Improvement of Na+-K+ ATPase Activity and Gene Expression Associated with Glomerular Ultrastructural Protection in Diabetic Nephropathy by Acacia senegal: Role of Oxidative Stress Disturbances / Mejora de la actividad Na+-K+ ATPasa y la Expresión Génica Asociada con la Protección Ultraestructural Glomerular en la Nefropatía Diabética por Acacia senegal: Papel de las Alteraciones del Estrés Oxidativo

SUMMARY: This study assessed the effects of Acacia Senegal (AS) combined with insulin on Na+/K+-ATPase (NKA) activity and mRNA expression, serum glucose, renal function, and oxidative stress in a rat model of diabetic nephropathy (DN). Sixty rats were equally divided into six groups: normal control, normal+AS, diabetic (DM), DM+insulin, DM+AS, and DM+insulin+AS groups. Diabetes mellitus (type 1) was induced by a single injection of streptozotocin (65 mg/kg), and insulin and AS treatments were carried until rats were culled at the end of week 12. Serum glucose and creatinine levels, hemoglobin A1c (HbA1c) were measured. Renal homogenate levels of NKA activity and gene expression, malondialdehyde, superoxide dismutase (SOD), catalase and reduced glutathione (GSH) were evaluated as well as kidney tissue histology and ultrastructure. Diabetes caused glomerular damage and modulation of blood and tissue levels of creatinine, glucose, HbA1c, malondialdehyde, NKA activity and gene expression, SOD, catalase and GSH, which were significantly (p<0.05) treated with AS, insulin, and insulin plus AS. However, AS+insulin treatments were more effective. In conclusion, combined administration of AS with insulin to rats with DN decreased NKA activity and gene expression as well as oxidative stress, and improved glycemic state and renal structure and function.

Este estudio evaluó los efectos de Acacia senegal (AS) combinada con insulina sobre la actividad Na+/K+- ATPasa (NKA) y la expresión de ARNm, la glucosa sérica, la función renal y el estrés oxidativo en un modelo de nefropatía diabética (ND) en ratas. Sesenta ratas se dividieron equitativamente en seis grupos: control normal, normal+AS, diabética (DM), DM+insulina, DM+AS y DM+insulina+AS. La diabetes mellitus (tipo 1) se indujo mediante una única inyección de estreptozotocina (65 mg/kg), y los tratamientos con insulina y AS se llevaron a cabo hasta que las ratas fueron sacrificadas al final de la semana 12. Se midieron niveles séricos de glucosa y creatinina, hemoglobina A1c (HbA1c). Se evaluaron los niveles de homogeneizado renal de actividad NKA y expresión génica, malondialdehído, superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión reducido (GSH), así como la histología y ultraestructura del tejido renal. La diabetes causó daño glomerular y modulación de los niveles sanguíneos y tisulares de creatinina, glucosa, HbA1c, malondialdehído, actividad y expresión génica de NKA, SOD, catalasa y GSH, los cuales fueron tratados significativamente (p<0,05) con AS, insulina e insulina más AS. Sin embargo, los tratamientos con AS+insulina fueron más efectivos. En conclusión, la administración combinada de AS con insulina a ratas con DN disminuyó la actividad de NKA y la expresión genética, así como el estrés oxidativo, y mejoró el estado glucémico y la estructura y función renal.

Comparative study of the histomorphological structure of the small intestine of Lonchura striata and Copsychus saularis / Estudio comparativo de la estructura histomorfológica del intestino delgado de Lonchura striata y Copsychus saularis

