Opinión

COLUMNA: Ciencia y futuro

Estudiando a las proteínas de nuestro cuerpo: el caso de los canales iónicos y el de los RAPG

Por Doctor Eloy Gerardo Moreno Galindo*

¿Por qué los organismos, incluyendo los humanos, funcionan como lo hacen? ¿Cómo responden ante la ingesta de medicamentos o fármacos? Estas son algunas de las interrogantes que como investigadores intentamos contribuir en las áreas de biología, medicina y ciencias de la salud. En un sentido muy amplio, en las células de los organismos se encuentran las respuestas a dichas preguntas. Las células son millones de pequeñas unidades microscópicas que forman a los seres vivos y son las que determinan cómo funcionamos, porque ellas mismas respiran, expulsan desechos, utilizan nutrimentos para producir su energía y cumplir sus funciones.            

Cada célula está rodeada o limitada por una barrera protectora, que no es más que una doble capa de lípidos, la cual controla lo que entra y sale para así cumplir sus funciones y sobrevivir. En dicha barrera, llamada membrana celular, existen, entre otros componentes, una gran cantidad de proteínas responsables de muchas de las actividades fundamentales para las células. Dos grandes grupos (pero no los únicos) de estas proteínas lo forman, por un lado, los canales iónicos, llamados así porque a través de ellos, iones como el sodio, potasio, cloro, calcio y otros, pueden entrar y salir de una manera controlada. Este flujo de iones está involucrado en una multitud de procesos fundamentales para los organismos, como la contracción muscular, secreción de hormonas y especialmente para el funcionamiento del corazón y del sistema nervioso. De hecho, los canales iónicos constituyen el sitio de unión de muchos fármacos, los cuales ejercen su acción terapéutica al bloquear o disminuir parcialmente el paso de iones a través de los mismos. Tal es el caso de los fármacos antiarrítmicos, como el verapamilo o el diltiazem, que como su nombre lo indica, controlan trastornos del ritmo cardiaco, pues favorecen que el corazón lata de forma sincrónica y rítmica. Estos dos medicamentos inhiben el paso del calcio por su canal. También hay fármacos antihipertensivos, como el nifedipino; anestésicos locales, como la lidocaína y anticolvulsivos como la retigabina, que ejercen su acción actuando sobre los canales iónicos.

El otro gran grupo de proteínas de la membrana celular lo conforman los receptores acoplados a proteínas G, o simplemente RAPG. Los RAPG atraviesan la membrana celular de lado a lado, por lo que los fármacos, y otras moléculas propias del organismo, pueden unirse a ellos en el exterior de las células y generar una respuesta en el interior celular. Estos receptores están relacionados con una gran variedad de funciones como la visión, el olfato, la regulación de la frecuencia cardiaca, e incluso, aproximadamente la mitad de todos los fármacos producen sus efectos en el organismo por mediación de estos RAPG.

Una capacidad fascinante que tienen las células es la de generar voltaje, sí, esa propiedad eléctrica necesaria para que los aparatos eléctricos y electrónicos funcionen. Así también, el voltaje es fundamental para el funcionamiento adecuado de las células, donde en muchas de ellas es constante, mientras que en otras varía cíclicamente, siendo crucial en estas últimas para que el corazón trabaje de la manera rítmica y coordinada para bombear la sangre a todo el cuerpo, y para que el sistema nervioso sea el principal responsable del control de la información en los organismos. Recientemente, se ha descubierto que algunos RAPG poseen sensibilidad al voltaje, esto es, que el voltaje de las células modifica la manera en cómo los RAPG responden ante las distintas sustancias que los activan, lo cual implica una interesante y novedosa capacidad adicional para el ajuste fino de las respuestas provocadas por estos receptores dentro del interior celular, y esto es particularmente importante en el sistema nervioso y en el corazón, donde el voltaje oscila cíclicamente.

Al ser los canales iónicos y los RAPG dos grandes grupos de proteínas con una distribución amplia dentro del organismo, el estudio de la interacción de los fármacos con estas proteínas y, a su vez, el efecto que el voltaje celular tiene sobre ellas, abre importantes e interesantes áreas de oportunidad para: 1) el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas, 2) averiguar posibles efectos secundarios que deban ser tomados en cuenta cuando se administran fármacos nuevos o medicamentos de gran uso, 3) encontrar la causa de algunas enfermedades o 4) para descubrir nuevas maneras sobre cómo funcionan las células de nuestro cuerpo. Así pues, a grandes rasgos, estos son los objetivos de nuestro Cuerpo Académico número 82 perteneciente a la Universidad de Colima, relacionado con la Fisiología y Farmacología de Canales Iónicos, cuyas líneas de investigación son: regulación de canales iónicos por fármacos y modulación de los RAPG por el voltaje. De ser posible, en futuras colaboraciones se abordarán casos específicos en torno a estas líneas de investigación.

*Profesor-Investigador del Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas (CUIB) y de Bioestadística y Seminarios de Investigación en el Posgrado de Ciencias Fisiológicas de la Universidad de Colima

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