipos
por
voltaje
en la membrana celular
cada
todos
pero más lenta
dependencia
que indican
et
1988;
Aun cuando
rápida
en neuronas
112
del
entre
controversia
invertebrados
al.,
se distinguen
por
presente
tipos
se ha añadido
y Sugimori,
L, N y T en distintos
e
et
de Purkinje
a cabo
L esta
Tsien
de activación
tres
T (Nowycky
neuronas
evidencias
embargo,
N y tipo
revisiones
su distribución
existiendo
Existe,
tipo
inactivaciõn,
Además,
tipos.
vertebrados
P (Llinás
rápido
L,
en
a los que posteriormente
en las
clásico
definida,
de funciones
las
una cinetica
cinética
farmacologia.
inicialmente
CCVD tipo
veanse
un nuevo
de
las
intracelular
numerosos
de determinados
clasificaron
a saber,
1985:
Carbone
bien
quimica de
expresión
el
de su concentración
como señal
el
parte,
1988).
al.,
su
transitorio
ejemplo
(véanse
participando Por otra
o indirecto,
metabolismo,
transmisor,
eléctrica.
komo activación por
de carga,
su despolarización,
que sirve
(véase
enzimática,
produce
un aumento
([Ca'+],),
naturaleza.
como ión transportador
de actividad
de ca'+ produce
intracelular
de Ca" son de doble
paso de Ca",
en la generación
flujo
influjo
los
diferentes
a la similitud
celulares. y fibras
celulas
musculares cardiacas
de
vertebrados,
su
despolarizados
(en
de alto
y su inactivación
umbral,
denominación
activación torno
(del
Swandulla,
ingles
et
1988; con
obstante,
existen
canales
semejantes
que
embargo
sin
1991):
ademas
1989)
y neuronas
ratón
(Richard
cuyas
caracteristicas
tipo
T.
et
ganglios
Asimismo, acoplamiento musculares invertebrados 1988;
Tanabe
de
un la
et
al.,
Janhsen
células papel
1984).
al.,
1990a.b;
1987;
(Cena en
113
los (E-C)
Además,
los
et al.,
et al.,
1983).
mecanismos de
las
vertebrados
Miller
1987;
Tanabe
al.,
1991;
et
de
Cazalis
de
Ashley
de Na+
neuronas
1986;
excitaci6n-contracci6n
y Brum,
provocan
de neurotransmisores
cromafines
tanto
de
L generan
y Llinás,
P por
crucial
al.,
asimilables
rápidos
Substancia et
y Fox,
a DHP pero
de acción
liberación
(Perney
esqueléticas, (Rios
umbral
de potenciales
por
juegan
sensibles
que a su vez
dorsal
y catecolaminas
canales
de alto
como
No
de embriones
canales
tales raiz
dorsal
los
en la
1989).
et
de respuesta,
1977;
et
(Akaike
tipos
involucrados
de la
rata
hacen
lentos
y
Reuter
(Mogul
los
y Slawsky,
estar
1985;
a ellas
raiz
poseen
como agonista
electrofisiológicas
de ráfagas
y neurohormonas,
1987)
1991)
otros
(Schwartzkroin parecen
al.,
8644
electrofisiológicas
de la
y a
K
y Swandulla,
propiedades
de
Carbone
BAY
al.,
son insensibles
ganglio
de acciõn
aparición
Carbone
su
sensible
actuan
et
hipotalámicas
del
Entre
potenciales la
neuronas
que
tanto,
de ahi
(véase
ejemplo,
(Nowycky
al.,
por
es
por
QUY
es lenta,
lasting")
como,
respectivamente Tsien
llamado,
tiempo
BAY K) y nifedipina,
1985;
potenciales
siendo
por
"long
(DHP)
antagonista,
al
mV),
a
Farmacológicamente,
dihidropiridinas
al.,
a -40
1989).
(abreviadamente
ocurre
de fibras
como et Györke
de al., y
Palade,
1992). El CCVD tipo
embargo
del
péptido y
CCVD tipo
1985),
al.,
aunque
procesos
ambos
de
tiempo
El
CCVD tipo
de
despolarizados umbral
(Nowycky
diferenciable e-CgTX.
Llinás
y Yarom
de
puesto
bajo
(1981)
El CCVD tipo
una
de
Aqelenopsis en la
aperta
liberación
calamar
al.,
(FTX)
et
excitadora
et como
oliva
en la
1992)
a DHP y
por
intermedio, bloqueado
veneno
de
Está
sinapsis
sinapsis
de
invertebrados
de manifiesto
en el
por
la
araña
involucrado gigante
del
neuromuscular
de
neuromuscular, (Araque
1993).
corriente
ha quedado de
puesto
entrada
presente 114
en
la
a
inferior.
sinapsis
y en la
inhibidora,
la
de bajo
de potenciales
1989).
en
poco
originalmente
del
et al.,
1989), al.,
insensible
de activación
molecular
(Llinás
al.,
(Uchitel
Como
la
peso
valores
se dice
y es específicamente
de neurotransmisor
(Llinás
mamiferos tanto
bajo
por
es fácilmente
descritos de la
terminal 1988).
para
tanto,
es
un umbral
a DHP y w-CgTX
al.,
de la generación
en neuronas
es insensible
la
los
su denominación,
ocurre por
Carbone
inactivación
proviene
que
umbral
P presenta
de
el
en
desde
Farmacol6gicamente,
es responsable
lentos
fracción
donde
1987;
et
et
por
intervenir
cinética
mV) y,
1985).
resto,
ElcanalT
acción
(de
a -80
et al.,
al.,
(Hirning
y su activación torno
del
et
N parece
una
sin
bloqueables
neurotransmisor
rápida
(en
embargo,
simpáticas
"transient")
Se diferencia a DHP (Nowycky
(McCleskey
T presenta
relativamente
ingles
sin
CCVD tipo
liberación
umbral.
su insensibilidad son,
de neuronas
El
de alto
(o-CgTX)
1989).
presináptica
de
L por
o-conotoxina
Swandulla,
del
N es también
membrana
capitulo de
III.1, las
fibras
et
musculares las
del
músculo
corrientes
de
invertebrados
la
abductor
(que
corriente
su
se
1,)
está
a la
contracción
metodologia
MATERIALES para
referencia
a las
fibras
transportada
1977). que,
del por
la
músculo
iones
Ca2+.
caracterización
CCVD que
median
de
los
1,,
y
procesos
muscular. METODOS.
e idénticos
materiales
Y METODOS y en capitulos
el
de
muestran
desencadenantes
5.111. Similar
y Zachar,
de las
de los
con
músculos
Hencek
además
como
similitud
otros
presentan
pretende
funcional
conducentes
empleados
1975;
y farmacológica
implicación
en II.
en
de entrada
capítulo
electrofisiológica
una gran
descritas
ahora
denominamos
presente
presenta
y Vassort,
que
efectivamente,
El
Ca*+
(Mounier
resultados
LOS
abductor
estudio
de 1,.
descritos
precedentes
Se hará
particularidades
a los
aquí,
especificas
han
por
sido
tanto,
sólo
seguidas
en este
estudio. En solución durante
normal,
la despolarización
relativamente con
contracción, por
un aumento
de
los
largo el
de
consiguiente la
Sin
despolarizantes
de corta
desencadenar,
en la mayoria el
despolarización. pulsos no
de duración
representando
cinetica
Por
superior ello
extremadamente
la
tanto,
casos,
rápida
115
la
la
expulsibn de
pulsos
activadas
usualmente experimental
activación
a
manifiesta,
en solución
problema de
y/o
corrientes
aplicación
serio
a su
(manifestada
contracción
de las
muscular
a 25 ms) no llega
a 25 ms ha sido
un
fibra
aplicación
(inferior
de los
estable
de la
la
embargo,
fibra
generalmente
de pérdida)
duración
registro
conduce daño
conductancia
electrodos.
permitiendo
tiempo
de la
normal
por de
evitada, dada
e inactivaciõn
la
de las
corrientes
activadas
No obstante, usado si
pulsos
bien
de corriente
ésta
111-I).
respecto
en el
conducen
Véanse apdo.
relativamente
una
concentraciones
consiguiente obtención
de
de TEA. registrada
contracción
concentraciones de estas
mecanismo
y
substitución
Zachar, total
tanto
la
de
de
por
TEA,
de pulsos
extracelular,
sin
muscular. 116
el de
la
tales inyección
en que ~610
fijación -60
de Vm en
mV)
evita
la
fibra. E-C de et
de
la a
presencia Hidalgo
con
condiciones
de la
equimolar
aplicaciõn
TEA
la
fibras
embargo,
mediante
inferiores
1967; y
Sin
en estas
TEA de esta
de las
e imposibilidad
soslayados
de acoplamiento
necesita
(Zacharova
preparación
al.,
Tan altas
espontánea,
estables.
por
et
a 50 mM)
corrientes.
contraccibn
al
son
(superiores
la despolarizaciõn
(siempre
inducida
invertebrados
contracción
(Hencek
se ve afectada
rápida
expuestas
a TEA extracelular
En efecto,
fibra
(véase
despolarización
la
la
a la
por
su
que,
despolarización
activadas
ser
subumbrales
presencia
111-I.
de
pueden
intracelular
permite
capítulo
registros
inconvenientes
El
del
a
movimiento
valores
consideraciones
supresión
conduciendo
fibra
las
de TEA provocan
musculares
la
eficaz
de
debido
además
altas
de
se han
duración
contracción
máximo
sensibles
necesitándose obtener
a la
manifiesta
de salida
poco
de mayor
al
III
Las corrientes
de corriente
despolarizante
siguiente
capítulo
para
de fijación
no es generalmente
repolarización
1978),
despolarización.
en condiciones
ocasionalmente
muscular,
por
Ca"
al.,
de los
músculos
Ca*'
extracelular
1979).
extracelular
de larga riesgo
de
Asi, por
la Ba"
duraci6n
como
de
posible
una
la
Debido etanol
al
ha
carácter
sido
el
distintas
concentraciones
volúmenes
de esta
mismo sobre
las
realizados
con
escasa
de
a la
corrientes
cual
se
por
solución (5
l%),
sido
han
debido
las
de
distintos
control.
El
etanol,
efecto
a
por
sí
Los experimentos
a cabo
del
el una
adición
a la inactivación
transformación
DHP,
obtenido
no tiene
llevados
las
conseguir
voltaje-dependientes.