SUMMARY: Six Lonchura striata and six Copsychus saularis birds were selected in this study, morphological index of the small intestine was measured by quantitative biology and image analysis. The changes of goblet cells and Na+/K+ATPase were detected by AB-PAS staining and ELISA to inform the different mechanisms of the digestion and absorption of nutrients between the Lonchura striata and Copsychus saularis. The villus height, crypt depth and muscle thickness of each segment of small intestine of Lonchura striata were smaller than those of Copsychus saularis, and the difference of ileum muscle thickness was significant. In addition, the ileum villus height/crypt depth (VH/CD) value of Lonchura striata was significantly less than that of Copsychus saularis. The number of goblet cells in duodenum and jejunum of Lonchura striata and Copsychus saularis had no significant difference, but the number of goblet cells in ileum of Copsychus saularis was significantly larger than that of Lonchura striata. The vitality of Na+/K+-ATPase in different intestinal segments of the Lonchura striata and the Copsychus saularis was different. The vitality of Na+/K+-ATPase in the Lonchura striata was significantly higher than that of the Copsychus saularis. It can be concluded that the digestion and absorption capacity of Copsychus saularis and Lonchura striata are significantly different, and the reason may be due to their different diets and intestinal floras.

RESUMEN: En este estudio se seleccionaron seis aves Lonchura striata y seis Copsychus saularis, a las cuales se midió mediante biología cuantitativa y análisis de imágenes el índice morfológico del intestino delgado. Los cambios de las células caliciformes y Na+/K+ATPasa se detectaron mediante tinción AB- PAS y ELISA para informar los diferentes mecanismos de digestión y absorción de nutrientes entre Lonchura striata y Copsychus saularis. La altura de las vellosidades, la profundidad de las criptas y el grosor del músculo de cada segmento del intestino delgado de Lonchura striata fueron menores que los de Copsychus saularis, y se observó una diferencia significativa en el grosor de la músculatura del íleon. Además, el valor de la altura de la vellosidad del íleon/profundidad de la cripta (VH/CD) de Lonchura striata fue significativamente menor que el de Copsychus saularis. En el número de células caliciformes del duodeno y del yeyuno de Lonchura striata y Copsychus saularis no hubo una diferencia significativa, pero el número de células caliciformes en el íleon de Copsychus saularis fue significativamente mayor que el de Lonchura striata. Hubo diferencias en la vitalidad de Na+/K+-ATPasa en diferentes segmentos intestinales de Lonchura striata y Copsychus saularis. La vitalidad de Na+/K+-ATPasa en Lonchura striata fue significativamente mayor que la de Copsychus saularis. Se puede concluir que la capacidad de digestión y absorción de Copsychus saularis y Lonchura striata son significativamente diferentes, posiblemente debido a sus distintas dietas y floras intestinales.

Novel ATP7A gene mutation in a patient with Menkes disease.

BACKGROUND: Menkes disease is a congenital neurodegenerative disorder caused by ATP7A gene mutations. Clinical features include epilepsy, growth delay, reduced muscle strength, skin laxity, abnormal hair, and urologic abnormalities. CASE PRESENTATION: We describe an infant with developmental delay, neurologic degeneration, and kinky hair. Molecular test revealed a novel heterozygous mutation in exon 21 of the ATP7A gene. The genotype and phenotype of the patient were compared with those of the patients reported in the literature. CONCLUSION: We propose that this mutation caused a dysfunctional protein resulting in classical Menkes disease. This case adds to the spectrum of pathogenic variants of the ATP7A gene known to cause disease.

Inusual forma de presentación de hipertiroidismo asociado a parálisis hipokalémica / An unusual presentation of hyperthyroidism associated with hypokalemic paralysis

La parálisis periódica hipokalémica tirotóxica (PPHT) constituye un raro trastorno caracterizado por debilidad muscular severa asociado a hipokalemia en pacientes hipertiroideos. Se reporta en este artículo un paciente masculino de 28 años de edad quien ingresó a un centro de salud de primer nivel, por debilidad muscular generalizada con subsecuente caída desde su altura sin pérdida de la conciencia. Es remitido posteriormente a un Hospital regional (en Colombia), en donde se identifica la presencia de bocio. Se solicitaron pruebas de función tiroidea y niveles de hormona estimulante de la tiroides (TSH) los cuales fueron anormales. Este caso clínico busca difundir el conocimiento de una patología considerada infrecuente en la región, con el fin de resaltar algunos aspectos clínicos y fisiopatológicos, destacando la importancia de tener presente el diagnostico de esta enfermedad y lograr hacer un manejo oportuno teniendo en cuenta sus complicaciones potencialmente fatales.

