Transporte de cálcio na célula nervosa : mecanismo a nível da membrana plasmática

Abstract

O aumento da concentração interna de Ca2+ que, in vivo, entra no terminal nervoso, via canais de Ca2+ abertos após despolarização, é responsavel pela libertação de neurotransmissores, isto é, pelo desencadeamento da transmissão sináptica. A reposição das concentrações de Ca2+ características do estado de repouso está essencialmente relacionada com a operacionalidade de dois sistemas de extrusão existentes a nível da membrana plasmática sináptica: uma Ca2+ - ATPase que extrui Ca2+ utilizando energia da hidrólise de ATP e um sistema de troca de Ca2+ por Na+ que utiliza a energia do gradiente de Na 2+ continuamente mantido, através da membrana, por actividade da Na+ / K+ - ATPase. Neste trabalho foi utilizada uma fracção de vesículas de membranas plasmáticas isoladas do cortex cerebral do carneiro para caracterizar bioquimicamente estes dois sistemas de transporte de Ca2+. É apresentada evidência para o facto do mecanismo de troca Na+/Ca2+, que geralmente funciona no sentido da extrusão de Ca2+, ter uma grande contribuição para o influxo de Ca2+ geralmente atribuído à despolarização pelo K+. A alta afinidade por Ca2+ destes dois sistemas de transporte é indicativa de que ambos operam para níveis fisiológicos do ião embora o sistema de troca Na+/Ca2+ ,de maior capacidade, provavelmente funcione também para níveis intracelulares de Ca2+ eventualmente atingidos após activação celular. A electrogenicidade do trocador Na+/Ca2+, avaliada num sistema reconstituído, indicou ainda que a sua actividade é sensivel ao potencial de membrana o que tem implicações na regulação da sua actividade in vivo. A utilização de antagonistas do Ca2+ pertencentes à classe das dihidropiridinas, marcadas radioactivamente com alta actividade específica, permitiram identificar canais de Ca2+ sensíveis a voltagens na fracção de membranas plasmáticas sinápticas utilizada. No entanto, a falta de correlação observada entre a inibição e a inibição dos fluxos de Ca2+ pelos mesmos antagonistas do Ca2+, ou outros estruturalmente relacionados não radioactivos, foi interpretada como indicativa da existência, a nível dos terminais nervosos, de outro tipo de canais de Ca2+ sensíveis a voltagens e insensíveis às dihidropirinas usadas na sua marcação.

The increase in internal Ca2+ concentration, which in vivo enters the nerve terminal by voltage sensitive Ca2 channels opened up after depolarization, is responsible for the release of neurotransmitters, that is for synaptic transmission. The two main mechanisms responsible for the returning to the resting Ca2+ levels are : a Ca2+ - ATPase which extrudes Ca2+ at expenses of ATP hydrolisys and a Na+/ca2+ exchange mechanism wich extrudes Ca2+ using the Na+ gradiet continuously maintained across the plasme membrane by the Na+ /K+ - ATPase activity. In this work it was used a fraction of synaptic plasme membrane vesicles, obtained from sheep brain cortex partially purified, to characterize those two systems of Ca 2+ transport. It is presented evidence for the contribution of Na+/Ca2+ exchange mechanism, which usually extrudes Ca2+, to the Ca2+ influx usually atributed to K+ - depolarization. The high Ca2+ affinites of both systems are indicative that they both work at physiological Ca2+ levels inside synaptosome, although the Na+/Ca2+ exchange which has greater capacity also works at higher Ca2+ levels reached after cellular activation. The electrogenicity of Na2+/Ca2+ exchange, evaluated in a reconstituted system, indicates it’s sensitivity to membrane potential which has important implications in the regulation of it’s activity in vivo. Two Ca2+ antagonists of dihidropiridine’s group, labelled with redioactive tracers at high specific activity, where used to identify voltage sensitive Ca2+ channels in the plasme membrane franction used. Neverthless the lack of correlation between inhibition of binding and inhibition of Ca2+ fluxes by the some cold drugs or others structurally related was interpreted as indicative of the existence, in the nerve terminal, of other type of voltage sensitive Ca2+ channels which are dihidropiridine insensitive.