Este documento describe los canales iónicos, que son proteínas que forman poros en las membranas celulares y permiten el paso selectivo de iones. Se dividen en canales mediados por voltaje, que se abren en respuesta a cambios en el potencial de membrana, y canales mediados por ligandos, que se abren cuando se unen neurotransmisores u otros ligandos. También describe los principales tipos de canales iónicos como los de sodio, potasio, calcio y sus características y funciones.

2. • Los canales iónicos son una clase heterogénea de complejos
proteicos, responsables de la generación y de la mediación de señales
entre las membranas celulares excitables
• El poro es demasiado pequeño para permitir el paso
de iones hidratos.
Canales de fuga
Se insertan en la
bicapa lipídica
permitiendo el • El estímulo para activarlos es el gradiente de voltaje a
paso selectivo de través de la membrana.
iones Mediados por
• Se abren compuertas activadas por señales eléctricas.
voltaje
• Se abren compuertas activadas por señales químicas.
Mediados por
transmisores o
ligandos

3. Los canales de sodio son casi exclusivamente selectivos para el paso de sodio y
tienen escasa permeabilidad para otros aniones o cationes. Produce potenciales de
acción en respuesta a la despolarización parcial de la membrana.
1
Corresponden a Sistema
2 Nervioso Central
3
Se expresa en músculo
mu1
esquelético
H1
PN3

4. Subunidad α
Subunidad β1
Subunidad β2
Subunidades β son
Subunidad α elementos auxiliares que
•tiene 4 dominios que conforman el poro de Na+
•. Cada dominio está formado por 6 segmentos transmembrana, de los modifican la cinética y la
•cuales el cuarto segmento actúa como sensor de voltaje, y los dependencia de voltaje
•segmentos 5 y 6 de los 4 dominios forman el poro del canal
de la apertura y cierre del
canal

5. Sensor del canal GENES EN EL CANAL DE SODIO
DEPENDIENTE DE VOLTAJE
La carga negativa del potencial de
membrana mantiene cerrada la compuerta
Cuando se pierde la carga negativa, se abre
la compuerta y permite la entrada de Na+
y crea el potencial de acción

6. Los canales de potasio son reguladores de la excitabilidad celular y juegan un papel importante en la función y
farmacología de los sistemas nervioso y cardiovascular conduciendo predominantemente el potasio en una sola
dirección. La corriente de K+ activa en reposo tiende a hiperpolarizar a la membrana
FUNCIONES
CARACTERÍSTICAS •Regulan la liberación de
• Son proteínas atravesadas en la membrana. neurotransmisores,frecuencias
• Conducen los iones de K+ a través de la cardiacas, secreción de
membrana en función del gradiente insulina, la excitabilidad
electroquímico a una frecuencia de 10(6) a 10 (8) neuronal, el transporte de
iones/seg. electrolitos en el epitelio, en la
• Son los que modulan el nivel umbral, frecuencia y contracción del músculo
latencia de disparo en las células excitables liso, regulación del volumen
celular y la muerte celular.

7. Poro
Tienen una vía o compuesto por
poro permeable al Tienen un filtro subunidad alfa
agua que permite selectivo específico
que los iones de K+ para el K+
fluyan a través de la
membrana celular
Es un grupo muy diverso de canales y de
acuerdo con las secuencia de aminoácidos
Tienen un mecanismo de
compuerta que sirve de incluye a las familias K V 1-9 y K V 10-12
interruptor para la
conformación abierta y cerrada
del canal

8. Constituyen el enlace fundamental entre las señales eléctricas de la superficie de la membrana y las
respuestas bioquímicas intracelulares.
• Contracción muscular
• Secreción de neurotransmisores
• Expresión génica
• Modulación de la excitabilidad de membrana
Activa • Crecimiento de neuritas
•L
•N
•P
•Q
Tipos de •R
canales •T
Clasificación más utilizada en base al rango del voltaje necesario para su
activación
• Canal de Ca+ de bajo umbral
• Canal de Ca+ de alto umbral (L, N, P, Q y R). Se abren en el rango de -20 a 0
mV

9. • Subunidad α que sirve
Subunidad como poro y sensor del
cambio de potencial
principal
Subunidades • Subunidad β
• Subunidades α2σ
reguladoras o
auxiliares Dominios de
subunidad α
1
Subunidad • Subunidad ϒ del músculo
esquelético
dependiendo • Subunidad neuronal p95
del tejido
Segmento S4 está
Subunidad α 1 altamente cargado y
se considera la zona
Constituida por 4 dominios, que a su que actúa como
vez están formado por 6 segmentos sensor de los cambios
de potencial de
transmembrana. membrana