Hypokalemic thyrotoxic periodic paralysis is a rare disorder characterized by severe muscle weakness with low serum potassium levels in hyperthyroid patients. We describe a 28- years-old man who was admitted to a first level health center with a history of muscle weakness and a fall from his height without loss of consciousness. He was transferred to a regional Hospital (in Colombia) where, in a physical examination, was noticed an enlarged size of thyroid gland. Thyroid function tests and levels of thyroid stimulating hormone (TSH) were requested, which were abnormal. This case report attempts to spread the knowledge of a disease considered rare in the region, in order to highlight some clinical and pathophysiological aspects, the importance of always be considered in patients with this clinical presentation and making an appropriate treatment and diagnosis.

Possible senescence associated change in the predominant &alpha -Na+/K+ ATP-ase isoform in the renal cortex of the rat

With aging the kidney exhibits progressive deterioration, with a decrease in renal function. Most of the filtered Na+ is actively reabsorbed in the proximal tubules through different transporters located in apical membrane. This process is possible because basolateral Na+/K+-ATP-ase generates electrochemical conditions necessary for energetically favorable Na+ transport. The α-subunit is the catalytic domain of Na+/K+-ATP-ase. There are three isoforms of the α/subunit present in rat kidney. The present study was undertaken to examine the expression pattern of rat α-Na+/K+-ATP-ase during senescence. We tested the impact of aging on mRNA expression of α-Na+/K+-ATP-ase in cortex and medulla of aged Wistar rats. We observed a significant expression decrease in mRNA levels and a possible change of isoform in the cortex of aged animals. These expression changes observed for αsubunit could be contributing to affect the renal function in conditions of water and salt stress.

Con el avance de la edad los riñones exhiben un deterioro funcional progresivo con disminución de la función renal. La mayor parte del sodio (Na+) filtrado es reabsorbido activamente en los túbulos proximales a través de diferentes transportadores ubicados en la membrana apical. Este proceso es posible por la existencia de la Na+/K+-ATP-asa basolateral, que genera las condiciones electroquímicas necesarias para que el transporte de Na+ sea energéticamente favorable. La subunidad αde la Na+/K+-ATP-asa es el dominio catalítico de la enzima. Existen tres isoformas de subunidad α, que están presentes en el riñón de la rata. En este trabajo se examinan los patrones de expresión de la α-Na+/K+-ATP-asa durante la senescencia. Se estudió así si el aumento de la edad incidía en la expresión del ARNm de la α-Na+/K+-ATP-asa en corteza y médula renal de ratas Wistar senescentes. Se observó una disminución en la expresión del ARNm de la subunidad αy un posible cambio de isoforma predominante en la corteza de los animales senescentes. Los cambios observados para la expresión de la subunidad αpodrían contribuir a afectar la función renal en condiciones de estrés hídrico y salino.

La transfección del gen de ATPasa (tipo vacuolar) de Leishmania mexicana incrementa la virulencia en aislado no virulento de Leishmania enriettii / Transfection of the ATPase gene (vacuolar type) from Leishmania mexicana enhances virulence in a non-virulent strain of Leishmania enriettii

