jueves, 9 de febrero de 2012

Imágenes del Recuerdo : Las Mitocondrias y el Corazón


Todos cuanto me conocen saben de la afición que tengo por los intrincandos procesos biológicos de los seres vivos, he sostenido charlas interesantes con mi sobrina Tatiana, quien estudia una rama de la medicina y ha sido objeto de mis contínuas inquietudes cual si fuera profesora y con la paciencia que me tiene, me ilustra y me ayuda a comprender algo de estos procesos, no soy biólogo, ni mucho menos, solo un simple curioso.

Parte de estos procesos que me interesan son los que ocurren al interior de la célula, de cómo se genera la energía en su interior, esto me ha llevado a interesarme por el ATP (adenosín trifosfato, que es la moneda energética de las células) y su producción se da en unos orgánulos llamados mitocondrias, y paseandome por la autopista de la información me topé con algo de historia sobre su estudio, y como vale más una imagen que mil palabras, a lo que te truje chencha.

El músculo cardíaco, sobre todo el ventrículo izquierdo, es rico en mitocondrias, dado que el corazón requiere de una fuente de energía eficiente y continua. En esta imagen ampliada, se muestra la longitud de dos sarcómeros, largas mitocondrias ocupan espacios longitudinales entre las miofibrillas,  ellas (las mitocondrias) esta separadas por los túbulos transversales y están asociados con gotitas de lípidos.

Las crestas mitocondriales dan apoyo con las enzimas del ciclo respiratorio, están muy compactadas en las mitocondrias cardíacas. Ya en 1960, Keith Porter comenzó a coleccionar imágenes, incluida esta, para un atlas de la ultra-estructura de la célula. Este fue uno de los primeros atlas en ser publicados, y sigue siendo un extraordinario ejemplo de calidad perdurable. Curiosamente, Porter decidió usar los tejidos de la disección de un murciélago para obtener muchas de las imágenes, porque él sabía que podía obtener excelentes resultados. Esta imagen muestra que sus expectativas eran correctas. Pequeñas tiras del miocardio del ventrículo izquierdo de un murciélago se fijaron por inmersión en glutaraldehído tamponado, seguido por osmio tamponado y embebidos en Epon.

Fuente : Porter KR, Bonneville M. Fine Structure of Cells and Tissues. 4th ed. Philadelphia, PA: Lea & Febiger; 1973. Original resource for this image, a 3 x 4 inch lantern slide, was provided by Keith R. Porter Archives (University of Maryland Baltimore County, Baltimore, MD)
Lo vi en *CIL – Cell Image Library

Recientemente se están desarrollando muchos estudios que revelan la importancia de las mitocondrias como por ejemplo el que realizó la sociedad iberoamericana de información científica : "Analizan los Mecanismos Mitocondriales que Intervienen en la Excitabilidad Cardíaca y en el Origen de las Arritmias" que en síntesis menciona : La comprensión de los mecanismos mitocondriales que actúan en la génesis de las arritmias ventriculares podría contribuir con la producción de intervenciones que permitan reducir la incidencia de estas afecciones potencialmente mortales. Que puede leerse aquí

Pero permítaseme que extraiga unos párrafos para abrir boca, y reconocer el papel preponderante que llevan las mitocondrias en cuanto al famoso órgano donde cupido hace de las suyas, sobre todo en este mes del amor.

El papel de los canales KATP del sarcolema en las arritmias

La influencia del estado energético de las mitocondrias sobre el potencial de acción del sarcolema es regulada en gran medida por los canales de potasio sensibles al adenosín trifosfato (KATP), que se ubican en la membrana del sarcolema (sarcKATP). Estos canales están constituidos por 4 subunidades formadoras de poros y 4 accesorias o receptoras de sulfonilureas, que fijan el ATP. Estos canales son inhibidos por el ATP intracelular y activados por el adenosín difosfato (ADP), el magnesio y el pH. Los canales sarcKATP se abren en condiciones de estrés oxidativo y generan una corriente rectificadora de fondo, que se observa durante los primeros 10 minutos del episodio isquémico. Estos canales representan una de las poblaciones más grandes de canales iónicos dentro del miocardio, y la apertura de al menos el 1% de esta población acorta en forma significativa el potencial cardíaco de acción.

A medida que la población de receptores sarcKATP se abre, el potencial de acción se acorta y se produce la reducción transitoria del calcio. Debido a que la sobrecarga de calcio puede provocar la muerte celular por apoptosis o necrosis, se considera que la apertura de estos canales podría ser un mecanismo citoprotector, ya que disminuye la intensidad de la contracción de los miofilamentos y la sobrecarga de calcio a nivel mitocondrial. Existen indicios que demuestran que la expresión de estos canales es esencial para garantizar la supervivencia celular en condiciones de estrés oxidativo y, aparentemente, el papel fisiológico que desempeñan es atenuar la muerte de los miocitos en la isquemia.

A pesar de las funciones citoprotectoras, el aumento de la conductancia de potasio predispone a las alteraciones eléctricas y puede generar arritmias fatales. La presencia de regiones en las que la probabilidad de que se abran los canales sarcKATP es alta, favorece la aparición de arritmias, fenómeno que se conoce con el nombre de sumideros metabólicos. Estos sumideros metabólicos predisponen a las arritmias debido a que actúan sobre el período refractario eficaz del miocardio, y esto acorta la longitud de onda excitatoria (que es el producto entre la velocidad de conducción y el período refractario). La heterogeneidad patológica de la duración del potencial de acción incrementa la dispersión de la refractariedad dentro del tejido, y este mecanismo promueve la reentrada. La apertura de los canales sarcKATP acorta el potencial de acción y el período refractario eficaz. Por lo tanto, los agentes que estimulan la apertura de estos canales reducen el período refractario eficaz y los que los bloquean, lo prolongan.

El potencial arritmógeno de los sarcKATP fue descrito en distintos estudios que utilizaron glibenclamida (que bloquea las isoformas mitocondriales y sarcolémicas de estos canales) y HMR 1883 (que inhibe los del sarcolema en forma específica). El bloqueo de estos canales por el HMR 1883 disminuye la incidencia de arritmias ventriculares en la rata, el conejo, el cerdo y el perro, y lo más importante es que estos datos fueron confirmados en estudios clínicos que utilizaron estos bloqueantes en seres humanos.

Otros estudios : Patología mitocondrial en las enfermedades del miocardio de la gaceta médica de Caracas.


Y mucho mucho más, será hasta la próxima que seguiremos con este apasionante tema.

PD. “Esta entrada participa en la X edición del Carnaval de Biología, organizado por el blog Scientia” http://scientia1.wordpress.com/2012/02/03/x-edicion-del-carnaval-de-la-biologia/

Salu2 a tod@s y felicidades a Candi (abejita) en el DF de Mexico que estuvo de cumpleaños hace unos días 

Mr. Moon.
La vida es un 10% como viene y un 90% como la tomamos.

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