Los microdominios de concentración de calcio (CCM) son sitios en el citoplasma de una célula con una alta concentración localizada de iones de calcio (Ca 2+ ). [1] Se encuentran inmediatamente alrededor de la apertura intracelular de los canales de calcio ; cuando se abre un canal de calcio, la concentración de Ca 2+ en el CCM adyacente aumenta hasta varios cientos de micromolar (μM). [2] Estos microdominios participan en la señalización del calcio , que tiene una amplia gama de posibles resultados. [3]
Los microdominios de concentración de calcio se pueden visualizar con microscopía de fluorescencia usando aecuorina como proteína informadora. [4]
Las acciones de la enzima Na-K-ATPasa se relacionan con la creación de microdominios de señalización de calcio. [5] La Na-K-ATPasa es una proteína que bombea Na + y K + a través de la membrana celular. La Na-K-ATPasa ayuda a mantener el cuerpo en equilibrio mediante el movimiento de esos iones a través de la membrana plasmática. Esta bomba de iones ayuda a restablecer el movimiento de iones durante un potencial de acción al enviar K + al interior de la célula y enviar Na + fuera de la célula. Dado que se opone al flujo normal de iones durante un potencial de acción, la energía en forma de ATP ( trifosfato de adenosina )) se utiliza. El calcio también se regula utilizando esta Na-K-ATPasa debido a las interacciones de la enzima con moléculas proteicas y no proteicas. La principal interacción que mantiene el calcio regulado es la unión de la Na-K-ATPasa al inositol 1,4,5-trifosfato ( IP3 ). IP3 es un mensajero secundario que ayuda a enviar señales neuronales a través del cuerpo. Las células neuronales tienen microdominios de señalización de calcio en el citoplasma justo al lado de los canales de calcio presinápticos y postsinápticos en las células nerviosas. La Figura 1 es un ejemplo de cómo la Na-K-ATPasa forma el microdominio de señalización del calcio.
Los astrocitos , que son células gliales en forma de estrella en el sistema nervioso central, son las principales células con estos microdominios de señalización de calcio. De hecho, un análisis matemático riguroso en astrocitos ha demostrado que el flujo de entrada localizado de Ca 2+ permanece localizado, a pesar de la difusión del Ca 2+ citosólico y el almacenamiento potencial en el retículo endoplásmico. [6]
Un intercambiador de Na + /Ca2 + ( NCX ) también participa en la regulación de la cantidad de calcio en las células. El NCX cambia las cantidades intracelulares y extracelulares de Na + y Ca 2+ . NCX trabaja junto con Na-K-ATPase para crear microdominios de concentración de calcio en ciertas células como los astrocitos discutidos anteriormente. Las formas específicas de Na-K-ATPasa, las isoformas α2 o α3, en realidad interactúan con el NCX en la formación de los microdominios de calcio en los astrocitos.