DHP han
por
la
de
para
ellas,
utilizadas
iluminación
substancias,
de
solución
concentraciones
hidrófobo
utilizado
solvente
1 mM, a partir
ConcentraciOn
las
relativamente
en
condiciones
fotosensible enantiómero
de
de estas activo
en
el
inactivo. La
dependencia
caracterizada
de
voltaje
a partir
ecuación
deducida
de
de la
la
ley G,
Asi,
para
de
que tan
intersección
de
Además,
E,
puede
1,,
y,
tiempo
de
tiempo
(al
que
inicio
del
pulso
entrada,
la
capitulo
III.3
excesivamente sencillo,
puede con
1,
con el consiguiente
salida. por
complejo, técnicamente
(G,)
sido
según
la
variación
la
al
estimado
a partir
del
de
abscisas
pico
la
de G, en el
de forma
que este
aplicable
en 117
de
dependencia
de
intervalo
existente
experimental
la
de
entre corriente
el de
descrito
en el
máximo,
se hace
es el único
nuestras
la
presencia
del
de
en
introducido.
a la
pico)
y el
conocimiento
el
por
a
método
necesario
experimental
debido
despolarizante
el
1,
ha
sido
eje
embargo,
tiempo
del
ha
ser
el
error
tanto
llamaremos
para
G.
infravalorado Sin
aplicación
de
1,
(5.1) de
~610
I-V,
de
de
de Ohm:
relación
corrientes
activación
conductancia
cuantificación
ser
la
= I,/Wm-Ll,
de EaI
conocimiento punto
la
de
método,
condiciones.
por En
el
efecto, las
calculo
concentraciones
discutible
la
y el
potencial
1981;
Hille,
caso,
el
de la
suficiente
de
de G,
obstante,
III.3),
partir
IV),
corrientes
por
Y,
conductancia
en
proporcional
a la
es constante
durante
pico,
sea
en
corriente (L.1
de según
máximo
(máxima La
estado
cola
que varie
aplicación significativamente
de
uno
Así,
En
el
pico
a
ley
varía
entre
entre
un
(vease Ohm,
puesto la
la
que
Vm
ecuación (5.2)
al
máximo
1 la
un mínimo mínimo
esta
,
relativa e
estado
directamente
pico,
/( 1,x-L.)
estas
un
de
es
en el
estacionario)
en
de
la
del
de voltaje
presenta al
un NB
efecto,
se verifica
= (I-L,,)
(sea
amplitud
(ImI.)
(activacidn
en el de
la
y un máximo nula)
o un
de GEI). de
u
dependencia
cola.
máxima
pulso.
activación
dependencia
la
el
estacionario
conductancia
el
6,
apdo.
acuerdo
conductancia
es la
donde Gd&..,.
en
entrada
de
%JG,,,x
ser
substancialmente
descrito
de
estado
el
no parece
utilizarse
proporcional
el
de E,
puede
de
tanto,
En cualquier
TEA,Ba",
definir
directamente
de Ca2'
de Vm.
al
corriente
ser
y Byerly,
complejo.
alterar
de
amen de
Ca”,
Hagiwara
estimación
solución
permite
conocimiento
de equilibrio
(véase
como para
(similar
la
estacionario
1,
en la
en
las
condiciones,
de
potencial
en función
que
de
en el
es experimentalmente
magnitud
capítulo
el de
introducido
alternativo
apdo.
entre inversión
1992),
método
E,. basado
y extracelulares
identidad
error
No
de
intra
comportamiento
a
teórico
otro
diferente
voltaje
de
método (véanse
118
en
1,
determinada
solución RESULTADOS).
TEA,Ba'*
por no
la es
5.IV. IVA. La Figura
5.1
Naturaleza
A muestra
voltaje-dependientes
tardia
desde
normal de
la
-60
no
tanto
por
pulsos
mV a -35,
-25,
inicial
transitoria
solución
normal
desaparecen
en
indicando
que
corriente
inicial
analizadas
en
exclusiva
el
a la
(inferiores reconocido ninguna
bloqueante de las
adición
de Cd" los
corrientes de TTX,
entrada iones
activada
amplitud
incrementa la
por
extracelular, de
Ca'*.
(La
dependencia
de
Ca"
son
aquí
en
referencia
extracelular
un bloqueante
que
despolarización
5.1 Sin
(1,)
un
0 mM Na'
de las
la
B),
embargo,
en solución
(no
Ca2'
concentraciones
1992).
1992)
tanto,
de
(Figura
específico
(Hille,
ausencia
de bajas
se ve modificada
por
Ca2'
en
corrientes
mostrado).
corriente es
inicial
de
transportada
por
Ca".
La
en
concluir,
observadas
dependientes
CCVD (Hille,
de Na+ voltaje-dependientes Podemos
de
Ca"
de entrada
salida
descritos
en presencia
de
de
de entrada).
a los
a milimolar)
la corriente
ausencia
haciéndose
inicial
se obtienen
que
transitoria
su
III.7,
de 7
y 10 mV obtenidas
la
de
y
capitulo
resultados
extracelular
por
son
salida
corriente
Similares
o por
de
-15
ausencia
corrientes
corrientes
despolarizantes
inicial
corriente
de las
Mientras
modificada
corriente
ambas
tipicos
0 mM Ca2'.
es
la
de I,
registros
y solución
salida
extracelular, como
iónica
activadas
ms de duración ensolución
HEZWLTADOS
Figura
la
NB.
Propiedades
del
pico
despolarización 5.1
B se observa
generales
de
1,.
aumenta
(Figura que 119
5.1 la
a A,
amplitud
medida
Control). del
que
se
Además, pico
de
la
1OmV
Control
-60mVR
0 Ca'+
L
- LL 600 nA 2 n-l5 L1OmV
Control
‘c
Cd'+
-SOmV=
Vm
(mV)
-60-40-20
0
20
40
-y--+-J
-200 i \
0 '0 .w"
OmV -60mv,~-
-400
0
-600
i
-800 t
l-1000 ~_
ET
Figura 5.1. Corrientes activadas por despolarización. A, corrientes en solución normal (Control) y en solucibn 0 mM Ca". B, corrientes en solución normal (Control) y en presencia de 5 mM Cd". C, relacibn I-V del pico de la corriente de entrada en solución normal mostrado en A. D, corrientes activadas en solución normal por un pulso despolarizante cuya duración crece cada vez 0.2 ms desde 0.2 a 4.8 ms (izad.) y 1 ms desde 1 a 24 ms (dcha.). Como en el resto de figuras del presente capitulo, las corrientes de perdida y capacitivas han sido substraldas. 120
corriente que
de entrada
a -30
mV y,
relación
I-V
muestra
que
umbral
de
de,&.
que para
Podemos
así
otra
parte,
un máximo
el
del
pulso
que
llamamos
inicio (al
despolarizante
y el
despolarización de 1, es,
a lo
es éste,
sin
de los
el
una
eje
la
C)
pendiente
en torno
a 0
de abscisas
en
como es esperado
activación
de
tiempo
pico
de 1,
donde
pico)
I,,
es
la
el
provocadas
en
de la
ello
de
del
indica
y que esta
fibras un
pulso con
la
que
la
dependencia
de
lineal
registros
un pulso 121
fijación
musculares control
de
presentan
de
voltaje
y Vassort,
oscilación
como 24
intervalo
inicio
no
197513).
No
que se observa
despolarización.
III.1,
por
Todo
(Mounier
a la sumacidn
muestran
el
condiciones
de
por
el
desde
de voltaje.
fibra
caso
tiempo
progresivamente
de tiempo
en grandes
de
en el
milisegundos
entre
A y B).
dependiente
capítulo se
2 primeros
disminuye
5.1
activadas
en el
al
consecuencia
embargo,
es debida
rápidamente
Además,
registradas
largo
corrientes
corrientes
mV y un máximo
despolarizante.
a su vez,
como
uniforme
D,
un
a 40 mV (tal
es dependiente
corrientes
oscilaciones
5.1
dentro
con dos electrodos
descritas
de Vm, presentando
se desarrolla
(Figuras
activación
oscilación
5.1
-40
que
la
(Figura
a cruzar
afirmar
1,
alcanzando
las
a 10 mV. En efecto,
alcanzar
superior
es mayor
de voltaje.
Por
voltaje
tras
a -10
normal
de
llegar
de inversión
que
no lineal
alrededor
positiva
dependiente
despolarización
en solución
es función
negativa
E,,) .
Las
menor
activación
un potencial
de tiempo
embargo,
pico
ésta
mV se hace
tiempo
por
sin
del
inicialmente
para
generada
En efecto, de las
se desprende
tres
esta
corrientes de
superpuestos
despolarizante
en
desde
la
Figura de
las
-60
a 0
mV y de
duración
izquierda) la
y desde
bondad
los
creciente
de la
pocos
(vease
apdo.
IVEb
111.7)
y que,
corrientes la
mayor
amplitud
cola
obtenidas
de la
disminución
de la
repolarizar
la
corriente
existente
corrientes
están abierto,
oscilaci6n
Por
de la existencia
de
de
ésta,
de
acuerdo
a lo
los
III.6
corrientes
al
parte,
es pr6ximo
corriente final
mediadas
están
del por
pulso, de
el
respecto hecho
(véase
de verdaderas
en
de que
más abajo) corrientes 122
fuerza
la
amplitud
de
esperable
por
se
pondrá
de
transportadas mV).
óhmico
por Por
que,
estas en
(veanse
su las
III.2
y
de TEA ésta
asimismo
de salida
otra a la
que
capitulos
en presencia habla
la
de salida
membrana
los
el
hacerlo
sugiriendo
canales
y de
es proporcional
un comportamiento al
la
a -60
de cola
Las
0 mV. Sin
al
y III.7
de salida
es
la
de la corriente
capitulos
pulso
durante de
sentido siendo
electromotriz
y
entrada
mV desde
pulso,
de la
desaparezca
a -60
del
hechas otra
incremento
cambia
III.6
interrumpidos
entrada
final
presentan
consideraciones 111.3).
cola
de equilibrio
amplitud
de
el
del
de
al
fuerza
potencial
por
Vm la
inexistente
cortos
corriente
en
capitulos
asimismo
repolarizar
de
que estas
cuyo
estado
al
(en
manifiesto
parte,
Ca"
a la
son
que
repolarización.
pulsos
entrada
esperar
corriente
menor
por
a
de
final
la
D,
Debido
asumirse
variación
al de
5.1
derecha).
y los
inicio
propia
cabe
generada
aquella
la
la
conductancia
del
de
en
capitulo
la
a la
como
corriente
K',
tanto,
D,
es prácticamente
presente
que
electromotriz
al
del
ms (Figura
de Vm, puede
conductancias
corriente
tal
a 4.8 5.1
consumidos
igual de
durante
las
por
prácticamente
embargo,
temporal
microsegundos de
0.2
1 a 24 ms (Figura
fijación
inactivación
pulso,
desde
en favor
de K' y no de
5mV -60mVj
Control
Cd’+
Figura 5.2. Efecto de TEA intracelular. Corrientes activadas por despolarización desde -60 a 5 mV en solucibn normal (Control), tras inyección intracelular de TEA y en solución 5 mM Cd2'. En TEA, la corriente (línea punteada) ha sido ajustada a una única función exponenecial (línea continua).
123
oscilaciones
de la
espacial 1,
del
voltaje
puede
ser
despolarización
la
-60
consistente corriente
inicial
corriente
retrasada
de entrada
mantiene muestra es
lo
que
la
que
su
de el
corrientes
inicial
incremento
observado
apdo.
