REGULACION METABOLICA DEL INTERCAMBIO NA+/CA2+ DE CEREBRO

(especial para SIIC © Derechos reservados)
La modulación del intercambio Na+/Ca2+ por Mg-ATP en membranas plasmáticas de cerebro bovino es más comparable a la observada en membranas de sarcolema cardíaco de la misma especie.
berberian9.jpg Autor:
Graciela raquel Elso de berberian
Columnista Experto de SIIC

Institución:
Laboratorio de Biofísica Instituto de Investigación Médica "Mercedes y Martín Ferreira" INIMEC-CONICET


Artículos publicados por Graciela raquel Elso de berberian
Coautor
Shirley Gretel Roberts* 
Dra. en Ciencias Biológicas, Instituto de Investigación Médica “Mercedes y Martín Ferreyra”, Córdoba, Argentina*
Recepción del artículo
16 de Noviembre, 2004
Aprobación
17 de Enero, 2005
Primera edición
17 de Mayo, 2005
Segunda edición, ampliada y corregida
7 de Junio, 2021

Resumen
El intercambiador Na+/Ca2+ es una proteína intrínseca de la membrana plasmática de las células animales. Puede introducir o eliminar Ca2+ de las células por intercambio con Na+, dependiendo del gradiente de sodio. Es electrogénico, asimétrico y regulado por ligandos intracelulares y extracelulares (ATP, H+, Na+, Ca2+, fosfoarginina, fosfolípidos). Se comunicaron marcadas diferencias estructurales y funcionales para el intercambiador Na+/Ca2+, según el tejido, la especie de origen o ambos. El Mg-ATP activa el intercambio Na+/Ca2+ en vesículas de corazón (K0.5 500 μM) y cerebro bovino (K0.5 336 μM). A diferencia de lo observado en nervio de calamar (i) ese efecto de ATP no necesita ningún componente citosólico y está presente en vesículas preparadas y/o ensayadas a fuerza iónica baja (mamíferos, 160 mM) o alta (animales marinos, 300 mM); (ii) no es estimulado por los fosfágenos (fosfoarginina y fosfocreatina); (iii) la activación por ATP esta relacionada con la síntesis de polifosfoinosítidos, como en el intercambiador de corazón. El intercambiador Na+/Ca2+ cardíaco une PtdIns-4,5-P2 y esa cantidad unida varía con MgATP, en paralelo con la estimulación del intercambio. Estos resultados indican que las diferencias en la regulación metabólica del intercambio Na+/Ca2+ en nervio de calamar y cerebro bovino, representan diferencias entre especies.

Palabras clave
Intercambio Na+/Ca2+, ATP, cerebro bovino, fosfoinosítidos, fosfágenos


Artículo completo

(castellano)
Extensión:  +/-4.23 páginas impresas en papel A4
Exclusivo para suscriptores/assinantes

Abstract
The Na+/Ca2+ exchanger couples movement of Na+ and Ca2+ across the plasma membrane of most animal cells. Several intra- and extra-cellular ligands ( Ca2+, H+, Na+, K+, ATP, phosphoarginine, phospholipids) modulate the function of this exchanger. Mg-ATP activates the Na+/Ca2+ exchanger in membrane vesicles from bovine heart (K0.5, 500 μM) and brain (K0.5, 336 μM). As a difference with the squid nerve this effect has no need of any cytosolic component. Also, stimulation is the same in bovine brain vesicles prepared and/or assayed at mammals (160 mM) or marine animals (300 mM) ionic strength. Other differences between squid and bovine brain are: (i) bovine brain Na+/Ca2+ exchanger is not stimulated by phosphagens, either phosphoarginine or phosphocreatine and (ii) in bovine brain stimulation by MgATP is related to the production of poly-phosphatidylinositides. In this regard bovine heart and brain Na+/Ca2+ exchangers behave similarly. Cardiac Na+/Ca2+ exchanger binds PtdIns-4,5-P2 and MgATP regulates that binding in the same direction of Na+/Ca2+ fluxes. These results indicate that metabolic regulation of the squid and mammalian nerve Na+/Ca2+exchangers are not alike and represent differences between species.

