Los artículos se titulan “Cambios conformacionales en el receptor muscarínico M2 inducidos por el voltaje-membrana y la unión de agonistas” y “La relajación de la Corriente de Potasio activada por Acetilcolina (IKACh) es mediada por la sensibilidad intrínseca al voltaje del receptor muscarínico”.
El primero aborda la caracterización de una nueva propiedad descubierta para los receptores muscarínicos en las células del corazón, tema que estudian Antonio Navarro y su equipo de colaboradores, y el segundo da una explicación novedosa del fenómeno que en electrofisiología cardiaca se conoce como relajación de IKACh, que fue descrito a finales de la década del setenta y que hasta ahora no había podido explicarse satisfactoriamente.
En este caso destaca el hecho de publicar no sólo un artículo, sino dos, algo que sólo ocurre con los trabajos presentados por los grandes laboratorios. The Journal of Physiology es la revista más antigua en el área de la fisiología, una de las más prestigiadas y en la que todos los fisiólogos del mundo, comenta R. Navarro, quisieran publicar.
La hipótesis que se propone en los artículos explica, en términos moleculares, la forma detallada en que el sistema parasimpático del corazón disminuye la función cardiaca. Aquí hay que recordar que, aunque el corazón es un sistema autónomo, es regulado por el sistema nervioso, que incrementa (durante el ejercicio) o disminuye (durante el reposo) la actividad del corazón según lo requiera el organismo.
Para comprender la importancia de este hallazgo, es necesario saber antes que los canales iónicos son un tipo de proteínas de las membranas celulares que funcionan como compuertas regulando el flujo de iones, y que esto incide en un sinnúmero de funciones celulares. Hasta hace poco se creía que sólo un tipo especial de canales iónicos (canales sensibles a voltaje) era capaz de “sentir” los cambios en el voltaje celular; sin embargo, recientemente se ha mostrado que otras proteínas también poseen sensores que les permiten detectar la polarización eléctrica de las membranas celulares.
Esta nueva propiedad se ha encontrado en un tipo particular de receptores llamados muscarínicos (7-TM), algo que para los científicos abre un nuevo e interesante campo de estudio.
Estos nuevos estudios, realizados en la Universidad de Colima, muestran que los receptores muscarínicos cardiacos poseen dicha capacidad de sentir cambios en el voltaje celular, fenómeno por cierto que ocurre todo el tiempo en las células cardiacas y que representa la base de los latidos del corazón.
Cada latido cardiaco viene precedido de un cambio transitorio en el voltaje celular, cuyas características son determinadas en gran medida por los canales iónicos que se encuentran, como dijimos, en las membranas de cada célula cardiaca. Estos canales tienen diversas formas de regular lo que entra y sale de las células, y una de ella es la liberación de neurotransmisores (noradrenalina y acetilcolina) por los nervios que se conectan al corazón.
Lo interesante del caso es que los neurotransmisores reconocen de forma específica a ciertas proteínas (canales iónicos) presentes en las membranas o piel de las células cardiacas, conocidas como receptores, que a su vez se encargan de iniciar una serie de eventos al interior de las células. Así, estos eventos determinan cierta forma de acción o comportamiento de la célula y finalmente del corazón, como ocurre en ese juego bastante conocidos donde unas fichas de dominó, al empujarse entre sí, activan la función de otros mecanismos.
Estas acciones o comportamientos podrían ser, por ejemplo, la disminución en la actividad cardiaca, si es que el organismo presenta baja actividad.
“Nuestros resultados —dice A. Navarro— nos han permitido plantear que el voltaje celular es capaz de inducir cambios estructurales en el sitio del receptor donde se unen los ligandos (neurotransmisores y fármacos), alterando dicha unión de forma dinámica”; es decir, que no sólo los receptores muscarínicos son sensibles al voltaje, sino que también eso repercute en el grado de interacción entre el ligando y su receptor, lo que permite a su vez una enorme diversidad de respuestas, que varían dependiendo de la estructura molecular de los ligandos.
El planteamiento, en buena medida, permite explicar no sólo el fenómeno de la relajación, que es la forma en que se comporta este canal iónico cuando cambia el voltaje, sino además otros fenómenos inherentes al propio canal que no se habían podido explicar.
Navarro Polanco agrega que “la forma de actuar de ese canal depende del receptor, y dado que este canal está involucrado en el fenómeno de la relajación, tan importante para el corazón, es relevante desde el punto de vista funcional, por lo que además estamos abriendo una puerta para, en el futuro, diseñar nuevas terapias para el corazón”.
El aporte a futuro de su investigación, y en el cual ya trabajan, es que se podrán desarrollar fármacos nuevos que influyan y actúen en los voltajes que más convengan, dependiendo de la anomalía que se presente y sin afectar otras funciones. Ha probado con varios fármacos, como parte de un trabajo que tal vez podría publicar este año.
Para publicar estos dos artículos, Ricardo A. Navarro y sus colaboradores trabajaron arduamente por más de cinco años, ya que la aceptación de ideas contrarias a conceptos publicados previamente implica un mayor esfuerzo. Parte de estos esfuerzos fue establecer colaboraciones con investigadores de la Universidad de Utah, en Estados Unidos, donde realizaron experimentos con un equipo que no existe en Colima, para obtener evidencias biofísicas de mayor solidez.
El profesor Navarro espera que le envíen las galeras en estos días, para revisarlas, y en dos o tres meses saldría la versión impresa. Ambos artículos ya se pueden consultar en línea en la página web del Journal of Physiology. En los artículos colaboran con él alumnos del posgrado en ciencias fisiológicas y profesores de nuestra universidad y de la U. de Utah; Eloy Moreno-Galindo, José Sánchez-Chapula, Frank Sachse, Alberto Rodríguez-Paredes, Martin Tristani-Firouzi, Tania Ferrer-Villada, Marcelo Arias y Ryan Rigby.
Para él, este logro “es simplemente que aportaste algo, un dato más que nos enseña cómo funciona la naturaleza, la naturaleza viva”. Biólogo por la U. Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y nacido en Pueblo Juárez, cursó su maestría y doctorado en Ciencias Fisiológicas en la U de C, trabajando al lado de otro científico colimense, Antonio Sánchez Chapula. Su posdoctorado lo hizo en la U Estatal de Colorado, con Mike Tamkun.