IvEa). La
Figura
despolarización
éste
5.3
final
ve
retrasada en
la
ocurre,
A
del
la
del
en TEA
respecto
las
124
Ba",
corrientes donde
de
de
se Cd"
en TEA una asi
es tal,
de sino
primera por
explica 1,
y
control
corrientes
e las
asi
activadas las
para
apreciable
de al
una
que
una
pico
con
de tiempo
y enmascarado
amplitud
una
un máximo
no lo
Se
por
corriente
Se pone
tras
salida.
en TEA y solución
es
de 1,
de
muestra
típico
registrada
pulso.
truncado
En
posterior
~610
persistente se
y
pues
mM Cd".
estacionario
adicibn
transitorio
carácter
inactivación
hasta
sostenida
Ca'+, al
carácter
incompleta
que
de entrada
TEA
se continúa
un estado La
de
seguida
de TEA,
tiempo
un
La Figura
patrón
con una constante
pulso.
salida
5
el
en presencia en el
de
de
que
TEA,
presencia
sigue
por
despolarizante
de entrada
alcanzar
pura
pulso en
de salida
corriente
verdadero
en
total inicial
del
de 1992).
adición
corriente
largo
que
tiempo
posterior
hasta
un
normal,
exponencialmente
corriente
manifiesto
la
activadas
intracelular
por
solución
rápidamente
prácticamente
pequeña
activada
corriente
>0.95) a
de uniformidad
de K' (Hille,
de salida;
decrecer
ms (r
inyección
transitoria
crece
falta
de corrientes
corrientes
la
en una
resto
la
tras
normal,
después
del
corriente
y
solución
1.99
aislada
mV a 5 mV en
intracelular
a una
impuesto.
de numerosas
muestra
desde
debidas
mediante
bloqueante 5.2
corriente
en
el el
(véase
por de
salida
están
estas la
prácticamente
condiciones,
corriente
igual
los
de
que
por
referencia
a I,, de
existe
una
los
(véase
CCVD del
músculo
entre
desarrolla
en
a partir
se del
ocurre
que
1,
La similar
la
crecimiento
por
Por 'dos
únicas
I-V
en el hecho
función existencia
mediada
hasta
lentamente,
que
cuanto
de
a su vez,
del
descrita
pico
para
de
1,
negativa
el
la
una de
todo
a
tiempo
cuya
y que
1,
5.3
a partir
pulso
lo cual
de voltaje.
5.1
C),
de
corriente
dependiente
(Figura
un
corriente
(Figura
Se
máximo es el
pulso,
es
ambas.
alcanzar
mayor
del
tanto,
idénticos
de
tiempo
Iu)
por
restricciones,
naturaleza
amplitud
al
son capaces
por
ciertas
es dependiente
I-V
un mãximo
el
tanto,
es,
éstos
decrecimiento
con la
con pendiente
mV,
pendiente
y el
lento
varia
de tiempo
a
a -40
el
(y,
relación
con la
decrece
e inactivacibn
dependencia
y que,
que,
Se hará,
esta
más rápidamente
y que
de su máximo
1,
cual
tanto
despolarizante
activación
que ésta
En de
demostrandose
abductor.
relación
1,
Ba",
111.6).
transportadores
mas abajo),
estrecha
máximo
indica
olvidar
capitulo
iones
iones
que
que
partir
son
sistemas
sin
(véase
posibles
membrana
observa
corriente
únicos
entrada
en otros
de permear
canales
bloqueadas
B)
esta
es
muy
mostrando
de un umbral
un
próximo
en torno
a -15
mV y un
decrecimiento
la
de
relación
I-V
con
positiva. otra
parte,
pendientes), pico
y en el
de que
la
exponencial de un único
forma la
identidad
estado
tipo
en la
forma
estacionario
inactivación (véase
la
de 1, apdo.
de 1, ocurra
IVEb),
de CCVD responsable
de entrada. 125
(que
presenta
de la
relación
(no
mostrado)
según
permite de la
una
única
afirmar corriente
la
A
1 OmV -SOmV-
B
Vm
-6O-4W20
(mV> 0 20 40 rt
0
- 1.2 -- 1.0
\
ó
0‘0 4 \
i ; I
-- -100
5’
-- 0.6 q
-- -150
;õ”
-- -200
7 v
o -- 0.6 9 -- 0.4 g -- 0.2
- -250 -60-40-20
Vm
* 0.0 0 20 40
(mV>
Figura 5.3. 1, y su dependencia de voltaje. A, corrientes solución TEA activadas despolarización en Ba" y Por intracelular; las cabezas de flecha indican la corriente durante el pulso a 10 mV y su correspondiente corriente de cola. B, relación I-V del pico de la corriente de entrada. C, conductancia a partir de la relaciõn I-V (0) y de relativa de 1, calculada las corrientes de cola (A), según las ec. (5.1) y (5.2), respectivamente. Los valores se han ajustado a la ec. (5.3) (lineas continuas), donde los parámetros de ajuste son: para 0, Vo = -23.88 f 0.46 mV y S = 6.28 2 0.40; para A, Vo = -25.02 i 0.44 mV y S = 6.16 f 0.40. 126
De todo entrada
lo
del
CCVD cuya
expuesto
músculo
abductor
activación
inactivación
Ha
la
Efecto
de los
en
metales
Hagiwara
totalmente
y Byerly, por entre
(vease
la
IVCb.
ejemplo de Ca"
Cationes
Asl,
los
Ca"
como
ser
iones
1,
y cuya
sin
que,
en
pertenecientes
distintos
del
bien
CCVD (véase
músculo
abductor
medio
extracelular
en el
B),
cationes sea
es
divalentes
por
substitución
compensación.
Así,
a Ca"
permeabilidad
transportadores corriente
numerosos
procesos
neurotransmisor,
y Ba", que
CCVD tipo
CCVD tipo
N y tipo
a Ca2'
(Hille,
1992).
de corriente,
en ocasiones
haciendo
suficientemente Sin iones
de relevada
los
embargo, Ca'*
reservorios 127
la
grande los
iones
iones una
como para Ba"
como desencadenantes
importancia, de
son,
los
a los
a los
de
los
que
lo
y aun mejorar,
acoplamiento Ca"
en tanto
tambien
substituir,
estudio.
de reemplazar
a Ca'+,
a Ba"
de Ca Zr lo
de
de
permeables
a Ba2'.
Ba2' pueden
susceptible
liberación
5.1
de ser
permeables
incapaces
de
de
como Mn**, Coz*, Ni",
de los
presencia
adicibn
grado
mayor
inconspicua
la
preparaciones
tales
1982).
Figura
además
igualmente
L presentan
tipo
y de voltaje
1 y 5 mI4 de estos
o por
en diferente
T son
de
permeantes
LOS CCVD, aunque
un único
divalentes
bloqueantes
de concentraciones
equimolar
cationes
de transición,
suprimida
por
corriente
divalentes
numerosas
los
son potentes
revisión
por
de tiempo
de cationes
milimolar,
y Zr?+,
mediada
la
de tiempo.
demostrado
concentraci6n
Cd"
que
bloqueantes
sido
al grupo
esta
es dependiente
Cationes
concluir
es dependiente
NC. lVCa.
se puede
v. E-C
en
gr.,
son de
liberación
invertebrados,
intracelulares,
y,
de
especial
importancia
de canales
iónicos
El
efecto
en nuestro
caso,
de membrana
(vease
de
Ba“
sobre
despolarización
se analiza
las
en
corrientes
transforma, mayor
en
amplitud
que
Ba'+,
en el
el
tiempo
sin
llegar
el
pulso.
Tras
la posterior
entrada
desaparece,
retrasada
de
solución
normal.
obtenida
en
registrada
retrasada
el
ausencia
tal
corriente
decrecimiento amplitud
de
diferencias respectivamente,
1, son
de
se
entrada
de
lentamente
en
pequeña que
dura
la
de
de
corriente obtenida
de la
en
corriente
la
corriente
en
de mayor
que
consideradas haciéndose
III.7),
la en
aquí
ellas. 128
~610
los
cuando y no Ca"
que que
1,. apdos.
referencia
varias
tiempo
1,
lento de
y
son
registradas
el
para
es más
1,
es Ba'*
corrientes
mayor
III.6)
de K' dependiente
capitulo
En efecto,
corriente
de salida
corriente
las
la
capitulo
de entrada
en el
es
sobre
transitoria
es una
Ba".
Ba" en el
corriente
aquélla
entrada
es
Control)
la corriente
substracción
inicial
de la
temporal
de
18 ms que
a partir
son analizados
y solución de
amplitud
efectos
encontradas
normal
una
aislada
como se demuestra
diferencias
solución la
(que
que
en los
sólo
tfpico
de
disminuye
por
de 5 mM Cd"'.
de corriente
sugiere
A,
de 5 mM Cd",
por
posibles
transportador
cual
de Ca'+, las
los
de salida
i6n
(lo
adici6n
de
ser
Ba"
5.4
de salida
menor
puede
solución
tras
Además
de la
1,
El patrdn
corriente
y que
tan
de
5.4.
una
adicibn
y
activadas
(Figura
control
quedando
salida,
Figura
en
a hacerse
1992).
corrientes
normal
solución
e inactivación
Hille,
las
en la
solución
activación
Las
al para
el
de dos
IVEa
en pico
de
1,,
el
1,
y
la
primeras y
a la tercera
IVEb,
de
A
-1OmV -6OmVm
Control
B az+
Cd”
Ba’+--Cd”
pv-‘ay 5 ms
B
Vm -60
(mV)
-30
0
30
60
l L 0 00 A
OControl ABa'+
‘0 .r
-- -100
y
-- -400
5.>
r l .oo AA ---200;D’ 3 A ---300 Fc
AA
A
V
AAA -
-500
Figura 5.4. Efecto de Ba** sobre las corrientes activadas por despolarización. A, corrientes activadas por despolarización en solución Ba" y tras adici6n de 5 mM solución normal (Control), Cd". 1, se ha aislado por substracción de la corriente registrada.en solución Ba" de la registrada tras adicibn de 5 mM Cd2* (Ba2'-Cd'*). B, relación 1-V.del pico de 1,. (0) e 1, (4).
129
Si de
su
bien
la
relación
(Figura
5.4
I-V B),
y un próximo indica de
amplitud no
la
entrada del
corriente
pico
de
de salida.
lugar,
pues
si
bien
Figura
apoyando
la
la
ello por
las
idea
presentan
una
de
de
median
la
corriente
que
la
verdadera
Ca"
y/o por
parecen
la
tener
corrientes
amplitud
del
es de tan
mayor
que
la
concluir
que
de
de
1,
de
1,
por (véase
por
magnitud:
las
además,
aun
cuando
TEA (véase
1,
se
ve
y que
las
Figura
truncada
los
y
CCVD que
a Ba'* que
de voltaje
de
efectivamente
por
permeabilidad
lo cual
de salida
de 1,
salida
1,
presencia
pico
alta
bloqueadas
Dependencia
la
de generación
de una disminución
mayor
forma
CCVD que
de las
nunca
la
todo
en
corrientes
a Ca'*.
de I,
Activación La dependencia
relación
I-V
del
de la amplitud
(5.2)
se
muestra
de 1,
de
de acuerdo
aceptablemente
de la de G,,
la
Cada
GJG.,,. deducida
1,
de las en
respectivamente). ajusta
de voltaje pico
partir
valor
la
permite
de I,,,
umbral
enmascarada
se hallan
ND. IVDa.
de
la
de la corriente,
fenómenos
es también
Todo
que
bloqueo
aumento
de salida
1,
esta
de 1,
enmascarada median
I,,
este
corrientes A).
