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[Na + ] ~ 20 mM [K + ] ~ 140 mM [Ca ++ ] ~ 100 nM [Na + ] ~ 150 mM [K + ] ~ 5 mM [Ca ++ ] ~ 2 mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc Ca ++ , mM Canales Selectivos a Calcio

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Page 1: [Na + ] ~ 20 mM [K + ] ~ 140 mM [Ca ++ ] ~ 100 nM [Na + ] ~ 150 mM [K + ] ~ 5 mM [Ca ++ ] ~ 2 mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc Ca ++, mM Canales

[Na+] ~ 20 mM

[K+] ~ 140 mM

[Ca++] ~ 100 nM

[Na+] ~ 150 mM[K+] ~ 5 mM[Ca++] ~ 2 mM

Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc

Ca++, mM

Canales Selectivos a Calcio

Page 2: [Na + ] ~ 20 mM [K + ] ~ 140 mM [Ca ++ ] ~ 100 nM [Na + ] ~ 150 mM [K + ] ~ 5 mM [Ca ++ ] ~ 2 mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc Ca ++, mM Canales

Canales Selectivos a Calcio en Membrana Plasmatica y Organelos

Canales activados por calcio:

(canales selectivos a potasio, cloruro y cationicos no selectivos)

Calcio como “señalizador” intracelular

Page 3: [Na + ] ~ 20 mM [K + ] ~ 140 mM [Ca ++ ] ~ 100 nM [Na + ] ~ 150 mM [K + ] ~ 5 mM [Ca ++ ] ~ 2 mM Núcleo, retículo, mitocondrias, Golgi, etc Ca ++, mM Canales

Calsequestrina

calreticulina

y otras moléculas tampón

Proteina sensora

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Calcio como señalizador intracelular

Cambios en la concentración intracelular, magnitud del cambio

Curso temporal y duración del cambio

Lugar donde ocurre el cambio (microdominios)

Cascadas de señalización activadas con el cambio: ¿“crosstalk”?

Cambio restringido o propagado en un tejido (cincisio ¿?)

Tiempos involucrados en “efecto”: s años

Origen del calcio (intra o extracelular)

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X = (2D t)1/2

Dca = 10-6 cm2/s

1 µm ~ 100 ms; 3 µm ~ 500 ms; 14 µm ~ 1s

Diámetros celulares ~ 5-100 µm

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Retroalimentación positiva entre el potencial de membrana y la conductancia de sodio

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Hille, 3 ed.

……Con respecto a calcio

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membrana, organelos

Cambios globales o muy localizados

Hille, 3 ed.

+, -

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Subfamilias de genes que codifican para canales de calcio

Hille, 3 ed.

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Pharmacol Rev 57:387-395, 2005Sci STKE 253: rel 15, pg 1-17, 2004

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Acoplamiento excitación-contracción (E-C coupling)

Acoplamiento excitación-secreción (E-S coupling)

Acoplamiento excitación-transcripción (E-T coupling)

Transducción sensorial

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Nomenclatura para corrientes de calcio f(V)

L: Long lasting, Large g

T: Transient, Tiny g

N: Neither of them

P/Q: presentes en celulas de Purkinje y granulares, cerebelo

R: Resistant to toxins that affect P/Q currents

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Hille, 3 ed

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Organizacion de los canales de calcio activados por potencial

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El calcio como mensajero “secundario”

[Ca++] 100 nM “en reposo”, puede subir a 1- 10 M (100 M).

[Mg++] 1 mM y no cambia.

¿Características de proteínas sensoras a Ca++ ?

Alta afinidad y selectividad para Ca++ vs Mg++ de 1000 veces

KCa 10-7-10-9, KMg 10-3-10-5

KCa 10-5-10-7, KMg 10-1-10-2

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Cambio en la estructura al ligar calcio

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Sitios EF (calmodulina)

Sitios C2 (sinaptotagmina)

Sitios que ligan calcio

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Corrientes macroscópicas de alto umbral en una célula del cuerpo carotídeo

¿Cómo se mide la “función” de los canales?

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Corrientes de canal único

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Hille, 3 ed

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Hille, 3 ed.