10. Subnidades alfa2 y delta
unidas por puente
disulfuro
Subunidades Subunidad alfa2, proteína
ϒy δ, proteínas hidrofílica localizada en la
lipofílica porción extracelular
Subunidad Beta, proteína
hidrofílica localizada en la porción
intracelular

11. Subunidad α1
• Codificada por seis genes
• La subunidad a1A se expresa en el
cerebro y es parte del canal P y Q.
• La subunidad a 18 presenta sitios
de alta afinidad para w-CTx-
GVIA, parte del canal de tipo N
ampliamente distribuido en el
sistema nervioso central.
• La subunidad a 1C es un canal de
tipo L.
• La subunidad a 1D también es un
canal de tipo L, está distribuido en
cerebro y en diversas células
endocrinas.
• La subunidad a 1E se expresa en
sistema nervioso central y es
resistente a todos los bloqueantes
de canales de
Ca2+ conocidos, podría ser del
canal tipo R.

12. Subunidad β
• 4 tipos de subunidades b .
• Todas las subunidades b incrementan la actividad de la subunidad a 1, alteran su
sensibilidad al voltaje y su cinética (usualmente aceleran tanto la activación como la
inactivación).
Subunidad α2
• La coexpresión de a 2s con a 1d parece aumentar la expresión
de a 1especialmente, en presencia de subunidades beta, por lo que a 2d puede
es importante en la determinación de la distribución de los canales de Ca2+
Subunidad γ
• Su expresión en el músculo esquelético sugiere que podría jugar
un papel importante en el acoplamiento excitación- contracción.

13. Tipo L
Tipo T
• Distribuidos en todas las células excitables y en la mayorías de
• Su función está relacionada principalmente con la actividad las células no excitables
rítmica (marcapasos) y la entrada de Ca2+ a potenciales • Constituyen la principal vía de entrada de iones Ca2+ en las
negativos . células de los músculos cardíaco, esquelético y liso.
• Presente en células excitables y no excitables. • Contribuye a controlar la secreción de neurotransmisor, en
• Son insensibles a iones Ca+ aún en concentraciones elevadas. mecanismos de acoplamiento excitación, contracción en las
• Se activan de forma voltaje dependiente a potenciales negativos células neuroendocrinas.
(-70 mV), observándose la amplitud máxima de la corriente • Potencial de activación depende del tipo celular.
alrededor de -20 mV • [Ca2+]i desempeña un papel fundamental en el proceso de
• Son bloqueados por los iones Ni2+. inactivación de los canales de Cal' de tipo L y en general de
• Se desactivan (se cierran durante la repolarización) más todos los canales de alto umbral, pero en células cardíacas la
lentamente que los canales L y N. inactivación también depende del potencial de membrana
• Los canales de tipo T son bloqueados, aunque de forma no
selectiva, por amilorida, difenilhidantoina y octanol y son
resistentes a las dihidropiridinas
Farmacología de Canales de Ca+ tipo L
(antagonistas del calcio):
•1,4-dihidropiridinas (DHP)
(nifedipina, nitrendipina, nimodipina).
• Benzotiazepinas (diltiazem).
• Fenilalquilaminas (verapamil).
• Piperacinas (flunaricina, cinaricina, etc.).

14. Tipo N Tipo P
• Precisan grandes despolarizaciones
para su activación e inactivan.
• Tienen una conductancia de 10-15 pS
• Canales específicos del sistema
• Su activación es voltaje dependiente.
nervioso.
• La corriente de Ca+ es bloqueada por
• Son insensibles a las DHP y a su
FTX, Cd2+ y Co2+
bloqueo por w-CTx-GVIA y por w-
conotoxina MV11C w-CTx-MVIIC a • No se afecta por otros bloqueantes de
concentraciones mayores de 100 nM. canales de Ca2+.
• Las conotoxinas w-CTx-MVIII se han • Funciones relacionadas con: la
estudiado para tratamiento de generación de actividad intrínseca, la
patologías asociadas a canal tipo N. modulación de la actividad neuronal y
liberación de neurotransmisores .

16. Se han identificado distintos subtipos de receptores colinérgicos (nicotínicos y
muscarínicos) para el neurotransmisor Acetilcolina
En el cerebro de los mamíferos, el
efecto fisiológico más importante de
la acetilcolina es una reducción de la
permeabilidad a K+, de tal forma que
las neuronas sensibles a la acetilcolina
son más susceptibles a otras
influencias excitatorias
En la periferia, la acetilcolina es
el neurotransmisor del
sistema nervioso
parasimpático.