Ba2'
de salida,
amplitud
5.7
en
el
un
corrientes
de los
Ambos
TEA produce 5.2),
un mismo
de inversibn
mayor
que
substancialmente
ambas
conductancia
es
es mayor
difiere
presentando
potencial
que
magnitud
de 1,
ecuaci6n Vo es el
(r
corrientes
Figura
5.3
determinada a la de cola
de
valores
>0.99)
a la
funcibn
según y
de la (5.1)
y a
la ecuación tridngulos,
experimentales
se
+ exp(Vo-V/S)]“,
de Boltzman, voltaje
ecuación
C (círculos
conjunto
= [l
a partir
al 130
en la cual
G,
(5.3) que G,,,. está
medio
es el
máximo
activada
y
S es
un
parámetro
análisis
de
obtenidos que ser
la
que
G,
crece
presenta
de
la
puede
ecuación
(5.3),
de activación un valor
existen
diferencias
voltaje
de
método,
la
la
estacionario.
método
utilizado
5.8)
resultados
Por
en
la
la
de forma
la
131
los
0.41,
de
valores
En efecto,
asl
la
determinada por el
la
umbral
de 0 mV, y puesto
la
por
es
que
no
dependencia uno
idéntica la
de u
otro
a la
del
irrelevancia
determinación
normal
(véase
sigmoidea
If
del de
la
de G,.
en solución
activacibn
mV y que
6.16
tanto,
que
activación
representativas que
pico
a
de
a -40
a partir
determinada el
resto),
mV, que G, alcanza
entre
extrapolable
obtenidos
musculares
despolarizacibn
0.40.
G,
del
descrita
de -40
además
es
la
condiciones,
Cabe suponer
de voltaje
indican
*
G,
G,
mV y máximo
de de
que
parámetros
>0.99)
en tales
significativas activación
(indicando
de 1,.
de
alrededor
6.28
activación
estado
dependencia
S es
G,
de
I-V
cola
mV y saturándose
partir
(r
+ 0.46
de de
similares
a
El
activación
S de
f 0.44
activación
que,
a -23.88
factor
Muy
aceptablemente
de G, se sitúa
parAmetro
un
relación
la
la
en torno
obtienen
de
corrientes
de
a -25.02
de la
indicando
medio
las
curva.
es independiente
0 mV.
se
la
experimentales
de Boltzman
media
función
ser
de
voltaje
Vm con
a
de
valores
de activación
con
de voltaje
también
a los
de un canal
deducidos
dependencia
pendiente
ecuacih
superiores
experimentales
fibras
de
una activación
ajuste
LOS
amplitud
un umbral
valores
el
la
la
sigmoideamente
para
ajuste
dependencia por
la
de
de apertura
alcanzando
que
de
descrita
probabilidad
define
función
a partir
indica puede
la
que
por de
G,
y de acuerdo
a partir
ejemplo crece a la
la
de 17 Figura con
la
ecuación
de
Boltzman
(r
un canal
es independiente
+ 1.43,
>0.99;
indicando
comenzando
valor
medio
NDb.
Inactivación
modifican
la
constante
desde
corrientes
de
salida
pico
al
corriente
generada
por
observada
en
indica
la
la acusada
estas cual
a favor
de
al
el
1,
la
postpulso
de
pico
la
amplitud
ha sido
entre
la
mínimo
de
del
por
el
prepulso
que muestra de voltaje
en solución
B,
el
de' 1,
dependencia
en
Ba'+, en la
de
Icp
(véanse
el
voltaje
de
la
Es
interesante
amplitud,
por los
y la por
de baja de
prepulso
generado
círculos).
consistentemente 132
la
disminuciõn
de voltaje
a Vm < -45 mV). Este fenómeno, de 1,,
de
presente.
pico
ésta
postpulso
generado
de Vm durante
pico
un
amplitud
más abajo,
del de
1,
mV
prepulso,
dependencia
de prepulsos
amplitud
y -20
y el
del
5.5
-25
del
La drástica
del
previa
activación
postpulso.
máximo
(Figura
la
un
a 10 mV.
como la amplitud
del
valor
que la aplicación la
a
dependiente
la
por
aplicación
de la exclusiva
entre
de
correspondientes potenciación
el
caracteriza
disminuir
aumentan
la
por Ca2' no está
relativa
inactivación destacar
durante
se presenta
La relación
postpulso
Debido
inactivación
inactivación
amplitud
mV.
que se incrementa
condiciones la
-20
amplitud
a medida
I CO. Evidencia
generada
inicio
en torno
a -30,
de 1, es considerada
existente
S de 6.77
cómo la aplicación
Ca"
a
corriente
postpulso
mV y saturandose
de
-60
de
a -40 mV, alcanzando
despolarizantes
corriente
de apertura
con una pendiente
próximos
? 3.13
prepulsos
del
resto)
5.5 A pone de manifiesto
de sucesivos
amplitud
del
en valores
a -17.14
La Figura
que la probabilidad
lejos
inactivación, tres
valores
al que llamaremos encontrado
en todas
-2OmV
A
m -60mV
u
L-
0.2 0.0 -60
-40
-20
Vm (mV) -2OmV
C -6OrnV
i!!Er-L
0.8 0 0.6 2; 3 0.4 x 0.2 0.0 -60
-40 Vm
-20 (mV)
Dependencia de voltaje de la inactivación de 1, e Figura 5.5. registradas en solución normal corrientes 1 por A, y presencia de despolarización desde -60 a -20 mV en ausencia B, conductancia relativa del pico prepulsos a -30, -25 y -20 mV. en función de Vm del prepulso: los valores de L del postpulso se han ajustado a la ec. (5.4) (linea continua), excepto los tres correspondientes a Vm c-45 mV (véase texto): los parámetros de son: VO = -33.39 + 0.27 mV y S = 3.61 + 0.20. C, ajuste por corrientes registradas en solución Ba'* y TEA intracelular y presencia de despolarizacián desde -60 a -20 mV en ausencia relativa del pico prepulsos a -40, -30 y -20 mV. D, conductancia los valores se han ajustado a a Vm del prepulso: de 1, respecto la ec. (5.4) (linea continua) donde los parámetros de ajuste son: t 0.31 mV y S = 3.90 t 0.26. VO = -31.42 133
las
fibras
analizadas
Puesto a
la
que Vm del
ecuación así
sino
deducida (5.3)
= [l
ecuación
de Boltzman,
de ajuste
inactivación
>0.99) de 1,
comienza
-33.39
+ 0.27
diferentes
en
inactivación
por voltaje
despolarización
solución
resto)
comenzando -33.65
con
en torno
ir 4.13
y siendo
En solución prácticamente de salida, el postpulso la
amplitud
apenas
a la
factor a -40
disminuye del
que,
se ve modificado,
(r
un valor
medio
a
de 3.61
+ 0.20
y
S de
mV,
alcanzando
un valor
en tanto
el
5.5
C),
en
bloqueo el
pico
con la
(indicando
3.31
f
1.01,
medio
la
para
cual
de las de 1,
como
1,
es
corrientes
generado
desaparecer
componente
134
la
de -15 mV.
hasta
reduciéndose
que
es independiente
pendiente
(Figura
de 7 fibras
de Boltzman
a partir
voltaje
sigmoidea
de un canal
notablemente
prepulso,
descrita
concluir
de forma
ecuación
pura por el considerable se aprecia
de
por
de
máxima
TEA,Ba2+
de voltaje
La inactivación
podemos
ecuación
El análisis
de -15 mV. Del análisis
de inactivación un
significado.
es aceptablemente
de G, aumenta
de acuerdo
que la probabilidad
a la
que la dependencia
normal
no
(5.4)
con una pendiente
por encima
que
a la función
a -35 mV, alcanzando
mV, aumentando
maxima
ajustar
igual
de 1,
en torno
amplitud
semejante
de Boltzman.
haciéndose
del
indica
por la ecuación
valores
+ exp(V-Vo/S)]-',
tiene
por voltaje
LOS
no se consideran
baja
se pueden
de acuerdo
-
cuales
de
G.JGue.x
y donde los parametros
de la función la
I,,,
constante,
%/Gca,,.
y de los
prepulsos
potencian
de la
=
obtenidos, a
(n = 7).
permanece
L./L,,.
correspondientes
inactivan
normal
postpulso
(5.1),
experimentales los
en solución
por
al aumentar
estacionario
de
máximo
un 70%
hasta
1,
y sin
correlaci6n
evidente
sentido,
cabe
postpulso
es de mayor
identico la
destacar
a aquél,
observada
en el
los a la
estado
Gmt que encima pendiente
3.90
encontrados
voltaje
de la
inactivación
los
tanto, presencia
por
verdadera
de I,,
apdo.
1,
medio
magnitud
que,
5.5
pico
a
y/o
que
>0.99) de
mV y máxima
la
y una
entre
estos
dependencia
de
y que,
distorsionados
efectivamente,
por
i 0.31
a la de G,,
por
por
de una
la
supuesta
corresponden
inactivación
de tiempo
cual
La inactivación
presencia
de la
(r
similitud
indican
de 1,
D, en la
a -31.42
no se ven
Dependencia
es dependiente
a su vez,
amplitud
del
primeros
milisegundos
circulos, al
ocurre pulso
donde pico
de tiempo
dependiente
normal
tiempo
un prepulso
del
a -40
estrecha
IVB se ha puesto
solución
A,
el
a la
de G,.
de I,
.
Activación En el
es,
La
de voltaje
IVE. IVEa.
un valor
de salida
dependencia
por
aceptablemente
G,. es G,).
obtenidos
Ca2* sino
por
Figura
inferiores
para
de corrientes
generado
es de igual
de G, es igual
resultados
inactivación
ahora
+ 0.26.
y los
1,
generado
en la
valores
valores
En este
de la Inactivación
(donde
mV, presenta
S de
el
se ajustan
para
prepulso.
estacionario.
se muestra
es minima
del de
diferencia
de voltaje
(5.4)
de -15
pico que
esta
experimentales
ecuación
el
amplitud
condiciones,
valores
la amplitud
que
y que
La dependencia en estas
con
de
de manifiesto y que
de Vm. tanto
más rápidamente y siempre
pulso,
se
representa
1,
y
el
dependencia
En efecto,
despolarizante del
esta
que la activación
tal
135
del
típica pulso
pico
cuanto
de
1,
mayor
dentro
como muestra
una
valor
el
de tiempo
de la
es la los
Figura
relación despolarizante
en
entre
dos 5.7 el en
solución
normal
(círculos).
aceptablemente
(r
Los valores
>0.99)
experimentales
a la ecuación
exponencial
t = m[exp(-V/r)] donde
t es el
asintota
tiempo
y el
punto
7 es la constante Del
análisis
de tiempo
de la
es función
exponencial 19.44
de 0.09
? 0.01
Sin 5.6
A,
doble
de este
indica
en estas
que,
activación Vm (r
función
de 1,
>0.99),
Por de la
f 0.04
tanto,
podemos
es 2 veces
nuevo de
activación por
e-veces
las
puesto de 1,
corrientes
en solución
tomando a 0.56
normal e-veces
m un valor
k 0.03
ms.