Key words
Na+/Ca2+ exchange, ATP, bovine brain, phosphoinositides, phosphagens


Clasificación en siicsalud
Artículos originales > Expertos de Iberoamérica >
página   www.siicsalud.com/des/expertocompleto.php/

Especialidades
Principal: Bioquímica, Neurología
Relacionadas: Medicina Interna



Comprar este artículo
Extensión: 4.23 páginas impresas en papel A4

file05.gif (1491 bytes) Artículos seleccionados para su compra




Patrocinio y reconocimiento:
Agradecimientos: Apoyado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (FONCYT PICT03/ 05-12397) y la Agencia Córdoba Ciencia (181/01). G. B. es miembro de la Carrera del Investigador del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina (CONICET). S. G. R. es investigador asociado al laboratorio de Biofísica del IMMF.
Bibliografía del artículo
  1. Blaustein MP y Lederer WJ. Sodium/Calcium Exchange: its physiological implications, Physiol. Rev. 1999. 79, 764-830.
  2. Philipson K y Nicoll DA. Sodium –Calcium exchange: a molecular perspective. Annu. Rev. Physiol. 2000. 62, 111-133.
  3. Hilgemann DW. New insights into the molecular and cellular workings of the cardiac Na+/Ca2+ exchanger. Am J Physiol Cell Physiol. 2004.287:C1167-72.
  4. Fuyioka Y, Komeda M y Matsuoka S. Stoichiometry of Na+- Ca2+ exchange in inside –out patches excised from guinea-pig ventricular myocytes. J. Physiol. 2000. 523, 339- 351.
  5. Dong H, Dunn J y Lytton J. Stoichiometry of the cardiac Na+/Ca2+ exchanger NCX1.1. Measured in transfected HEK cells. Biophys. J. 2002. 82, 1943-1952.
  6. Nicoll DA, Longoni S y Philipson KD. Molecular cloning and functional expression of the cardial sarcolemmal Na+-Ca2+ exchanger. Science. 1990. 250, 562-565.
  7. Kofuji P, Hadley RW, Kieval RS y col. Expression of the Na-Ca exchanger in diverse tissues: a study using cloned human cardiac Na-Ca exchanger. Am. J. Physiol. 1992. 263, C1241-C1249.
  8. Li Z, Matsuoka S, Hryshko L y col. Cloning of the NCX2 isoform of the plasma membrane Na+ - Ca2+ exchanger. J. Biol. Chem. 1994. 269, 17434-17439.
  9. Nicoll D A, Quednau BD, Qui ZD y col. Cloning of the third mammalian Na+ - Ca2+ exchanger, NCX3. J. Biol. Chem. 1996. 271, 24914-24921.
  10. Sakaue M, Nakamura H, Kaneko I y col. Na+ - Ca2+ exchange isoforms in rat neural preparations: different changes in their expression during post-natal development. Brain Res. 2000. 881, 212-216.
  11. He Z, Tong Q, Quednau BD y col. Cloning, expression, and characterization of the squid Na+-Ca2+ exchanger (NCX-SQ1). J Gen Physiol. 1998 Jun;111, 857-873.
  12. Philipson KD, Nicoll DA, Matsuoka S y col. Molecular regulation of the Na+-Ca2+ exchanger. Ann N Y Acad Sci. 1996. 779,20-28.
  13. Nicoll DA, Ottolia M, Lu L y col. A new topological model of the cardiac sarcolemmal Na+-Ca2+ exchanger. J Biol Chem. 1999. 274, 910-917.
  14. Levitsky DO, Nicoll DA y Philipson KD. Identification of the high affinity Ca 2+ binding domain of the cardiac Na+/Ca2+ exchanger, J. Biol. Chem. 1994. 269, 22847-22852.