En este trabajo se muestran los resultados obtenidos, después de la transfección en Leishmania (L.) enriettii del gen de ATPasa del tipo vacuolar extraído de Leishmania (L.) mexicana. Los promastigotes transfectados fueron evaluados In vitro, utilizando líneas de macrófagos e In vivo, utilizando dos modelos experimentales (Ratones Balb/c y Hámsteres dorados). El progreso de la infección fue registrado semanalmente por las mediciones realizadas en el sitio de inoculación. Se colectaron muestras de piel, ganglio poplíteo, hígado, bazo, corazón y sangre para realizar el diagnóstico parasitológico; utilizando histopatología y reacción en cadena de la polimerasa (PCR).Los grupos inoculados con L. enriettii transfectadas presentaron diferencias significativas en el tamaño de la lesión respecto al grupo control sin transfección. La PCR fue positiva en piel y ganglios linfáticos las primeras semanas y posteriormente en bazo, hígado, corazón y sangre, lo cual pone en evidencia la migración de los parásitos a otros órganos. En los grupos control los parásitos fueron detectados solamente en el lugar de inoculación y no en otros tejidos. Los resultados demuestran el papel del gen ATPasa del tipo vacuolar en los procesos de invasión de Leishmania a la célula huésped y el incremento de la virulencia de L. enriettii después de la transfección del mencionado gen en estos parásitos.

In this study we examined the effect of the transfection of the vacuolar type ATPase gene from Leishmania (L.) mexicana to Leishmania (L.) enriettii. Transfected promastigotes were evaluated in vitro using macrophages and in vivo using two experimental models (Balb/c mice and Golden Hamsters). The progression of the infection was recorded weekly by measurements taken at the inoculation site. Samples of skin, the popliteal ganglion, liver, spleen, heart and blood were taken for parasitological diagnosis: histopathology and the polymerase chain reaction (PCR). The groups inoculated with transfected L. enriettii showed significant differences in the size of the lesions with respect to the control group (without transfection). The PCR analysis showed positive for L. enriettii in the skin and lymph nodes during the first weeks post-infection and subsequently in the spleen, liver and heart, thus suggesting that the parasites migrate between organs. In the control group, parasites were detected in the skin at the inoculation site but not in the other organs tested. The results demonstrate the role the vacuolar ATPase gene plays in the invasion of the host cells by Leishmania, and the increase in the virulence of L. enriettii after transfection with this gene.

Actividad energética y hepatoprotectora de las hojas de Baccharis lanceolata (Chilca) / Energetic and hepatoprotective activity of the leaves of Baccharis lanceolata (Chilca)

Introducción: La función de la cadena respiratoria es importante para la homeostasis. Objetivos: Comprobar el efecto energético y hepatoprotector que puede producir el extracto acuoso de Baccharis lanceolata H.B.K. en la cadena respiratoria. Diseño: Experimental. Lugar: Facultades de Farmacia y Bioquímica, Medicina - Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú. Material biológico: Ratas albinas, hojas de la planta. Intervenciones: En relación al efecto energético se ha evaluado la actividad respiratoria en mitocondria de hígado de rata a través del control respiratorio, actividad de la enzima ATPasa mediante hidrólisis del ATP y actividad Citocromo oxidasa; hepatoprotección en ratas administrándoles el extracto vía oral 14 mg/Kg. Las mitocondrias de hígado fueron obtenidas por centrifugación diferencial a 4oC. Resultados: Actividad respiratoria de los controles con los tratados fueron para el 1º mes 13.31 y 19.08, 2º mes 14.55 y 21.18 y 3º mes 15.15 y 23.63 micromoles de O2/mg de proteína (p < 0.001). Actividad Citocromo oxidasa Control 0.333, tratados en el 1º mes 0.403, 2º mes 0.547 y 3º mes 0.613 micromoles/g de proteína (p< 0.001). Actividad ATPasa: Control 57.10, tratadas 1º mes 64.98, 2º mes 67.95 y 3º mes 69.50 micromoles de P/mg de proteína (p < 0.001). GPT: Control 28.33 U/l, 1º mes 25.06 U/l, 2º mes 12.0 U/l y 3º mes 30.5 U/l (p < 0.001). GOT: Control 35.83 U/l, 1º mes 25.61 U/l, 2º mes 12.50 U/l y 3º mes 37.16 U/l (p < 0.001). Principales medidas de resultados: Valores medios, Porcentajes de variación. Conclusiones: Se ha demostrado que el extracto acuoso aumenta la actividad del control respiratorio, enzima ATPasa, enzima Citocromo c oxidasa; siendo la hepatoprotección dependiente del tiempo.