17. Es introducido a vesículas
El neurotransmisor se sinápticas por un
Viaja por el axón
sintetiza en el soma neuronal transportador de 12 dominios
tranmembranales
Las vesículas están unidas al
Las vesículas dejan de unirse
Las sinapsinas son fosforiladas citoesqueleto de la porción
al citoesqueleto y realizan un
por cinasas I y II presináptica mediante
proceso de maduración
SINAPSINAS I Y II
La sinaptotagmina funciona como
sensor de Ca++, que termina el
La acetilcolina actúa sobre los
proceso de fusión de la vesícula con
receptores o es escindida por
ayuda de los complejos formados por
la acetilcolinesterasa
sintaxina, SNAP-25, NSF y proteinas
de unión a NSF o 1 SNAPs.

18. segmentos M1, M2, M3 y M4
Receptor •Es el receptor de tipo nicotínico.
Cada subunidad
•Son receptores ionotrópicos..
que •Distribuidos en todas las áreas tiene 4 dominios
permite la cerebrales con inervación colinérgica transmembranales
y su localización en las terminales
abertura de nerviosas es preferentemente
canales presináptica. Receptor
• Permite el paso de gran cantidad de
iónicos iones Na+ y un poco de Ca2+. nicotínico
de Na+
Formado por 5
subunidades
Receptor 2 subunidades α+ 1β + 1γ + 1δ
•Receptor de tipo muscarínico
que •Están presentes en diversos órganos y
tejidos en la periferia (tejido Al unirse a su
interactúa cardiaco, músculo liso y glándulas ligando permite la
con exocrinas) y dentro del sistema
nervioso central.
entrada de Na+
proteínas •Subtipos: M1, M2, M3, M4 y que despolariza la
membrana
unidas a M5, todos son
metabotrópicos, tienen siete hélices
nucleótidos transmembranares y están acoplados
a diferentes proteínas G.
de guanina

19. Receptor
nicotínico
de Na+
RELEVANCIA CLÍNICA
Existen diversas funciones cerebrales en las que la acetilcolina y sus receptores tienen una función
reguladora. Esta función se ve ejemplificada de manera significativa por algunos procesos
patológicos, relacionados con alteraciones en la transmisión colinérgica

20. Los receptores GABA A son canales de cloro activados por ligandos, que promueven la
inhibición sináptica rápida del cerebro
El GABA en su receptor GABAA
supone la apertura del canal de
Cl-
La entrada de Cl- produce una
hiperpolarización de la membrana
sináptica
5 subunidades con
4 elementos IMPORTANTE:
transmembrana Los M2 de cada
subunidad forman el El neurotransmisor GABA funciona como
poro del canal de Cl- inhibidor
El neurotransmisor GLUTAMATO funciona
como excitador
Los fármacos que aumentan los eventos Ambos regulan la excitabilidad de las
inhibitorios de GABA disminuyen los eventos neuronas
excitatorios regulados por Glutamato.

21. • El GABA se encuentra en todo el cerebro, pero su mayor concentración está en el cerebelo.
• Las neuronas GABAérgicas están localizadas en la corteza, hipocampo y las estructuras
límbicas.
El fosfato de piridoxina es
cofactor de la glutámico
Síntesis de Gaba a partir de ácido
deshidrogenasa y se obtiene de
glutámico la vitamina B6
Síntesis
El GABA procede de la neocorteza inhibidora
4S-8S y del sistema estrio palidal
Introducción a GABA Transaminasa se
vesículas degradada a semialdehído Función: El GABA actúa sobre los receptores
succínico y convierte el postsinápticos de alta afinidad al sodio y los
Liberación por gaba en succinato receptores de baja afinidad, abriendo los
estímulos nerviosos canales ionóforos de cloro e hiperpolarizando
la membrana logra inhibir la estimulación
postsináptica.
Unión a Receptor
GABAA O GABAB

22. GABAA GABAB
• Ionotrópicos • Metabotrópicos
• Situado en la membrana plasmática • Ubicados en la membrana
del terminal post sináptico y se plasmática de los terminales pre y
relaciona con los receptores de las post sinápticos no tienen relación
BZD con los receptores benzodiazepínicos
• Abren canales de cloro • Aumentan la permeabilidad del K+.
• Asociado a proteína G.
-La subunidad alfa: seis isoformas.
-La subunidad beta :cuatro isoformas. Unión a GABA-B presináptico: Disminuye
La subunidad gamma: tres isoformas. la entrada de calcio y disminuye la
La subunidad delta: una isoforma. liberación de glutamato.
La subunidad epsilon: dos isoformas Unión a GABA-B postsináptico: Produce
.
la salid de Potasio al espacio extracelular

23. El glutamato es el neurotransmisor excitatorio principal
• Las neuronas glutaminérgicas
poseen tres tipos distintos de
receptores ionotrópicos de
glutamato que se unen liberada
por las neuronas presinápticas.
• Los receptores se denominan
según sus agonistas específicos:
– AMPA (propionato de alfa amino 3-
hidroxi-5-metil-4-isoxazol.
– NMDA (N-metil-D-aspartato).
– Kainat (kainato).

