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586 | El nivel molecular en biomedicina
Recuadro 33-1.
TIPOS Y ESTRUCTURA DE LOS
CANALES DE POTASIO
Los canales de K+ son mucho más diver-
sos que los de Na+, lo que ha complicado
su estudio. Esta diversidad les hace ser
muy importantes en un gran número de
procesos de la fisiología general y celu-
lar. Se agrupan, actualmente, en tres
familias, según su estructura, propieda-
des farmacológicas y mecanismos de
activación/desactivación:
a. Regulados por voltaje. Tetraméricos,
con 6 fragmentos transmembrana
por subunidad. Tienen sensores de
voltaje. Existen 9 subfamilias: 4 Kv
[Kv1 a Kv4]; 3 que, además, depen-
den del Ca2+; y 2 relacionados con el
síndrome LQT, KCNQ y Eag.
b. Rectificadores internos. Tetraméricos,
con 2 fragmentos transmembrana por
subunidad y no tienen sensores de vol-
taje intrínsecos. Al menos hay 6 tipos,
Kir1.0 a Kir6.0 (KATP).
c. De doble poro. Suelen ser diméricos,
y son poco conocidos. Tienen 4 u 8
fragmentos transmembrana.
a. Canales regulados por voltaje. Son
los mejor conocidos. A ellos pertenecen
los canales que participan en la trans-
misión del potencial de acción de las
neuronas neuromusculares (canales
Kv), el primero que se clonó (en
Drosophila) y el primero cuya estructu-
ra tridimensional fue descrita, por
MacKinnon (premio Nobel, 2003).
Sirven principalmente para:
• Agudizar el potencial de acción (los
retardados).
• Regular la frecuencia de impulsos
(los adelantados).
Se han identificado hasta 9 subfamilias,
que se diferencian en la longitud y dis-
posición de las 4 subunidades para for-
mar el poro central, y en la presencia de
una subunidad accesoria denominada β,
que cuando está presente modifica sus
propiedades. La selectividad para el K+
radica en el fragmento peptídico H5,
una hélice anfipática análoga a la de
otros canales regulados por voltaje.
La estructura típica del canal (45 Å
de longitud) consiste en un corredor
angosto de 18 Å, una cavidad interior
de 10 Å de diámetro y otro corredor
que acaba en la región H5, que moldea
la parte externa del poro (30 Å de
ancho). Tiene, al menos, 2 centros de
unión para K+ con aminoácidos de H5,
que lo desolvatan y expulsan por fuer-
zas electrorrepulsivas (Fig. 33-4). La
inactivación por despolarización pro-
longada se realiza por dos mecanis-
mos. El más rápido es el de la bola de
presidiario, por cambios del extremo
N-terminal, que bloquea la boca del
canal. El otro mecanismo es lento y
supone un cambio conformacional en
la zona C-terminal que también blo-
quea el canal.
Los bloqueantes más conocidos son
el tetraetilamonio (TEA) y la 4-amino-
piridina (AP). Otros bloqueantes no
específicos son péptidos de toxinas ani-
males, como la charybdotoxina (escor-
pión), dendrotoxina (serpiente mamba)
y apamina (abeja). 
Los canales BK, IK y SK son sub-
familias dependientes de voltaje pero
activados por el Ca2+ intracelular, y su
nombre deriva de las capacidades alta
(big), intermedia (intermediate) y baja
(small) de su conductancia. Los canales
KCNQ fueron detectados por ser res-
ponsables del síndrome del QT largo
(LQT1), que produce convulsiones neo-
natales benignas y epilepsia. La última
subfamilia es la Eag, también, asociada
con el síndrome LQT. Este canal se aso-
cia en el corazón con la proteína
MiRP1, que se integra en el poro y con-
trola el ritmo cardíaco.
b. Canales rectificadores internos.
Principalmente se encargan de:
Figura 33-4. Modelo del canal de K+. La energía de solvatación/desolvatación del
ion K+ es la clave de la selectividad. Los iones se desolvatan para entrar en una
cavidad central del canal donde se resolvatan y vuelven a desolvatarse antes de
salir.
Membrana
Citoplasma
Exterior
Canal
iones
de
potasio
Detalle
Iones de potasio no solvatados
Iones de potasio solvatados
Iones de sodio solvatados
Iones de cloruro solvatados
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