Transportando aminoácidos en las células del corazón

Los aminoácidos representan los ladrillos a partir de los cuales se construyen las proteínas en los organismos biológicos, pero adicionalmente tienen asociadas funciones biológicas más complejas que las de solo ser la mínima unidad estructural de las proteínas. Daniel Peluffo, en un estudio reciente sobre células cardíacas de rata ha descripto corrientes eléctricas generadas por el aminoácido Arginina al atravesar la membrana celular utilizando un transportador específico de aminoácidos catiónicos (CAT).

Por otro lado, este investigador estudió la directa vinculación de este transporte con la producción de Oxido Nítrico, un potente vasodilatador y agente regulador de la contractibilidad y la proliferación de las células cardíacas. A nivel fisiológico el aminoácido Arginina es esencial para organismos en fase de crecimiento, esta asociado con la liberación de hormonas como insulina, glucagón y prolactina en diferentes órganos y es precursor de diversos metabolitos, entre ellos el Oxido Nítrico de particular interés por su importante función regulatoria a nivel del sistema nervioso central y del sistema cardiovascular. Gases como oxígeno y dióxido de carbono así como moléculas no polares difunden pasivamente al (o desde el) interior de las células atravesando la membrana celular.

Por otro lado, las sustancias cargadas (iones) deben atravesar la barrera interpuesta por la membrana celular por medio de proteínas inmersas en dichas membranas. Estas proteínas tienen una gran variedad de composiciones, selectividad iónica y mecanismos de transporte y se clasifican, según el caso, como canales, transportadores y bombas. En el caso del transporte de Arginina (un aminoácido con carga neta positiva) el transportador es una proteína de membrana conocida como Transportador de Aminoácidos Catiónicos (CAT). Estas proteínas transportan aminoácidos al interior celular transportando al exterior una o más moléculas cargadas (iones) por cada molécula de aminoácido que ingresa a la célula. La entrada de estas moléculas cargadas a través de la membrana produce verdaderas corrientes eléctricas que pueden ser medidas y evaluadas en respuesta a diferentes estímulos.

En este trabajo se evidenció experimentalmente que las corrientes generadas se deben exclusivamente al transporte del aminoácido estudiado y no a otras especies cargadas que pudieran estar presentes en el medio de medición. Adicionalmente se demostró que la producción de Oxido Nítrico esta directamente vinculada con la cantidad de L-Arginina transportada al interior celular y que el transporte del aminoácido no requiere una fuente energética como el ATP sino que utiliza el transportador propulsado por la diferencia de concentración entre el interior y el exterior celular.

Finalmente también se comprobó que el transportador es estéreoselectivo, es decir que solo transporta Arginina con una orientación particular (L) en su esqueleto de carbonos, así como otros aminoácidos que posean orientaciones del mismo tipo que la L-Arginina. Toda la información recabada por Peluffo y la descripción de las características del proceso de transporte es muy valiosa ya que las células cardíacas al igual que muchas otras células del organismo son incapaces de sintetizar Arginina y dependen exclusivamente de su transporte a través de la membrana. Está demostrado que el Oxido Nítrico juega un importante papel protector a nivel cardíaco, y se ha probado que altas dosis intravenosas u orales de L-Arginina mejoran la recuperación de pacientes con falla cardíaca congestiva. La continuación de estos estudios permitirá una mejor comprensión de los efectos de la Arginina a nivel cardíaco así como el desarrollo de terapéuticas más específicas.

Trabajo original: R. Daniel Peluffo, L-Arginine currents in rat cardiac ventricular myocytes, Journal of Physiology (London), 2007; 580: 925-936.