de TEA (Figura
valores
entre
experimentales de tiempo
exponencial
f
el
aproximadamente
de la
decreciente
cada
ll.97
0.01
y
concluir
de
f 0.79
mV de
presentando
una
que la dependencia
de la activación No obstante,
por un
el
directo
muy improbable,
de K' (Hille,
1992). 136
al
pico
sugiriendo
de las de
dada
es idéntica
tiempo
normal,
la activación
efecto
de voltaje
de 1,
en TEA que en solución
parece
la
ms.
y en TEA.
que
que
de 1, es aproximadamente
por
0.09
m =
que 1,. se ve truncada
salida,
concluir
la dependencia
función
de tiempo
mayor
de 1,
a los
condiciones,
a 1.17
normal
podemos
variando
de ajuste
siendo
en solución 1,
normal,
disminuyendo
dependencia
y b es la asintota.
intracelular
al pico
la
V es Vm,
de Vm, disminuyendo
inyección
es también
despolarizaci6n, asintota
la
entre
de ordenadas,
asintóticamente
en solución
La
eje
amplitud
mV de despolarización,
el tiempo
5 y 1 ms.
m es la
de ajuste
decreciente
tras
triángulos)
(5.5)
de la exponencial
y tendiendo
embargo,
de I,,
de la activación
f 1.40
decreciente
+ b,
con el
función
de tiempo
cada
pico
de corte
dependencia
por
al
se ajustan
TEA
de de
corrientes sobre
su especificidad
la
A
6
6
yf+z+ I
-30
-10
Vm
10
-30
30
-10
Vm
(mV)
10
30
(mV)
5.6. Dependencia de tiempo de la activación de 1, e 1,. relación entre Vm y el tiempo al pico de I,, en solución A, normal (0) y en TEA intracelular (A). Los valores se han ajustado a la ec. (5.5) (líneas continuas) y los parámetros de ajuste son: en solución normal, m = 0.12 + 0.01 ms, b = 0.56 f 0.03 ms y 7 = 19.44 ?r 1.40; en TEA, m = 0.09 zk 0.01 ms, b = 1.17 + 0.04 ms y 7 = 11.96 f 0.79. B, relación entre Vm y el tiempo al pico de 1,. e 1, en TEA intracelular (A) y tras perfusión con La línea continua representa solución Ba2' (m), respectivamente. el ajuste de la ec. (5.5) a los valores experimentales. Los parametros de ajuste son: en TEA, m = 0.04 + 0.01 ms, b = 1.40 tras perfusión con solución Ba'*, ?r 0.04 ms y 7 = 12.59 f 1.52: m = 1.24 2 0.02 ms, b = 0.00 + 0.57 ms y 7 = 49.16 + 7.78. Figura
137
La Figura pico
5.6
Ba"
tiempo
al
de
de
activación
similitud
los
encontrados
5.6
A también
decrece
la
hacia
su
cada 0.00
el
tiempo
49.16
t
7.78
k 0.57
1.40
m-s, con
f
parãmetros
parte,
en la al
a la de
mV
de
0.04
ms
y el
de
Figura
pico
mV,
un valor
la
grado
1.52
representada
la
de
acuerdo
k
de estos
del
casos,
y el
hacia
muscular
Por
por
asintóticamente
valor
fibra
en TEA).
e-veces
el
de
12.59
en TEA
tiempo
k 0.01
asintóticamente
entre
para
de
a 0.04
al
incremento
En ambos
>0.99)
cada
tiempo
de 1,
notable
I,,.
(r
el
pico
dependencia
por
tendiendo
la
de
m es igual
e-veces
al
el
exponencialmente
es
despolarización
la
fibra,
tiempo
al
de
En TEA,
decrecimiento
(nótese
respecto
voltaje
(5.5).
misma
Se aprecia
1,
decrece
ecuación
y el
(cuadrados).
pico
dependencia
de
1,
tendiendo de m = 1.24
0.22.
IVEb.
Inactivación Debido
y
en una
de 1,. en TEA (triángulos)
y solución
f
B compara,
a la
enmascaran
apreciable tiempo
presencia
1,.
la
inactivaci6n
en TEA y/o a partir
de corrientes
del
exponencial
decreciente
estacionario
que
por
TEA,Ba". pico
de
corriente
cuanto
dura
de tiempo
de la
a partir
constante
de tiempo
se ajusta
a su curso
En
la
TEA,
temporal,
relación
inactivación
y
Vm
inactivación
de
1,
entre (Figura es
muy
de de
sigue
>0.99)
La dependencia de la
tiempo
La variación
(r
dura
de salida
el
de la
la 5.7
función
rápida, 138
círculos con
e 1,
es
en
el
temporal
5.7
estado A y C).
cuantificada
exponencial
que
en la
Figura
5.7
B.
de
tiempo
de
la
que
la
dependencia B,
sólo
un
de 1,,
se representa
1,
un curso
(Figura
inactivación
truncan
1,
alcanzando pulso
que
)
muestra
constantes
de
tiempo
-2OmV
A
-60mVn
TEA
';ì j&
25 20 15
b
1
*TEA ATEA.Ba2+
A
10 5 0
Vm
C
TEA,B~Z+
(mV)
-2OmV
-2OmV
-6d---7-
;L
-60mV~
TEA
-1
Figura 5.7. Dependencia de tiempo de la inactivación de 1,. e 1,. activadas por despolarización (líneas punteadas) A, corrientes en TEA y tras perfusión con solución Ba" (TEA,Ba*'), ajustadas a sendas funciones exponenciales (líneas continuas). B, relación r-V de la constante de tiempo de inactivación en TEA (0) y TEA,Ba'(4); misma. célula que A. C, corrientes activadas por pulsos despolarizantes de larga duración (lineas punteadas) en TEA y TEA,Ba>+, en dos células distintas, ajustadas a sendas funciones exponenciales (lineas continuas), cuyas constantes de tiempo son 6.41 ms (TEA) y 21.75 ms (TEA,Ba2+). 139
inferiores
a 5 ms,
explorado.
Sin embargo,
B,
y muy poco
la
triángulos),
en TEA,Ba"
inactivación
lenta
y presenta
una clara
curva
en forma
de campana
voltaje
próximos
(véase
apdo.
al
la constante
ejemplo
la
mostrando
Figura una
acusada diferentes de
en
distinta
las
diferentes
fibras:
por tiempo
siempre de la
velocidad
en la
minima
(siendo
menos,
que
a saber,
de más
de 1,
capitulo
111.3).
mayor
diferencias
En
(véase
por
a 15 ms, nunca
tan
encontradas
a un mayor salida,
en
intracelular
en
o menor grado función
de
una
alcanzada
en
las
de que la inactivación
exponencial
indica
que las
reducidas,
puede
la inactivación de tiempo
1,)
y
su
acusada.
inducir
máxima
no
una mayor
de Ca"
asi
de concluir
que la
al
voltaje que
la
dependencia, inactivación
y una dependencia de la
mayor
de 1, el doble,
una doble
(en cuanto
de tiempo 140
fue siempre
dependencia
presenta
que la de 1,) constante
de 1,
Podemos
en el tiempo
una dependencia
que la
corrientes
pero
de ellas
de
de 1,. registrada.
la constante la
para
de voltaje,
el hecho
presencia
caso,
es más rápida
[en cuanto
del
valores
de la corriente
significativamente
inactivación
consistentemente inactivación
están
para
inferior
sea según una única
En cualquier que 1,
embargo,
siguiendo
siempre
de
de TEA sin
ocurre
en TEA es algo
estas
corrientes
salida
obstante,
de 1,
Quizá
concentración
una
NC
aunque
5.7
de voltaje,
esperar
en TEA sean'debidas
de
corrientes
apdo.
(Figura
más
media
cabe
dependencia
Ba".
de voltaje
es considerablemente
máximo
como
5.7 C, TEA),
fibras
bloqueo
cuyo
de tiempo
ligera
como
de 1,
(vease
rango
en la misma fibra
de activación
tal
NDa),
en el
dependencia
vo'ltaje
voltaje-dependientes ocasiones,
variable
inactivación
de voltaje de 1,
es función voltaje sólo
de Vm).
Ademas,
sea mas acusada se manifiesta
el
para
hecho
1, que para
levemente)
y no de Vm es el
factor
de que esta
sugiere
dependencia
1,. (donde
en ocasiones
que la dependencia
limitante
de la
Corriente
de Ventana
de
inactivación
de Ca"
por
tiempo
de I,.. IVF.
En la Figura la activación para
fibra
típica
experimentales voltaje
de
ecuaciones
1,
cual
en
un
recibe
conductancia
de 1, delimitado
e inactivación el
de I,,. nombre La
abductor
se sitúa
eje
de
entre
de acción 1.1
A)
de larga
o por
los
lugar por
(véase
de la
tras
Figura
e x-y
un
de Vm
inglés
CCVD del
de un pulso
mV,
que cero.
región
"window músculo al
rango
la generación
estimulación
la
de las
de activación
mV, que corresponde
inyección
141
(en
las
activación
en esta
de
que tiene
duración
la
curvas
de ventana
graduado
a
en el plano
incluida
-40 y -20
por
>0.99)
es mayor
definiendo
ventana
valores
de Vm = -28.43
Vm,
y = 0 uy las
de corriente
los
de voltaje
de 1, de
La corriente
sostenida
de un potencial
despolarizante
el
corriente
de despolarización
Figura
relativa intervalo
de 1,
La intersección
para un valor
de
inactivación (r
dependencia
se superponen, por
current").
(véase
la
ocurre
determinado
inactivación
la
aceptablemente
que definen
la
Tanto
de
respectivamente.
e inactivación
el
espacio
ajustan
como
de voltaje
(triángulos)
normal.
activación
y (5.41,
de ajuste
Así,
en solución
la
se
(5.3)
activación para
de
la dependencia
y de la inactivación
(círculos)
una
curvas
5.8 se representa
sináptica de corriente 1.1
B).
-70
-40
-10
Vm
Figura 5.8. voltaje de la han ajustado considerado correspondientes intersección
20
50
(mV)
Corriente de Ventana de I,,. La dependencia de activación (0) y de la inactivación (A) de I,, se a las ec. (5.3) y (5.4), respectivamente. No se han los puntos de la inactivacibn voltaje por a Vm < -45 mV (véase texto). El punto de de ambas curvas ocurre en Vm = -28.43 mV.
