Influencia de campos electromagnéticos en las propiedades cinéticas de canales iónicos activados por neurotransmisores - Tolosa, María Fernanda (2013)
En la comunicación neuronal, las transmisiones sinápticas son mediadas por canales iónicos activados por ligandos (LGIC), receptores que intervienen en procesos fisiológicos claves en el sistema nervioso central. La función esencial de estos receptores es acoplar la unión del neurotransmisor a la apertura del canal. Dado su papel esencial en la transmisión sináptica, los LGICs son blancos de agentes farmacológicos y numerosas patologías se asocian a su mal funcionamiento de estos receptores. Dentro de esta superfamilia de LGIC se encuentra la llamada familia de receptores Cys-loop que incluye a los receptores excitatorios nicotínico (AChR), de serotonina 5-HT3 y receptores inhibitorios GABAA y de glicina. Desde hace un tiempo, se ha discutido la posibilidad de que los campos magnéticos estáticos (CME) o electromagnéticos (CEM) resulten dañinos para la salud. Debido a los rápidos avances en las tecnologías de comunicación, la población está cada vez más expuesta a campos magnéticos. Esto aumenta la preocupación sobre los potenciales efectos para la salud derivados de la exposición a los mismos. A nivel celular, se ha propuesto que los campos probablemente inician sus efectos a través de los canales iónicos. En el presente trabajo de tesis doctoral hemos estudiado la influencia de campos magnéticos estáticos (CME) y campos electromagnéticos (CEM) sobre dos miembros de la familia de receptores Cys-loop, el receptor de acetilcolina muscular adulto (AChR) y el receptor de serotonina homopentamérico tipo 3A (5-HT3AR). El AChR es considerado el receptor modelo, tanto estructural como funcional, para todos los miembros de esta familia. En primer lugar, estudiamos los efectos de CME sobre el AChR. Encontramos que un CME de intensidad entre 80-180 mT, a temperatura ambiente, no induce cambios sobre las constantes macroscópicas, así como tampoco en las propiedades cinéticas a nivel de canal único. Dado que las propiedades diamagnéticas de la membrana celular se modifican por encima de una temperatura crítica, se realizaron estudios electrofisiológicos en un rango de temperatura de 5 °C a 50 °C, donde encontramos nuevamente que los LGIC no son sensibles a CME a otras temperaturas. En segundo lugar, caracterizamos la influencia del CEM sobre los AChR y 5-HT3AR. Los ensayos electrofisiológicos de corrientes macroscópicas mostraron que la amplitud de corriente disminuye en función de la frecuencia del CEM aplicado. La constante de decaimiento temporal no resulta modificada, mientras que el tiempo de activación aumenta significativamente. A nivel de canal único, encontramos que la exposición a los CEM no afecta la amplitud ni las constantes cinéticas de apertura y cierre. Sin embargo la frecuencia de episodios de activación (clusters), disminuye en función de la frecuencia. Es decir, que la presencia del CEM induce un nuevo estado no conductor, resultando en la disminución del pico de corriente y de la frecuencia de eventos de activación de clusters. Si bien los cambios cualitativos del CEM fueron equivalentes para AChR y 5-HT3AR, el receptor 5-HT3A mostró mayor sensibilidad a los efectos del campo. El trabajo desarrollado en esta tesis revela que los CEM pueden modificar la actividad de LGIC y abre puerta para entender los mecanismos moleculares y bases estructurales por los cuales los CEM modifican éstos receptores.