24. • Activados por amino-hidroxi-5-metil-isoxazol-propionil y por glutamato.
• Permeables a Na+ y K+, y un poco permeables a Ca++.
• Consisten en heterotetrámeros que constan de dímeros de GluR2 y
dímeros de cualquiera de las GluR1 GluR3 o GluR4
• Se encuentran en la mayoría de las neuronas postsinápticas excitatorias
en el que median excitación rápida (se abre y cierra rápido).
• La subunidad GluR2 controla la permeabilidad del canal.
Glu-R1, Glu-R3 y Glu-
R4 que permiten la
entrada de Na+ y Ca+
Glu-R2 sólo deja
pasar Na+ y no deja
pasar Ca++

25. 5 Subunidades Activación
• NMDAR1: • Se activan
dónde se une la mediante la
glicina. unión
• NMDAR2A– simultánea de
NMDAR2D: sitio glutamato y
de unión del glicina
glutamato. • activados por N-
metil-D- Cada
aspartato y por subunidad
glutamato, tiene 4
segmentos
• Permeables a
Na+ y K+, que
El Mg+ bloquea el canal
son bloqueados
por Mg+ hasta que haya
despolarización parcial de
la membrana porque
desplaza los iones.

26. Subunidad Subunidad Subunidad
KA1 KA2
GluR5 GluR6 GluR7
Una importante función en la regulación de la
liberación de la neurotransmisor inhibitorio
GABA ya que se encuetran en las sinapsis
presinápticas.
El exceso de excitación de los
receptores de glutamato ha
sido asociada con la
fisiopatología de la lesión
hipóxico, hipoglucemia, accide
nte cerebrovascular y la
epilepsia

28. Transportadora En células absorbentes del intestino delgado y
de sodio y células de la reabsorción en el túbulo contorneado
glucosa (SGLUT) proximal
Transportadores
de glucosa
(GLUT)

29. Formados por 14 dominios transmembranales con orientación de hélica alfa
• Alta afinidad por la glucosa.
• Transporta dos moléculas de sodio por una de glucosa o
galactosa.
SGLT1 • Se expresa en el intestino delgado y en el segmento S3 de la
nefrona proximal.
• Transporta una molécula de sodio por una de glucosa
Estos se diferencian en • Se expresa en el riñón, en los segmentos S1 y S2, pero no en el
1) la afinidad por la glucosa y el intestino.
sodio;
2) El grado de inhibición frente
SGLT2 • Es el encargado de reabsorber el 90% de la glucosa filtrada por el
riñón.
a la florizina;
3) La capacidad para
transportar glucosa o • Transporta dos moléculas de sodio por una de glucosa
• No hay estudios funcionales del SGLT 3 en humanos.
galactosa
4) La ubicación tisular SGLT3

30. La glucosa ingresa a la célula en cuatro etapas:
• Se une al transportador en la cara externa de la Membrana.
• El transportador cambia de conformación y la glucosa y su sitio de unión quedan
localizados en la cara interna de la membrana.
• El transportador libera la glucosa al citoplasma.
• El transportador libre cambia nuevamente de conformación, expone el sitio de
unión a la glucosa en la cara externa y retorna a su estado inicial.

31. Con 12 dominios transmembranales con hélice alfa.
En las membranas basolaterales
de la porción contorneada y recta
es para reabosorcion de glucosa y
el resto es para nutrición
Poca afinidad con glucosa. Es muy
sensible al aumento de glucosa.
Se expresa en células B
pancreáticas.
En el tejido cerebral funciona en
secuencia con el GLUT 1 (ubicado en la
barrera hematoencefálica), lo que
permite un transporte de la sangre
hasta la neurona
Se expresa en los tejidos donde el
transporte de glucosa es
dependiente de insulina: el
músculo (cardíaco y esquelético) y
el tejido adiposo

32. Vesículas unidas a
aminopeptidasa, sinapto
brevina y proteina GTP
Estímulos para exocitosis:
La presencia de insulina, la contracción muscular, la estimulación
eléctrica y la hipoxia

34. El gen del GLUT 10 se ha relacionado
con susceptibilidad para presentar
diabetes mellitus no
insulinodependiente
Se considera un segundo sistema
de transporte de glucosa
dependiente de insulina