  15. He Z, Feng S, Tong Q y col. Interaction of PIP(2) with the XIP region of the cardiac Na/Ca exchanger. Am J Physiol Cell Physiol. 2000.278, C661-C666.
  16. Reeves JP. Na+/Ca2+ exchange and cellular Ca2+ homeostasis. Bioenerg. Biomembr. 1998. 30, 151-160.
  17. DiPolo R, Beauge L. Ionic ligand interactions with the intracellular loop of the sodium-calcium exchanger. Modulation by ATP. Prog Biophys Mol Biol. 2002. 80, 43-67.
  18. Hilgemann DW. Cytoplasmic ATP-dependent regulation of ion transporters and channels: mechanisms and messengers. Annu Rev Physiol. 1997.59, 193-220.
  19. DiPolo R y Beaugé L. In squid axons ATP modulates Na+-Ca2+ exchange by a Ca2+-dependent phosphorylation. Biochim. Biophys. Acta 1987. 897, 347-353.
  20. Blaustein MP. Effects of internal and external cations and ATP on sodium-calcium and calcium-calcium exchange in squid axons. Biophys. J. 1977. 20, 79-110.
  21. Collins A, Somlyo AV y Hilgemann DW. The giant cardiac membrane patch method: stimulation of outward Na+-Ca2+ exchange current by Mg.ATP. J. Physiol. 1992. 454, 27-57.
  22. Berberian G, Hidalgo C, DiPolo R y col. ATP stimulation of Na+/Ca2+ exchange in cardiac sarcolemmal vesicles. Am J Physiol. 1998, 274:C724-C733.
  23. DiPolo R y Beaugé L. Metabolic pathways in the regulation of invertebrate and vertebrate Na+/Ca2+ exchange, Biochem. Biophys. Acta,1999. 1422, 57-71.
  24. DiPolo R, Berberián G, Delgado D y col. A novel cytoplasmic soluble protein is required for nucleotide (Mg.ATP) modulation of Na+-Ca2+ exchange in squid nerve fibers. FEBS Lett. 1997. 401, 6-10.
  25. DiPolo R, Berberian G, Beaugé L. Phosphoarginine regulation of the squid nerve Na+/Ca2+ exchanger: metabolic pathway and exchanger-ligand interactions different from those seen with ATP. J Physiol. 2004. 554, 387-401.
  26. Berberian G, Asteggiano C, Pham C y col. MgATP and phosphoinositides activate Na(+)/Ca(2+) exchange in bovine brain vesicles. Comparison with other Na(+)/Ca(2+) exchangers. Pflugers Arch. 2002. 444, 677-684.
  27. Hilgemann DW y Ball R. Regulation of cardiac Na+, Ca2+ exchange and KATP potassium channels by PIP2. Science 1996. 273, 956-960.
  28. Asteggiano C, Berberián G y Beaugé L. Phosphatidyl inositol-4,5-biphosphate bound to bovine cardiac Na+/ca2+ exchanger displays a MgATP regulation similar to that of the exchange fluxes, Eur. J. Biochem. 2001. 268, 437-442.
  29. Berberian G, Asteggiano C, Pham C. ATP stimulation of Na+/Ca2+ exchanger in bovine brain membrane vesicles is similar to that of the heart and independent of ionic strength of assay or preparation. Ann N Y Acad Sci. 2002. 976, 418-420.

 
 
 
 
 
 
Clasificado en
Artículos originales>
Expertos del Mundo

Especialidad principal:
Bioquímica
Neurología


Relacionadas:
Medicina Interna
 
 
 
 
 
 
Está expresamente prohibida la redistribución y la redifusión de todo o parte de los contenidos de la Sociedad Iberoamericana de Información Científica (SIIC) S.A. sin previo y expreso consentimiento de SIIC.
ua31618
Home

Copyright siicsalud © 1997-2024 ISSN siicsalud: 1667-9008