142
IVG. Los distintos
Farmacologia
CCVD, además de diferir
electrofisiológicas
(en
cuanto
que
dependencia
de voltaje,
dependencia
regulación
metabólica
y/o
notables
diferencias
tipo
bien
(o-CgTX)
y tipo
N (Nowycky
el
péptido
Por tipo
ultimo,
La adición
a la
una notable
TEA,Ba*'
(Figura
la concentración sugiere
acompañada
Esta
un efecto
En efecto, por
del
pico
en tanto nifedipina
esto
de la arana sensibilidad
tipo
1987;
L
Carbone bloqueado
y por una toxina FTX)
(Llinás
alguna
et
aperta. del
canal
toxinas. extracelular en la
dependiente en el umbral
de 1,
CCVD
Conus
los
Agelenopsis
de 1
amplitud
que se acentúa
que la forma
al aumentar
de concentración, de activación
5.9
y que por no se ve
de 1, ni en
en la relaci6n
I-V
B).
de esta
1 6 10 pM, la amplitud 143
en solución
(a 10 PM),
como se muestra (Figura
Nifedipina
PM
de 1,
de Nifedipina
tal
es,
et al.,
1992)
los
marino
(denominada
reducción,
extracelular
de inversión,
de la amplitud
alterada
reducción
de variaciones
su potencial
citadas
solución
5.9).
gasterópodo
et al.,
en el veneno
de las
produce
tanto
(Mintz
(por
o-conotoxina
P es especificamente
no se ha demostrado
T a ninguna
antagonitas sobre
umbral,
peso molecular
1989) presentes
DHP actúan
peptídica
198.5; McCleskey
o-Aga-IVA
las
o como
del
El CCVD tipo
de bajo
Asi,
La toxina
veneno
iónica, presentan
respectivamente),
CCVD de alto
et al.,
1989).
no peptídica al.,
los
cinética,
unitaria),
agonistas
1985).
en el
inhibe
y Swandulla, por
como
et al.,
contenida
geographus
distinta
de Ca2*, selectividad
conductancia
BAY K o nifedipina,
L (Nowycky
poseen
en su farmacologfa.
específicamente, ejemplo,
en sus características
relación máxima
no se ve de 1,
es
A
OmV
-6Om”J----L Control
~/IM
Vm -60 c
-40
Nif edipina
10,uM
(mV)
-20
0
20
40
A A A A AAAA
A
AO
0; // 00 0' /
00 \
Nif edipina
0 -200 -400 -600
0 OO0
0 O 1' i i I
Figura 5.9. Efecto de Nifedipina sobre 1,. A, corrientes activadas por despolarización en solución TEA,Ba'(Control) y tras adición sin compensación de 1 y 10 PM Nifedipina. 8, relación I-V del pico de I, en solución TEA,F?a*+ (0) Y en presencia de 1 y 10 PM Nifedipina (0 y A , respectivamente).
144
-1omv -6omV-
Control
B
1j~M BAY K
Potencial -60
de
Membrana
-20
-40
0
(mV) 20
b.
40
L
0
8 /Y OO fo’
\\ 0’
0, \ . .../ \
-100
Y w. (D
-200
-300
O, oo”’
2
5 OJ 5-->
0 0
0
i -400
Figura 5.10. Efecto de BAY K sobre 1,. A, corrientes activadas (Control) y tras adición por despolarización en solución TEA,Ba" I-V del pico de 1, sin compensación de 1 I.~M BAY K. B, relación en soluci6n TEA,~Ba2' (0) y en presencia de 1 pM BAY K (0).
145
0.68
y 0.40
veces
menor,
En la Figura BAY X provoca (Control).
5.10 A se muestra
el
incremento
La relación
de manifiesto de 1,
respectivamente, cómo,
I-V
del
pico
(círculos
de activación
de 1,
ni
de su potencial
parte,
I,,
no es modificada
lfil/ml),
tipo
un reconocido
P cuya
nl/ml
constante
(no mostrado; Todo
ello
vease
permite
características los
pero
CCVD que median
Los entrada
resultados activada
es una corriente tipo
del umbral
de FTX
de los
CCVD de 10
de
de las
acuerdo
fibras
a
las
musculares,
L.
DISCUSION
indican
despolarización
transportada
que
del
por iones
de CCVD, cuya activación
voltaje
se
1993).
son de tipo
presentados por
et al.,
de 1,
5-V.
I-V,
es alrededor
que,
corriente
incremento
específico
aparente
concluir
esta
máxima
por la presencia
Araque
farmacológicas
pone
de inversión.
bloqueante
de afinidad
B),
amplitud
de la relación
I.IM
TEA,Ba"
5.10
y que este
alteración
(hasta
de la forma
(Figura
un 56% la
llenos),
1
en solución
de 1,
sin
Por otra
por el contrario,
de 1er generada
que 1 PM BAY K aumenta
en el control
realiza
que en el control.
la
corriente
músculo
abductor
Ca2+ a través
e inactivación
de (1,)
de un único
son dependientes
de
y de tiempo. Tanto
saber,
las
características
su alto
carácter
umbral
por
conductancia
de
farmacológicas, adscribir
de activación
persistente
inactivación
el
en voltaje Ba"
en
electrofisiológicas
que cuanto
CCVD responsable
el
(alrededor
tiempo,
(entre de
es
de 1, 146
su
-40
Ca'*,
que
de
y como
1,,
a
de -40 mV),
su
elevado
-15 sus
sensible a aquellos
mV)
rango y
la
de mayor
características a DHP, de tipo
permiten L.
obstante,
No
difiere
la cinética
de la de otras
L descritas
en otros
considerablemente especialmente
corrientes sistemas.
la descrita y
mecanismo
de acoplamiento
vertebrados
CCVD como sensores
orgánulo 1973:
Schwartz
1988;
Rfos
la et
de invertebrados
Ca"
desde
el
hacer
notar
en músculo invertebrados vertebrados. que el
(Hidalgo
Bers,
1991)
se
Rios
de Ca"
1979;
y Palade,
desde
(abreviadamente espacio
que la cinética cardíaco
LCIC)
1992)
Asi,
mecanismo
que
el mecanismo mecánico,
Smith
y Verdugo,
el
al.,
esqueletico 1988;
cardiaco
mecanismo
de
y se fundamenta
en
a traves
respecto
inducida de los
CCVD
es interesante
de la corriente.de
Ca"
a la de músculo
esqueletico
de
la
esquelético
de
de músculo
de LCIC es posiblemente
en cuanto 147
et
sarcoplásmico
de activación
este
y Chandler,
y en músculo
quimica
A este
y más rápida
a los
que actúan
1987;
que
que fluye
es semejante
canales
eléctrica
Vergara
reticulo
extracelular.
de
en músculo
propuesto
el
en la actuación
de Ca" desde
y Brum,
et al.,
ha
de
(Schneider
Sin embargo,
Györke
de acoplamiento
liberación
de E-C es de naturaleza
liberación
por el
1985;
de
señal
muscular
1991).
1989;
Lea y Ashley,
la
al.,
esquelético
sarcoplásmico,
la
contracci6n
y Pizarro,
acoplamiento
retlculo
de Ca2+ permitendo
para
(véase
del
diferente
y no como verdaderos la
es
de Ca",
al
músculo
basado
mecanicamente
de ryanodina
como canales
y está
de voltaje,
transduciendo
receptores
En el
de I,,
de vertebrados
quizá
que el mecanismo
mecánica
por CCVD tipo
corrientes
acuerdo
de E-C.
de Ica
la activaci6n
esqueletico
de
1989),
E-C es de naturaleza
mediadas
que la de otras
se ha propuesto
de Ca'+,
de Ca"
en músculo
Swandulla,
e inactivación
En efecto,
más rápida
(Carbone
los
de activación
que depende
del
más lento tiempo
de
difusión
intracelular
reticulo
sarcoplásmico,
influjo
de Ca"
de los
y,
al sitio
una mayor
una mayor
dado
funcional
receptor
del
velocidad
velocidad
en el
de activaciõn
de
naturaleza
estado
es generado
por
presente
que de
solución
Ba'*,
inactiva
por
voltajes
inferiores
los
a
a la
provocada
por
la
no
al umbral
una sucesiva
las
es por
de
de
posibles
acumulación aplicación 148
mismo 1,
en
CCVD) se
ocurra
para
en favor la idea de
de la
de
de una
CCVD para
de una conspicua
explicaciones del
y no 1,
(ausente
hablaria
apertura
de activación
postpulso
facilitar
por el
por pico
es dependiente
I,,,,
la
cuando
de que 1,
que
de 1,
a
del
el
podria
permea
obscura
de 1, tanto
no puede desecharse nula,
de
magnitud)
que ésta
potenciación
activación
aunque
lo
o bien
i6n
Que la
dos son
saber,
este
idéntico.
amplitud
El hecho
CCVD)
resultado
potenciación
cuando
intracelular
pero
parte,
que
el
referentes
(y en igual
Ca"
voltaje.
inferiores
de 1,
a 500 ms.
fenbmenos,
la
bien
aun cuando
probabilidad,
dos
sugiere el
de 1,,
menor
amplitud).
propios
hipótesis,
fenómeno,
y la
de Ca'+
es superior
encontrados,
prepulso
quizá
apertura
la segunda
son
de la
corrientes
puede ser
a saber,
de igual
de tiempo
las
sistemas
reseñados
potenciación
ms,
de corrientes
amplitud
el
25
persistente
estacionario
ambos
otra
carácter
voltaje,
de baja
del
a
consistentemente por
prepulsos
voltajes
el
ser
y
inactivación
(y
que la constante
L en otros
de ambos tipos
Dignos
(siendo
en tanto
por CCVD tipo
No obstante,
Por
por tanto,
de 1,. es inferior
mediadas
baja
y requeriria
parte,
inactivación
Caz'
su unión
CCVD.
Por otra
como
de Ca2' para
al
1,.
segundo
grado
de inactivación
de pulsos
despolarizantes
de amplitud
creciente
y/o
una acumulación
(que no es sensible
a los
de Ca2' citosólico)
que provocaría
electromotriz amplitud favor
de de 1,.
de esta
1, podria
última
por
para
un determinado
sido
demostrada
de
acción
corresponde
con el
corriente
et al.,
la existencia
abierto
a un estado
curva
de inactivación)
estado
abierto
canales
desde
las
de activación
con
de Vm comprendida la
corriente
sinaptica de
larga
el
generación
valor para
rango
en de
de
Vm
el
cual
1977;
del
ha
de ventana
(en
alcanzado
et al.,
1984:
sugerida según
las
(de acuerdo
a la
a pasar
a un
de activación),
1992).
la
de un estado
volverian
estados
se
se define
canal,
el
del
En el
e inactivación entre
cardíacas,
ha sido
cerrado
et al.,
generandose canal
(Shorofsky
músculo
abductor,
se superponen
en una
-45 y -20 mV, que se corresponde
sostenida con trenes duración,
Brown
y luego cual
corrientes
de potenciales
de voltaje
a la curva
despolarización
estimulaciõn,
la
de distintos
Hirano
la
se superponen
probabillsticamente
inactivado
1992:
de
hablaria
de las
en el estado
pasarlan
repetitivo
fuerza
la potenciación
En fibras
y Scholz,
En este
y January,
región
bien
sistemas
de.voltaje
(Reuter
(de acuerdo
asi un ciclo
curvas
donde
de transiciones
los
fenómeno
de una corriente durante
rango
1992).
cuales
si
de voltaje.
existencia
de ventana
Hirano
tal
de la
disminuciõn
e inactivación
rango
meseta,
homeostãticos
fenómeno.
current")
en
una
CCVD en distintos
la
"window
tanto,
no manifieste
este
intracelular
una disminuciõn
por
de activacibn
mediadas
fisiológicos
interpretación,
enmascarar
inglés,
y,
Que 1,
Las curvas de Ca"
Ba2'
mecanismos
de Ba"
o la
sugiriendo 149
ocurre
que
inyección la
durante
la
de pulsos
de
existencia
de una
corriente
de ventana
carácter tanto
de
persistente tiempo
de I,.,
como
comportamiento
Ca2+ que al
dure
lento
La existencia
la
influjo
y tónico de un pico
rapido
sea
de naturaleza
mecanica
viscoelãstica
de las
sistema movimiento, transitoria parte,
la superación
muscular
podria
del
inicial
más
que la retículo
los
la
sarcoplásmico
niveles
prácticamente
nulo
LCIC,
y una
citosólico,
del
de tiempo L, cuya
lo
músculo
por
hasta
el
al
mecánica
al
muscular por
mediada
Ca>‘ sostenida
de Ca" que
desde
supuesto
su
nivel
desencadenar nivel
seria
Ca"
de LCIC,
influjo
para
otra
por
un mecanismo
idóneo
este
alcanzar
abductor
concluir
de
Ca2'
un mecanismo
una
por un único
de
rápida
cinética
de corriente
de Ca" mientras
total dura
tipo
de dentro
y y que
una hace
de
de CCVD de tipo de voltaje
y de
activación, de los
rapida posible
la despolarización. 150
corriente
de Ca" dependiente
es dependiente
despolarización,
que no es
que la
es una corriente
mediada
el máximo de
podemos
e inactivación
presentando
inactivación,
de
está
citosólico
conseguido
expuesto
activación
milisegundos
sostenido
ves
y de voltaje
tiempo, permite
en reposo
confiere
estacionaria:
de un gran
Ca"
la
de el.
