Bloqueador de canales
Un bloqueador de canales es el mecanismo biológico en el que se usa una molécula particular para prevenir la apertura de canales iónicos con el fin de producir una respuesta fisiológica en una célula. El bloqueo de canales lo llevan a cabo diferentes tipos de moléculas, como cationes, aniones, aminoácidos y otras sustancias químicas. Estos bloqueadores actúan como antagonistas de los canales iónicos , impidiendo la respuesta que normalmente proporciona la apertura del canal.
Los canales de iones permiten el paso selectivo de iones a través de las membranas celulares mediante la utilización de proteínas que funcionan como poros, que permiten el paso de la carga eléctrica dentro y fuera de la célula. [1] Estos canales iónicos suelen estar cerrados, lo que significa que requieren un estímulo específico para hacer que el canal se abra y se cierre. Estos tipos de canales de iones regulan el flujo de iones cargados a través de la membrana y, por lo tanto, median el potencial de membrana de la célula.
Las moléculas que actúan como bloqueadores de canales son importantes en el campo de la farmacología, ya que una gran parte del diseño de fármacos es el uso de antagonistas de canales iónicos para regular la respuesta fisiológica. La especificidad de las moléculas de bloqueo de canales en ciertos canales lo convierte en una herramienta valiosa en el tratamiento de numerosos trastornos. [2] [3]
Para comprender el mecanismo de los bloqueadores de canales, es fundamental comprender la composición de los canales iónicos. Su función principal es contribuir al potencial de membrana en reposo de una célula a través del flujo de iones a través de la membrana celular. Para lograr esta tarea, los iones deben poder cruzar la región hidrófoba de una membrana de bicapa lipídica , un proceso desfavorable. Para ayudar en el transporte de iones, los canales de iones forman un poro hidrófilo a través de la membrana que permite la transferencia generalmente desfavorable de moléculas hidrófilas. [4] Varios canales iónicos tienen distintos mecanismos de función. Incluyen:
Las moléculas que actúan como bloqueadores de los canales iónicos se pueden utilizar en relación con cualquiera de estos diversos canales. Por ejemplo, los canales de sodio, que son esenciales para la producción de potenciales de acción , se ven afectados por muchas toxinas diferentes. La tetrodotoxina (TTX), una toxina que se encuentra en el pez globo, bloquea completamente el transporte de iones de sodio al bloquear la región del filtro de selectividad del canal. [5] Gran parte de la estructura de los poros de los canales iónicos se ha dilucidado a partir de estudios que utilizaron toxinas para inhibir la función de los canales. [6] [7] [8]
Herramientas como la cristalografía de rayos X y la electrofisiología han sido esenciales para localizar los sitios de unión de las moléculas de bloque de canales abiertos. Al estudiar la composición biológica y química de los canales iónicos, los investigadores pueden determinar la composición de las moléculas que se unen a determinadas regiones. La cristalografía de rayos X proporciona una imagen estructural del canal y la molécula en cuestión. [9] La determinación de la hidrofobicidad de los dominios del canal a través de gráficos de hidrofobicidad también proporciona pistas sobre la composición química de la molécula y por qué se une a una determinada región. Por ejemplo, si una proteína se une a una región hidrofóbica del canal (y por lo tanto, tiene una región transmembrana), la molécula en cuestión podría estar compuesta por los aminoácidosalanina , leucina o fenilalanina , ya que todas ellas son hidrófobas. [10] La electrofisiología también es una herramienta importante para identificar la estructura del canal, ya que analizar los factores iónicos que conducen a la activación del canal puede ser fundamental para comprender las acciones inhibidoras de las moléculas de bloqueo del canal abierto. [3] [9]
