Canales iónicos, RAPG y nuestros 5 sentidos
Por Doctor Eloy Gerardo Moreno Galindo*
En una colaboración previa, mencioné que mi interés de investigación se enfoca en el estudio de 2 grandes grupos de proteínas que se encuentran en la membrana que recubre a las células de los organismos, los canales iónicos y los Receptores Acoplados a Proteínas G (RAPG, por sus siglas). Los primeros controlan la entrada y salida de iones (sodio, potasio, cloro, calcio) en las células y los segundos activan gran variedad de respuestas intracelulares tras la unión de sustancias propias del organismo y también ante la administración de fármacos o medicamentos. Esta vez, con el fin de resaltar la importancia de estas proteínas, mencionaré su papel trascendente en los 5 sentidos tradicionales: visión, audición, tacto, olfato y gusto, que son cruciales no sólo para la subsistencia misma, pues sirven para detectar peligros y obtener alimento, sino para tener la percepción y conciencia del mundo en que vivimos.
Como se sabe, el sistema nervioso es el responsable del control y transmisión de la información en los organismos, primero detectando estímulos (mediante el sistema sensorial o de los sentidos) y luego transmitiendo las respuestas a las diversas partes del cuerpo, como los órganos y músculos, por ejemplo. Pero, ¿cuál es el “lenguaje” o cómo se transmite la información en el sistema nervioso? A manera de comparación, para que los aparatos eléctricos y electrónicos funcionen, se necesita que haya un flujo de electrones o electricidad a través del cableado, el cual es el material conductor (mayormente cobre), proceso generado por el voltaje suministrado por la CFE (110 y 220 voltios) o por algún tipo de batería. Así, las neuronas o células nerviosas representarían el cableado eléctrico, los electrolitos o iones de sodio equivaldrían a los electrones que se mueven por los cables, mientras que el voltaje es generado por las mismas células, usando la energía obtenida de los alimentos.
Ahora, ¿cómo se transmite la información en el sistema nervioso? En toda la extensión de la membrana que recubre a las neuronas existe una gran cantidad de canales iónicos de sodio, de tal manera que, un estímulo apropiado hace que estos canales se abran 1) permitiendo la entrada de iones sodio (cargados positivamente) al interior celular, produciendo con esto 2) una alteración del voltaje celular (unos cuantos milivoltios), lo que provoca 3) la apertura de canales de sodio cercanos, que se abren en respuesta a este cambio en el voltaje, y así sucesivamente los pasos 1, 2 y 3, hasta propagarse dicho impulso nervioso y llegar a los centros cerebrales de integración de la información donde se “interpreta” el estímulo inicial. A este proceso se le conoce como potencial de acción (potencial significa voltaje, y lo de acción implica que una vez que se genera se propaga sin detenerse, lo que se conoce como un fenómeno de “todo o nada”). Así pues, en el sistema nervioso la información se transmite de manera rápida (milisegundos) y eficiente por medio de impulsos nerviosos o potenciales de acción, siendo éstos el “lenguaje” de dicho sistema.
En los 5 sentidos clásicos, el estímulo apropiado lo constituyen la luz, la comida, los aromas, los sonidos y cuando se tocan los objetos. Pero, ¿cómo es que dichos estímulos en las células receptoras dan origen a los potenciales de acción en las neuronas adyacentes? Una respuesta muy simplificada apunta hacia los RAPG y canales iónicos, los cuales actúan como “transductores”, es decir, convertidores de unas formas de energía hacia otra, principalmente eléctrica. De este modo, en la retina de los ojos existen receptores de luz (fotorreceptores; foto = luz) que contienen una proteína llamada rodopsina (un RAPG) a la que la luz le hace cambiar su forma tridimensional. La nariz y boca contienen células receptoras de sustancias (quimiorreceptores; quimio = sustancia).
Se han identificado más de 1,000 distintas proteínas receptoras al olor (RAPG todas ellas) y las papilas gustativas son capaces de distinguir los sabores agrios (o ácidos) y salados mediante canales iónicos, y los dulces y amargos por medio de RAPG. En los sistemas auditivo y del tacto los responsables de la transducción o conversión de las ondas sonoras y de la presión táctil, respectivamente, son los mecanorreceptores, cuya función no sería posible sin la intervención de canales iónicos. Sean cuales sean los receptores en los órganos de los sentidos, el estímulo ocasiona una pequeña modificación del voltaje celular, proceso denominado potencial generador, el cual, como se describió renglones arriba, será el estímulo para la formación de potenciales de acción en las neuronas vecinas, y que terminarán llegando hasta el cerebro.
Para finalizar, por supuesto que un sistema nervioso más desarrollado y evolucionado será fundamental para una mayor probabilidad de subsistencia y para una percepción del mundo más completa, pero independientemente de eso, los canales iónicos y los RAPG conforman la primera línea de acción del sistema sensorial.
*Profesor-Investigador del Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas, de las clases de Bioestadística y Seminarios de Investigación en el Posgrado de Ciencias Fisiológicas de la Universidad de Colima.
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