Inhibitory effect of lidocaine on the sarcoplasmic reticulum Ca2+- dependent ATPase from temporalis muscle

Myotoxic effects of local anesthetics on skeletal muscle fibers involve the inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase activity and Ca2+ transport. Lidocaine is a local anesthetic frequently used to relieve the symptoms of trigeminal neuralgia. The aim of this work was to test the inhibitory and/or stimulatory effect of lidocaine on sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase isolated from rabbit temporalis muscle. Ca2+-dependent ATPase activity was determined by a colorimetric method. Calcium-binding to the Ca2+- dependent ATPase, Ca2+ transport, and phosphorylation of the enzyme by ATP were determined with radioisotopic techniques. Lidocaine inhibited the Ca2+-dependent ATPase activity in a concentration- dependent manner. The preincubation of the sarcoplasmic reticulum membranes with lidocaine enhanced the Ca2+- dependent ATPase activity in the absence of calcium ionophore. Lidocaine also inhibited both Ca2+ uptake and enzyme phosphorylation by ATP but had no effect on Ca2+-binding to the enzyme. We conclude that the effect of lidocaine on the sarcoplasmic reticulum Ca2+-dependent ATPase from temporalis muscle is due to the drug's direct interaction with the enzyme and the increased permeability of the sarcoplasmic reticulum membrane to Ca.

La toxicidad de los anestesicos locales sobre las fibras musculares esqueleticas involucra a la inhibicion de la actividad de la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico y a la inhibicion del transporte del calcio. Tales efectos inhibitorios no han sido aun descriptos en el musculo temporal. La lidocaina es un anestesico local habitualmente usado para aliviar los sintomas de la neuralgia del trigemino por medio de la anestesia infiltrativa de la region temporal. El objetivo del trabajo fue demostrar el efecto inhibitorio y/o activador de la lidocaina sobre la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal del conejo. La actividad de la calcio ATPasa se determino empleando un metodo colorimetrico. La union del calcio a la enzima, el transporte del calcio y la fosforilacion de la ATPasa por ATP se determinaron mediante el empleo de tecnicas radioisotopicas. La lidocaina inhibio a la actividad de la calcio ATPasa. El efecto inhibitorio incremento en funcion de la concentracion del anestesico. La preincubacion de las membranas del reticulo sarcoplasmico en lidocaina incremento la actividad de la calcio ATPasa en ausencia de un ionoforo de calcio. Tal resultado avala el efecto permeabilizante del anestesico local sobre las membranas del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal. La lidocaina inhibio la captacion del calcio y la fosforilacion de la calcio ATPasa por ATP, pero no evidencio efecto sobre la union del calcio a la enzima. Concluimos que el efecto de la lidocaina sobre la calcio ATPasa del reticulo sarcoplasmico del musculo temporal se debe a la accion directa de la droga sobre la enzima y al incremento inducido de la permeabilidad de la membrana del reticulo sarcoplasmico al Ca.

Efecto in vitro del fenobarbital sobre la actividad de la enzima adenosintrifosfatasa de sodio y potasio dependiente en placenta humana / Effect in vitro of the phenobarbital on the activity of the enzyme adenosine triphosphatase (ATPase) of sodium and potassium dependent in human placenta