[K]I = 0,+ bloqueadores IK

¿Como separar Ica de INa e IK?

+TTX

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Permeabilidad a distintos divalentes

Celula GH3 de pituitaria, sol int: CsCl

Hille, 3 ed.

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La corriente de calcio en células dialisadas o en parches escindidos es lábil: modulación por quinasas y fosfatasas

ATP y PKA: promueven fosforilación

Ca (EGTA): activa calcineurina (fosfatasa dependiente de calcio y calmodulina) y proteasas.

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Curvas I-V teoricas para canales de K+ y Ca++

Ec G, H, K para corriente

[Ca]e 2 mM, [Ca]I 100 nM

[K]e 2 mM, [K]I 100 mM

PK/Pca = 1/1000

124 mV

52 mV

Hille, 3 ed.

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Inactivacion de Ica dependiente de calcio

Hille, 3 ed.

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Bloqueadores o activadores de canales de Ca f(V)

(antagonistas y agonistas)

Otros: D 600 (sim. verapamil), nitrendipina (sim. nifedipina)

Hille, 3 ed.

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Hille, 3 ed.

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Vol17: 135-140, 2005

10-7 M

10-3 M

…y otros

Secretory pathway Ca ATPase

Permeability transition pore

Mit Ca uniporter, channel

10-3 M

10-7 M

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Hille, 3 ed

ROCs and SOCs: what's in a name?Janssen LJ, Kwan CY.

Cell Calcium, 41:245-7, 2007

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Janssen%20LJ%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Janssen%20LJ%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Kwan%20CY%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Kwan%20CY%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus
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SOC, ICRAC, Capacitative Ca entry

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Caracteristicas de la corriente Icrac

Altamente selectiva a calcio

Pierde esta selectividad en soluciones libres de divalentes

La corriente cambia “instantaneamente” con los cambios de potencial

Inactivación dependiente de calcio

Bloqueable por M lantano y 2APB

g canal único estimada: fS

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Hille, 3 ed.

Potenciales de acción en que partipan canales de calcio

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Canales Intracelulares

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Ca++

ATP ADP + Pi

Ca++

IP3

calmodulin

endoplasmic reticulum

Ca++

Ca++-ATPase

Ca++-release channel

http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/casignal.htm

O H

H

O PO 32

H

H

O PO 32 H

O H

H

H O H

O PO 32

IP 3 inosito l-1 ,3 ,4 -trisphosphate

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Hille, 3 ed.

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Hille, 3 ed.

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Canales selectivos a calcio en organelos: RyR, IP3R

Hille, 3 ed.

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Vista de RyR desde el citoplasma

Hille, 3 ed.

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http://www.phar.cam.ac.uk/ri/taylor.html

Estructura Receptor IP3

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The three-dimensional structure of the inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) receptor based on a single-particle technique using an originally developed automatic particle picking system. (J. Mol. Biol. (2004) 336, 155-164)

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Calcio: señalizador de “vida y muerte”

Algunas funciones asociadas….

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Nature reviews Mol Cell Biol 1: 11-21, 2000, 4: 517-529, 2003 Berridge

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[IP3] baja

[IP3] intermedia

[IP3] alta

[IP3] alta

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Corriente de potasio activada por calcio

Neurona de caracol

Ca y Mg

Forma de “N” caracteristica

Hille, 3 ed.

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Registro en bicapas del canal BK

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Registro en bicapas del canal BK

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Calcio y Potencial activan al canal BK

P0

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Hille, 3 ed.

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JP: 530.3: 417-29, 2001 (FG08)

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Relevo del potencial de acción: potencial sináptico

Kandel, ed 2000 cap 10

Degradacion del NT

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Acta Neurol Belg 105: 181-186, 2005

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BBA: 1763: 1169-74, 2006 FG08

Ca v2.1/1 canal P/Q humanos

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TIPO DENSIDAD ESPESOR REF. €/m³ €/m² I II III IV VI30 mm AE2030 40 mm AE2040 50 mm AE2050 V 22-25 k/m³ 20 mm AE2520 30 mm AE2530 40 mm AE2540 50 mm AE2550 VI 27-30 k/m³ 20

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