La liberación de calcio inducida por calcio y los receptores

Este es el proceso ya revisado anteriormente, donde el calcio puede desencadenar la liberación ulterior de más calcio desde el retículo sarcoplásmico [66]. Ya se dijo que el mecanismo tiene la función de liberar pequeñas cantidades de calcio, pero significativas hacia el citosol. Los iones calcio eventualmente se unen a una proteína accesoria localizada en los filamentos de actina, que estimula la contracción.

1 La liberación de calcio inducida por calcio en el proceso de acoplamiento excitación contracción

El mecanismo que acopla la excitación con la contracción, un potencial de acción en la membrana de la célula muscular, en el caso del corazón es el aumento de la concentración de calcio en el citosol. El calcio se combina entonces con la troponina, lo que desencadena la formación de puentes cruzados entre la actina y la miosina.

X El receptor de Ryanodina

Los receptores de ryanodina (RyRs) ya mencionados antes constituyen uno de los tipos de canales de calcio intracelulares en varias clases de tejidos animales excitables, como el muscular y el nervioso. Es el principal mediador celular de la liberación de calcio inducida por calcio en células animales.

1 Etimología
2 Isoformas del receptor
3 Fisiología

3.1.1 Ryanodina

1 Etimología

Los receptores se nombran asi por el alcaloide de igual nombre, con el cual ellos muestran alta afinidad.

2 Isoformas

Existen múltiples isoformas del receptor

• RyR1 en el músculo esquelético
• RyR2 en el miocardio
• Una tercera forma se expresa más ampliamente, especialmente en el cerebro [68]
• Una cuarta forma solo se ha descubierto en peces.

3 Fisiología

Los receptores de ryanodina median en la liberación de iones calcio desde el retículo sarcoplásmico, un paso esencial en la contracción del musculo. Se cree que en el musculo esquelético la activación tiene lugar por medio del acoplamiento físico con el receptor de dihidropiridina, mientras que en el musculo cardiaco el mecanismo principal es la liberación de calcio inducida por el propio ion a partir del retículo sarcoplásmico [69].

Se ha demostrado que la liberación de calcio desde cierto número de receptores de ryanodina en un cluster de estos produce una elevación citosólica de calcio restringida en tiempo y espacio [70].

Los receptores de ryanodina son similares al receptor de inositol trifosfato (IP3), y al estimularse transportan calcio al citosol al reconocer a los iones calcio (Ca2+) en su lado citosólico, estableciendo un mecanismo de retroalimentación positiva; una pequeña cantidad de calcio (Ca2+) en el citosol próxima al receptor provocara una liberación de calcio aun mayor. [68]

Los receptores Ry son especialmente importantes en las neuronas y las células musculares. En páncreas y corazón, otro segundo mensajero (ADP ribosa cíclico) participa en la activación del receptor. La actividad limitada en localización y tiempo del calcio (Ca2+) en el citosol es llamada también onda de calcio (Ca2+).

5 La ryanodina

El alcaloide ryanodina, por cuyo nombre fue nombrado el receptor correspondiente, se ha convertido en una herramienta investigativa de alto valor. Esta sustancia puede bloquear la liberación fásica de calcio, pero a bajas dosis puede no bloquear la liberación tónica cumulativa de calcio. La unión de ryanodina a RyRs en su estado activo. En concentraciones bajas (<10 MicroMolar, actúa aun en concentraciones del orden nanomolar), la unión de la ryanodina coloca al RyRs en un estado de subconductancia de larga duración (semiabierto) y ocasionalmente disminuye las reservas, mientras que a concentraciones mayores (~100 MicroMolar) inhibe de forma irreversible la apertura del canal.

Cadherina

Las cadherinas (nombradas así a partir del concepto en idioma inglés "calcio- dependiente adhesión") son una clase de proteínas transmembranales de tipo -1. Ellas cumplen papeles muy importantes en la adhesión celular, permitiendo que las células dentro de los tejidos se mantengan unidas. Estas proteínas son dependientes de calcio, de ahí su nombre.

La superfamilia de las cadherinas incluye a las cadherinas, las protocadherinas, las desmogleinas, y las desmocolinas, y más. [59] [60]. En su estructura, comparten repeticiones de cadherinas, los cuales son dominios extracelulares de unión con el calcio (Ca2+). Hay múltiples clases de cadherinas, cada una designada por un prefijo (por lo general, destacando el tipo de tejido con el cual se asocia). Se ha observado que las células que contienen un subtipo específico de cadherina tienen a formar racimos, tanto en cultivos de tejidos como en el desarrollo.

1 Tipos

Las cadherinas pueden ser clasificadas en cuatro grupos: clásicas, desmosómicas, protocadherinas y no convencionales.

Clásicas

Son diferentes miembros de la familia de las cadherinas que se localizan en diversos tejidos.

CDH1 - E-cadherina (epitelial): E-cadherinas aparecen en tejido epitelial
CDH2 - N-cadherina (neural): N-cadherinas se localizan en las neuronas
CDH12 – cadherina 12, tipo 2 (N-cadherina 2)
CDH3 - P-cadherina (placental): P-cadherinas se encuentran en la placenta

Desmosómicas

Desmogleína (DSG1, DSG2, DSG3, DSG4)
Desmocolina (DSC1, DSC2, DSC3)

Protocadherinas

Protocadherinas PCDH1; PCDH10; PCDH11X; PCDH11Y; PCDH12;

La calmodulina

La calmodulina (CaM) (el nombre representa una abreviatura de las siglas Calcio Modulada Proteína en idioma inglés) es una proteína fijadora de calcio expresada en todas las células eucarióticas. Se puede unir con un número importante de diferentes proteínas blanco y regularlas y de esta forma modular diferentes funciones celulares. [71] [72].

1 Función

La calmodulina (CaM) actúa como mediador en diferentes procesos tales como la inflamación, el metabolismo, la apoptosis, la contracción del musculo liso, el movimiento intracelular, la memoria a corto y largo plazo, el crecimiento de los nervios y la respuesta inmune. La calmodulina (CaM) se expresa en muchos tejidos y puede tener diferentes localizaciones celulares, incluyendo el citoplasma, dentro de los organelos, o asociada con la membrana plasmática o de los organelos. Muchas de las proteínas que la calmodulina (CaM) enlaza son incapaces de unir el calcio por si mismas, y utilizan la calmodulina (CaM) como sensor de calcio y transductor de señales. La calmodulina (CaM) puede también hacer uso de las reservas de calcio del retículo endoplasmático y sarcoplasmático. La calmodulina (CaM) sufre un cambio conformacional después de la unión con el calcio, que la capacita para unirse a proteínas específicas para ciertas respuestas. La calmodulina (CaM) puede enlazar cuatro iones calcio, y puede sufrir modificaciones post traduccionales, tales como fosforilación, acetilación, metilación e hidrólisis proteolítica, cada una de ellas puede potencialmente modular sus acciones. La calmodulina puede unirse al factor de edema de la toxina del ántrax.