Fundamento: La mayoría de los fármacos, en mayor o menor medida, son capaces de pasar al feto a través de la placenta, condicionando alteraciones del desarrollo y del crecimiento fetal. Objetivo: Evaluar el efecto in vitro del fenobarbital sobre la actividad de la Adenosintrifosfatasa de sodio y potasio dependiente de placenta humana. Método: Se realizó un estudio in vitro, en homogeneizados totales de placentas provenientes de 30 madres que fueron atendidas en el Hospital Provincial Docente Ginecobstétrico Mariana Grajales, de Santa Clara, durante el período marzo-julio de 1993. El fenobarbital fue administrado a concentraciones de 0,1 mg/ml, 0,15 mg/ml y 0,2 mg/ml, teniendo en cuenta la dosis terapéutica a la cual se prescribió. Las variables analizadas fueron: actividad enzimática y tipo de inhibición. Resultados: La actividad enzimática de la Adenosintrifosfatasa de sodio y potasio dependiente, disminuyó de manera significativa en la medida en que la concentración administrada de fenobarbital fue menor. El efecto inhibitorio del fármaco también resultó ser dependiente de la concentración, presentándose una mayor inhibición a medida que la dosis fue incrementada. Conclusiones: El fenobarbital produjo disminución altamente significativa de la actividad Adenosintrifosfatasa de sodio y potasio dependiente. Esta inhibición es de tipo competitiva(AU)

Background: Most of the drugs can pass to the fetus through the placenta, conditioning alterations of the development and fetal growth. Objective: To evaluate the effect in vitro of Phenobarbital on the activity of adenosine triphosphatase of sodium and potassium dependent in human placenta. Method: A study in vitro was carried out, in total homogenizes of placentas coming from 30 mothers that were assisted in the Gynecological and Obstetric Educational Provincial Hospital Mariana Grajales, in Santa Clara, during the period March-July 1993. Phenobarbital was administered in concentrations of 0,1 mg/ml, 0,15 mg/ml and 0,2 mg/ml, keeping in mind the therapeutic dose to which was prescribed. The analyzed variables were: enzymatic activity and inhibition type. Results: The enzymatic activity of the adenosine triphosphatase of sodium and potassium dependent, diminished in a significant way, proportionally with the diminishment of the administered concentration of Phenobarbital. The inhibitory effect of the drug also turned out to be dependent of the concentration, presenting a major inhibition as the dose was increased. Conclusion: Phenobarbital produced highly significant decrease in the activity of adenosine triphosphatase of sodium and dependent potassium. This inhibition is of competitive type(AU)

La segunda bomba de sodio: de la proteína al gen / The second sodium pump: from protein to gene

En la membrana laterobasal del epitelio del intestino delgado y del túbulo renal proximal han sido descrito dos mecanismos diferentes de transporte activo primario de Na+: (1) uno dependiente de K+, sensible a la ouabaina e insensible a la furosemida, correspondiente a la bomba de Na+/K+; y (2) otro independiente de K+, insensible a la ouabaina pero inhibida por furosemida, el cual es referido como la segunda bomba de sodio. De igual modo, dos actividades ATPásicas, dependientes de Mg2+, estimuladas por Na+ e inhibidas por vanadato, han sido descritas en esta membrana: (1) una dependiente de K+, sensible a la ouabaina e insensible a la furosemida, correspondiente a la ATPasa de Na+/K+; y (2) otra independiente de K+, insensible a la iuabaina pero inhibida por furosemida, la cual ha sido denominada como la ATPasa de Na+. Dadas las similitudes bioquímicas, se considera que la bomba de Na+/K+ y la segunda bomba de sodio están asociadas con las ATPasas de Na+/K+ y de Na+, respectivamente, como una entidad bioquímica única. No obstante, no había sido posible la separación óptima de ambas enzimas. Recientemente, se logró solubilizar ambas ATPasas utilizando un detergente no-iónico (C12E9), preservando sus actividades, y purificar la ATPasa de Na+ por selección negativa a través de una cromatografía de afinidad con Concanavalina-A-sefarosa. La ATPasa de Na+ esta constituida por dos subunidades: una subunidad alfa de 98 KDa y una subunidad beta de 50 KDa. La subunidad alfa fue parcialmente secuenciada por espectrometría de masa en serie, identificándose tres péptidos que están presentes en la subunidad alfa1 de la ATPasa de Na+/K+. La formación de intermediarios fosforilados durante el ciclo de reacción de la ATPasa de Na+, así como su dependencia de Mg2+ y sensibilidad a vanadato, identifican a esta enzima como integrante de las ATPasas tipo P.