De todo entrada
de
la corriente
mantenimiento
la
como sistema,
contracción
muscular
la existencia
el
En efecto,
resistencia
una
que
del
musculares
de
contracción
inercia
quimica.
fibras
fuerte
asi
músculo.
y/o
de
el
de Ca*' durante
de 1,. puede explicarse
grado
necesitarla
ser necesaria
elevara
alto
con
explicando
de una posible
cve
puesto
liberado
un
sostenido
de este
para
naturaleza
junto
estimulacibn,
necesaria ésta
contribuirla,
que
7 primeros
cinética el
influjo
de
111.6.
CARACTWIZACION
RETRASADA
DE LA CORRIENTE
ACTIVADA
POR DESPOLARIZACION
6.1. En el activada
presente
por
primeros menos
que 100
los
aproximadamente
conductancia
sigmoidea en torno
a -30
cinética
siempre
cuya inferior
1,
es
de tiempo dentro
por
de los
tiempo,
al
en el
con
[K'],
potencial
de
de Nernst. a
la
1,
(G,)
ecuación
es
una
comienza
de 70 mV. El
en torno y
función
de Boltzman,
alrededor
activación
constante
varia
(Etc)
esperada
ecuación
por
1,
potencial
a 10 mV.
desactivación
la
cuarta
potencia
de
tiempo
es
puede de una
dependiente
ser
función de
Vm y
a 5 ms. bloqueada
concentraciones Ba"
la
descrita
exponencial,
de
de G. se sitúa de
aceptablemente
estacionario inactivación
inversión
siguiendo
media
retrasada
500 ms.
mV y es máxima
de activación La
presenta
subyacente
de Vm que,
corriente
es dependiente
a la variación
de K' según
La
no
de
amplitud
un estado
primeros
igual
la
(1,).
alcanza
potencial
equilibrio
se estudia
cuya
ms y que
durante El
capitulo
corriente
y de voltaje,
(1,)
FU3SONEN
despolarización
1, es una
DE SALIDA
TEA
por
de TEA extracelular
intracelular,
por
(superiores
altas
a 25 mM) y por
extracelular. De todo
ello,
concluimos
de tiempo
y de voltaje,
rectificación
retardada
fijación
de corriente
que 1, es una corriente
transportada de y cuyas
salida
por observada
caracteristicas 151
R,
dependiente
responsable en
condiciones
electrofisiológicas
de
la de
y
farmacológicas
la
rectificadoras
asemejan
retardadas
notablemente
presentes 6.11.
Hodgkin corriente
y Huxley
en
el
median
esta
axón
(1952a,d)
por
observado
tras
voltaje
gigante
demostraron
de
el
responsables
un pequeño
despolarizante
período (Hodgkin
et
fue
inmensa
de células
excitables,
aunque
rectificador canal
no
de
K'
sino
hace a
electrofisiológicas
y
coexistir
incluso,
como
y Huxley
media
(1952a,b,d),
500
ms
de tiempo
por
de esta de una
corriente
los
ser del
4-aminopiridina, 152
pueden,
1992).
el
descrito
de
durante de
por es
tiempo,
que
cuya inferior
y la
de
cuarta
constante a 10 ms.
retardados Ba"
no
primeros
activación por
un
y que K'
los
descrita
y siempre
rectificadores a
que
salida
de
propiedades
despolarización
menos
puede
de voltaje
con
tipo
retardado
cinética
exponencial
es dependiente
sensibles
al
La
funcibn
FarmacolOgicamente, generalmente
tiempo,
término
único
(Hille,
de
la
propiedades
similares
por
de en
el
rectificador
corriente
despolarización.
desactivación potencia
una
inactivación de
el
mostrõ
de ellos
de
presencia
a un
celular
que se activa
selectivamente
presenta
tipo
que
un pulso
La
canales
muy
K'
descrita
no
representativo
canal voltaje-dependiente
durante
actualmente
de
funcionales
de
de
de conductancia
donde
referencia clase
potencial
"rectificadores
1949).
Asi,
en un mismo
Considerando Hodgkin
una
de
incremento
al.,
de una
canales
posteriormente
idénticas.
retardado
Los
de retraso
retardados
similares
existencia del
nombre
del
rectificadores mayoría
la
calamar.
recibieron
ser
sistemas.
en la repolarización
corriente
retardados"
en diferentes
corrientes
INTRODUCCION
de K' involucrada
acción
a otras
son extra
e
intracelular
y
Cs'
dependiendo
del
Igualmente,
todos
tipo
1967),
de
estos
1969;
en
receptores
por
el
estudiados, los
distintos
los
rectificadores
tipos
vertebrados
son
Stanfield,
menos
de dos
aunque,
presente
los
capítulo
de salida
utilizado apdo.
dos III.
de membrana tipos
METODOS
los
concentraciones 1967: de
de
extracelular
TEA para
pueden
de
la
que
axones
de
de
TEA
invertebrados
ser
(al
bloqueados,
no ser
Wong y Binstock, la
en
Stanfield,
axones
se estudia
ni
siquiera 1980).
corriente
retrasada
rectificación
retardada
MEXODOS impuesto
de protocolos del
sistemas
de
los
el
abductor. 6.111.
El potencial
los
mayoría
superiores)
responsable
músculo
todos
(Hille,
1957;
mientras
en tanto
concentraciones
y Hagiwara,
distintos
así,
bajas
de
de estos
los
que
Vogel,
1992):
milimolar)
de magnitud
presente
en el
la
y
variable
concentraciones
tales
(Tasaki
y sostenida
rango
mayores
incluso,
En el
el
e intracelular
embargo
(Hille, de
de sendos
entre
es sin
por
1983),
6rdenes
efectivas
celulares
y Saito,
La afinidad
en
extracelular
bloqueados
(en
necesitan
1992).
similar
retardados
extracelular 1970;
receptor
Hagiwara
actualmente
es
cuaternarias,
(Koppenhöfer
considerablemente
intracelular
1992).
extracelular
Hille,
considerándose
Hille,
la existencia
sistemas
1972,
TEA, difiere
celulares,
receptor
cara
grado
aminas
,,1957;
demostrado
numerosos
y Hille,
a
y Hagiwara
en la
diferente
1983;
sensible
habiéndose
canales
Armstrong
tipos
son
diferenciados
en
(Stanfield,
TEA (Tasaki
Hille,
receptores
aunque
celular ellos
fundamentalmente 1959;
intracelular,
ha sido
análogos
capitulo
111.3, 153
de -60
a los con
la
mV y se han
descritos salvedad
en el de que,
en el protocolo Idénticas
P2,
V no es hiperpolarizante
convenciones
seguidas
en el
y medidas
presente
Figura
corrientes
6.1
A,
por
en
una
denominamos
I,,
y que
una
inicial
en el
rápida
capitulo
ha
estudiada
Tras
bloqueo
son
suprimidas,
B muestra
pulso
que
salida
neta
parte,
observada
la relación
de
1,
de un umbral
de
electrice
de la membrana
el
de rectificación
nombre
a -30
se activa
una
por
mV, y cuya rectificación
frente
se estudia
1,. a los
que
111.1).
154
La Figura
de
despolarizante 1,.
no lineal,
1,
otra
comportamiento
es
una
despolarizacibn activación
Por
presentando
mV. Este
o retardada
tanto
la corriente
a
en
6.1
(circulos)
corriente a partir
es responsable el
comportamiento
a la despolarización,
de salida
(que
18 ms del
normal
pulso
que
III.5),
A y B),
aislada
exclusiva
a Vm indica
a -30
próximo
existencia
forma
en torno
que
5.1
indicando del
(que
de salida
de 1, medida
final
normal
0 mM Ca'+ (Figura
asi
de 1, es claramente
frente
voltaje-dependiente
y que
en soluci6n
de
de generación
lineal
la
al
I-V
IX0.99)
n, = ñ_ [l deducida
de
máximo
la
de n,
ecuación
Los
resultados
se activa a
la
con
de
su crecimiento
f
y que
está
una
primeros
15 ms y no presenta
curva
su
desinactivación
variable
que sigue (n
Huxley,
según
1952d). durante la
capaz
expresibn
de primer función
Así,
la
pulso
f 0.90
S de 12.24 de 70 mV.
despolarización
máximo por
tiempo
de (al
los
menos
de Vm, 1, se
exponencial, pocos
de
dentro
repolarización
alcanzando
milisegundos
de explicar
(n)
son
un
los
de un
de
la
A).
adimensional
que
un
la
de
de IX
tal
que G, es proporcional
una reacción
Y n-ll,
máximo
6.4
más simple
en suponer
a 10.82
por
temporal a
(Figura
activada
inactivación
un curso
probabilidad a partir
activación
Tras
G,
de acuerdo
alrededor
alcanza
y
que
resto)
de tiempo
500 ms).
siguiendo
sigmoidea
una pendiente
activada
sigmoidea,
primeros
B indican
la
valor
n.. = $&
6.3
que
según
el
curva.
forma
medio
es
de la
Figura
del
esta
de la
desinactiva
de una
pendiente
Dependencia
1, sigue
se basarfa
cual
de
máximamente
temporal
El modelo
el
en la
mV, que
curso
repolarización
Vo es Vm para
(indicando
El
máxima
ii,
se realiza
ND.
los
en
es independiente
a -30
mV, que
durante
que
la
Boltzman
(6.3) la
despolarización
en torno
0.71,
l), define
de un canal
umbral
Boltzman,
mostrados
la
ecuación
apertura
de
que
ecuación
+ exp(Vo-V/S)]-1,
(generalmente
S es un parámetro
a la
que orden
de
a la cuarta
potencia
varía
entre
y uno,
entre
dos estados
Vm y
no
de
de
G, desde
de
es
función
(I-exp(-tJ)'
(esto 160
es,
cero
tiempo
activación voltaje
comportamiento
cero
y
posibles (Hodgkin
y
hasta
su
del
tiempo
según
una
(t) curva
A
30mV -60,V~
0
0
l
-30
-10
Vm
10
30
(mV)
Dependencia de tiempo de 1,. A, corrientes activadas Figura 6.4. por despolarización en solución 0 mM Ca" (lineas punteadas) ajustadas a la ec. (6.9) (lineas continuas). Las corrientes capacitiva y de p&dida han sido substraídas. B, relación T-V de la constante de tiempo de activación de 1, (T,). 161
sigmoidea)
y su desactivación
según
función
una
cumplirian
las
es función
exponencial
de exp(-4t)
simple).