Basolateral plasma membranes of small intestine and proximal renal tubule present two active Na+-transportmechanisms: (1) The Na+/K+-pump, which depends on K+, is inhibited by ouabain but insensitive to furosemide and (2) The Second sodium pump, which is K+-independent, insensitive to ouabain but inhibited by furosemide. Thse two transport mechanisms have been associated with two different Mg2+-dependent Na+-ATPases, inhibited by vanadate: (1) The K+-dependent Na+/K+-ATPase, sensitive to ouabain and insensitive to furosemide, and (2) The K+ independent, Na+-ATPase, which is inhibitable by furosemide and insensitiveto ouabain. There exist multiple biochemical and functional evidences indicating that these two ATPases are different but only recently it has been possible to identify the Na+-ATPase as a unique biochemical entity. Both ATPases can be solubilized in an active form using C12E9 as detergent and separated by exclusion chromatography in sepharose 6-B and affinity chromatography in concanavalinA-sepharose. The Na+-ATPase is constituted by two sub-units: an alpha subunit of 98 KDa and a beta subunit of 50 KDa. The alpha subunit was partially sequenced by Tandem Mass Spectrometry, evidenced three peptides that are also present in the alpha1 subunit of the Na+/K+-ATPase. Na+-ATPase is Mg2+-dependent, inhibited by vanadate and forms phosphorylated intermediate during its reaction cycle ATP, indicating that it si a P-type ATPase. These facts induced us to design degenerated primers against the most preserves motifs present in these ATPases and to intent the cloning of the Na+-ATPase. Thus, we identified a cDNA for a new P-type ATPase probably related with this enzyme.

La Ca²+ -ATPasa de la membrana plasmática como enzima clave en la homeostasis intracelular del calcio: estimulación por etanol y otros efectores / The plasma membrane Ca²+ -ATPase as a key enzyme in the intracellular calcium homeostasis: stimulation by ethanol and other effectors

La Ca²+-ATPasa de la membrana plasmática (PMCA) es una enzima clave en la regulación de la concentración basal de Ca²+. Hemos demostrado que el etanol estimula la actividad de la Ca2+-ATPasa y el transporte de Ca²+ asociado. Cuando el etanol y la calmodulina (CaM) esta presentes simultáneamente, el efecto estimulatorio es aditivo, lo cual apoya que estos efectores actúan a través de distintos mecanismos. Mediante el uso de isoformas diferentes de la Ca²+-ATPasa se demostró que la variante PMCA2CI resultó ser mas sensible al efecto del etanol. Es Interesante resaltar que esta es la isoforma mas predominante en cerebro, cerebelo y tejido nervioso. Por otra parte, el fosfatidiletanol se forma mediante la transfosfatidilación de ciertos fosfolípidos cuando el etanol está presente, por una reacción que es catalizada por la fosfolipasa D. Este fosfolípido se acumula en la membrana de las células de mamífero luego del consumo de alcohol. Hemos demostrado que el fosfatidiletanol también estimula a la bomba de calcio de la membrana plasmática. Este fosfolípido incrementa la afinidad de la enzima por Ca²+ en mayor medida que la que se obtiene en presencia de CaM u otro fosfolípido acídico natural. Los esfingolípidos han sido reconocidos recientemente como importantes segundos mensajeros, actuando en varios sistemas en combinación con el Ca²+. En vista del hecho que la PMCA es estimulada por etanol, y tomando en cuenta que los esfingolípidos poseen grupos hidroxilo libres, decidimos estudiar el posible efecto de la ceramida y la esfingosina sobre esta bomba de calcio. Demostramos que la ceramida estimula a la Ca²+-ATPasa de una manera dosis-dependiente y de forma aditiva a la CaM y al etanol, cuando se compara con estos dos efectores añadidos separadamente. La ceramida afecta tanto la afinidad de la enzima por el Ca²+, como su Vmax. Mas aún, este esfingolípido también estimula el transporte de Ca²+ en vesículas invertidas de eritrocitos. Por lo contrario, la esfingosina...