Según
(es
todo
decir,
ello,
se
ecuaciones 1, = n'I.,,,
(6.4)
Y dn/dt donde
I,,,
B, son
es el
las
constantes
dependiente
de 1, para cinéticas
las
cada
de la
condiciones
t = 0 (donde
(6.5)
de la
de Vm. La solución
que satisface n, para
máximo
= a,(l-n)-B,, valor reacción ecuación
de contorno
n, es el valor
de Vm y donde de primer
orden
diferencial
según
de n en el
las
(6.5) cuales
reposo)
n, el
valor
máximo
para
n =
es
n = n,-(n,-n,)exp(-t/r,), siendo
a. y
(‘5.6)
cada Vm de n, y donde
n, = a./(a.+A,),
(6.7)
Y 7" = (0.99)
de 1,.
que
el
curso
La constante
inferior
de campana
a -10 mV (Figura
ecuación temporal
de tiempo
de Vm, como cabía siempre
la
esperar
(6.9) de
ecuación
a 5 ms y mostrando
asim&rica 6.4 B). 162
activacih
de activación de la
invertida
describe y de 1, (6.8),
una relación
con un máximo
en
A
1 OmV -6OmVm
Control
2000
TEA
T
@Control 0
A TEA 2 c
1500
l 0
a,
-3
1000
0
r
0
.d t: 0
500
0
7
-60
-30 Vm
0
30
(mV)
Figura 6.5. Efecto de TEA extracelular sobre 1,. A, corrientes activadas por despolarización en solución 0 mM Ca” (Control) y en solución 0 mM Ca2*, 100 mM TEA (TEA). B, relacibn I-V de 1, medida al final del pulso despolarizante en ausencia (0) y presencia de TEA (A). Las corrientes capacitiva y de pkdida han sido substraidas. 163
La
Figura
pulso
100
mM TEA.
1,.
La
receptores
provocar
de corrientes
menores
del de TEA la
concentraciones de
1,
(no
concentraciones
apreciables
receptores
músculo
0
de
bloqueo
bloqueos
de 1. del
final
dependiente
embargo,
de los
al
bloqueante
menor
sin
afinidad
canales
pues
un
necesarias,
una menor
de TEA de los
apdo.
producen
1. medida
es
por
y en solución
efecto
bloqueante
a 25 mM para
sugiere
de
notable
de TEA,
activadas
(Control)
I-V
el
efecto
Son
superiores
corrientes
relación
extracelular
mostrado).
de TEA
0 mM Ca"
extracelular
TEA
cual
muestra
ilustra
Este
concentración de
A
en solución
despolarizante
sobre
Efecto
6.5
despolarización mM Caz+,
IVE.
de 1,,
lo
extracelulares
abductor
respecto
a otros
semejantes
en distintos
sistemas
inyección
intracelular
de
(vease
6.11). Por
otra
produce
parte,
un acusado
casos
la bloqueo
prãcticamente
total
la concentración desconocida, a la
mayor
alcanzado,
TEA
los
de
las
inmensa
Figuras
sugiere
5.2
los
en
de los
y 5.7).
Si bien
ejercer y el
receptores
presentan
1,
mayoría
inyección
TEA extracelular que
de
tras
observada
con
canales
en la
alcanzada
rapidez
perfusión
bloqueo
1,,
(véanse
intracelular la
respecto
de
TEA tambien
de TEA es el
alto
bloqueo grado
de
intracelulares
mayor
afinidad
de que
los
extracelulares. lVF. Los
iones
corrientes 1980; muestra
Ba"
Efecto
de Ba"
son reconocidos
de K' semejantes
Armstrong el
efecto
et
al.,
1982;
de la
adición
extracelular bloqueantes
a 1, en Hille,
numerosos 1992).
de 13.5 164
extracelulares sistemas En la
mM Ba"
sobre
de (Arhem,
Figura
6.6
1, obtenida
se
A
50mV -6OmV-
Control
Ba’+ 1
t3 1800 2
1500
E aJ %
1200
0
OControl ABa2+
:
0.8 0.6
900
.rl k
800
u
300
G8 0.4 0.2 0 -60
-20
20
Vm
(mV)
60
-70
-30
Vm
10
50
90
(mV)
Figura 6.6. Efecto de Ba2* extracelular sobre 1.. A, corrientes activadas por despolarización en solución 5 mM Cd" (Control) y tras adición de 13.5 mM Ba'*. Las corrientes capacitiva y de pérdida han sido substrafdas. i?, relación I-V de I, medida a los 40 ms del pulso despolarizante en ausencia (0) y presencia de Ba" (A). C, curvas de activación de G. en ausencia (0) Y presencia de Ba2' (A), donde los valores de xcalculados a partir de la ec. (6.2) han sido ajustados a la ec. (6.3) (lineas continuas). Los pardmetros de ajuste son: en Control, ñ. = 0.98 + 0.01, Vo = 11.25 f 0.62 mV, S = 13.18 k 0.53; en 13.5 mM Ba'*, ñ, = 0.99 -+ 0.01, Vo = 5.14 _+ 0.48 mV, S = ll.35 f 0.41. 165
en
solución
5
bloqueadas, en
el
mM Cd"
(Control),
observandose
control.
acompañada
que
Esta
es de alrededor
de voltaje,
tal
en el
grado
voltaje
de
efecto,
la
no
Figura
6.6
y han sido
(6.3),
no son de
en
sobre
otros
de voltaje
de G,,
un verdadero
han
1,
es
de salida
presente (1,)
rectificación fijación 1, voltaje
es
una
activada
por
retardada
de (véase
y de tiempo.
al
constancia de En
de activación
de
de Baz+, donde
>0.99) lo
a los
extracelular.
según
(r
pulsos
dependencia
cual
la
ecuación
a la
ecuación
indica
que
desplazamiento
de activación,
concluir
capitulo
corriente
obtenidos
el
hacia
como
incremento
no modifica
de los
de corriente
Ba2'
de
ha sido
extracelular
de
III.4).
extracelular podemos
la
(circulos)
el
capítulo
Esta
ser
umbral
distintos
curvas
debido
para
en el
B).
diferentes,
canales
6-V. En el
sido
de su curva
bloqueo
las
sin
de 1, medida
que
ajustados
no
(véase
que Ba"
6.6
y ausencia
sistemas
divalentes Puesto
que
aceptablemente
despolarizados
descrito iones
C muestra
substancialmente
Ba"
I-V
sido
en Ba2' que
ocurre
ni
por
han
menor
los
relación
modificada
experimentales
(6.2)
valores
ve
I,(,,
que
de 1. sugiere
(triángulos)
valores
efecto
se
e
mostrado)
(Figura
de disminución
1, en presencia los
la
despolarizante
1,
1,,
de un 40% para
como muestra
pulso
de
en E, (no
activación,
1,
1. ea sensiblemente
disminución
de variaciones
17 ms del
donde
que
E, ni
Ba"
que
la dependencia
extracelular
median
ejerce
1,.
DISCUSION se estudia
la
despolarización salida capitulo transportada
La dependencia 166
corriente
retrasada
y responsable
observada
de la
en
condiciones
de
K'
dependiente
de
III.1). por de voltaje
de su activación
muestra
que esta
ocurre
a partir
Vm de forma
sigmoidea
indica
que
probabilidad
independiente
del
mV. En cuanto
a la dependencia
crece
con
cual
ser
puede
Debe hacerse
y lenta
de Vm tras
imposibilidad (véase Aun
cuando
presentar
debe
voltaje
1, ha
reduccibn
cuarta
redistribución
que,
duraci6n
definida
1966;
et
al.,
1970)
o si
la pronta as1 en
de acción
"todo
desconocido
estudios
persistente
progresiva
es debido 1981;
o
no
primeros pulsos
y muy
de lenta
de una parcial (Frankenhaeuser
y
inactivación
de
1966;
a la Dubois,
y su elucidación
que escapan
por
los
durante
y Kusano,
de 1, (Dubois,
noses
y profundos
como
y participa
de una muy lenta Nakajima
nuevos
que permite
de la membrana
1962:
1986)
inferior
de activación
es consecuencia
al.,
y Dubois,
rapidez
como
una
et
componentes
en un tiempo
en ocasiones,
fenómeno
si es resultado
distintos
funcidn
a 5 ms y que
al menos durante
1, (Nakajima Adrian
temporal
una
es inferior
de potenciales
ocurre
de K' a través 1956),
de
la despolarización
es a 70
se ha dado en calificarla
por tiempo,
de 1.. Si este
Hodgkin,
potencia
a 1, e Ir,-,,
sido
indicarse
de mayor
canal
III-B).
inactivación
ms,
(lo
en torno
de 1,, su curso
de generación capitulo
de un
su saturación
la extremada
en relación
de Boltzman
apertura
persistente
notar
a -30 mV,
de tiempo
de 1,, aun cuando
repolarizaciõn
nada"
de
de tiempo
estacionario
y desactivación
500
constante
un estado
retrasada
la
próximos
la ecuación
según
y encuentra
por
cuya
a 15 ms.
la
resto)
descrito
exponencial, alcanza
la
de valores
a los
Nakajima,
existencia 1983;
de Benoit
requeriría objetivos
aquf
perseguidos. Las características
electrofisiolõgicas 167
y farmacolõgicas
de
1,
presentan
acusadas
retardados sólo
presentes
axón
del
gigante
presentar
una
curva
rectificador
practicamenteidénticas. a partir
de ambos
de
consiste
acción,
músculo de la
sin
corriente
repolarización rectificación relativas músculo
umbral
función del
gigante
de
las
a la generación son
la
puestas
III.8.
168
de
funcionales
función
de ambas
un potencial de
1,
despolarizado
del
que
el
de calamar.
acción
implicaciones
de potenciales
encuentran
activación
de 1, como corriente
potencial
retardada,
abductor
axón
mas
caracteristicas
de Vm tras de
por
valores
y analogías
de 20 mV mãs
de Na‘ del
1952a,b,d) hacia
casos
1.
descrito
y analogias
en ambos
el
ejemplo,
clásico
demas
diferencias
es alrededor
de la
sus
repolarizaciOn
embargo,
abductor
Ademas
el
en la
por
y Huxley,
diferencias
En efecto,
Asf,
desplazada
todas
de las
sistemas.
corrientes
(Hodgkin
Estas
rectificadores
retardado
de activación siendo
otros
sistemas.
de calamar
despolarizados,
significado
con
en distintos
se diferencia
en el
similitudes
responsable de
Ca"
de la y
de
funcionales de acción
manifiesto
de
graduados en
el
capítulo
la 1, por
III.?. CARACTERIZACION DE LA CORRIENTE DE SALIDA INICIAL
