Regulación del calcio por SERC-A antes de la enfermedad de Alzheimer y durante la misma / Calcium regulation by SERC-A before and during Alzheimer disease

Hay muchos factores implicados en la incidencia de la enfermedad de Alzheimer que, en combinación, terminan por impedir o dificultar las funciones neuronales normales. Actualmente, poco se conoce sobre la regulación del calcio, antes de la enfermedad y durante la misma. La inestabilidad interna de los niveles de calcio se asocia a un mayor riesgo vascular, condición prevalente en un gran número de individuos ya comprometidos por la enfermedad de Alzheimer. Esta revisión proporciona una reevaluación de los mecanismos moleculares de la ATPasa dependiente de Ca2+ del retículo sarcoendoplásmico (SERC-A) en la enfermedad y analiza los aspectos más destacados de la función de los canales de calcio dependientes de voltaje; de esta manera, se podrán abrir nuevas alternativas de tratamiento. Estos mecanismos de regulación son clínicamente relevantes, ya que se ha implicado la función irregular de SERC-A en diversas alteraciones de la función cerebral.

There are many factors involved in the incidence of Alzheimer's disease that, in combination, impede or hinder normal neuronal functions. Little is currently known about calcium regulation before and during the disease. Internal instability of calcium levels is associated with increased vascular risk, a prevalent condition in a high number of individuals already compromised by Alzheimer's disease. This review provides a reevaluation of the molecular mechanism of the sarcoendoplasmic reticulum calcium ATPase (SERC-A) in the disease and discusses salient aspects of voltage-gated calcium channel function; in these way new alternatives could be open for its treatment. These regulation mechanisms are clinically relevant since the irregular functions of SERC+A has been implicated in pathologies of brain function.

Rat vas deferens SERCA2 is modulated by Ca2+/calmodulin protein kinase II-mediated phosphorylation

Ca2+ pumps are important players in smooth muscle contraction. Nevertheless, little information is available about these pumps in the vas deferens. We have determined which subtype of sarco(endo)plasmic reticulum Ca2+-ATPase isoform (SERCA) is expressed in rat vas deferens (RVD) and its modulation by calmodulin (CaM)-dependent mechanisms. The thapsigargin-sensitive Ca2+-ATPase from a membrane fraction containing the highest SERCA levels in the RVD homogenate has the same molecular mass (∼115 kDa) as that of SERCA2 from the rat cerebellum. It has a very high affinity for Ca2+ (Ca0.5 = 780 nM) and a low sensitivity to vanadate (IC50 = 41 µM). These facts indicate that SERCA2 is present in the RVD. Immunoblotting for CaM and Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII) showed the expression of these two regulatory proteins. Ca2+ and CaM increased serine-phosphorylated residues of the 115-kDa protein, indicating the involvement of CaMKII in the regulatory phosphorylation of SERCA2. Phosphorylation is accompanied by an 8-fold increase of thapsigargin-sensitive Ca2+ accumulation in the lumen of vesicles derived from these membranes. These data establish that SERCA2 in the RVD is modulated by Ca2+ and CaM, possibly via CaMKII, in a process that results in stimulation of Ca2+ pumping activity.

Efecto de esfingolípidos y Agelosina B en la movilización de Ca2+ y la señalización celular en células de cáncer de mama (MCF-7) y su relación con la apoptosis / Effect of sphingolipids and Agelosin B on Ca2 + mobilization and cell signaling in breast cancer cells (MCF-7) and its relationship with apoptosis

Los esfingolípidos, como la ceramida (Cer), la ceramida-1-fosfato (C-1-P), la esfingosina (Sph) y la esfingosina-1-fosfato (S-1P) estan relacionados con la señalización intracelular en procesos como crecimiento celular, movilización intracelular de Ca+2 y apoptósis. En este trabajo se evaluó el efecto de estos esfingolípidos en la homeostasis de Ca+2 intracelular y en la apoptósis en células de cáncer de mama MCF-7. Se utilizaron fluoróforos específicos para el Ca+2 y microscopía confocal. Se demostró que en estas células, la Sph (20 uM), la Cer (10uM), la S-P (2uM) y la C--P (uM) aumentaron la concentración intracelular ce Ca+2, induciendo su liberación desde el retículo endoplasmático (RE). Además, se observo que la esfingosina abrioun canal de Ca2+ en la membrana plasmática. También se demostró que la Cer inhibe parcialmente la actividad de la Ca2+-ATPasa del RE (SERCA), de forma dosis dependiente, mientras que la ceramina, su análogo no hidrolisable la inhibe totalmente. La Sph también inhibe completamente la actividad de la SERCA, a la misma concentración que induce la liberación del Ca+2 del RE. Asimismo, se evaluó el efecto de estos esfingolípidos sobre la inducción de la apotósis en células MCF-7 evidenciando que el tratamiento con la Cer, la ceramida, la Sph inducen toxicidad. También se observo que mientras la ceramida activo la caspasa 7 y la caspasa 8, el esfingolipido natural, la Cer no tuvo ningún efecto. Por su parte, la Sph activa la caspasa 8 sin modificar la activdad de la caspasa 7. Tanto la Cer, como la ceramida y la Sph, disminuyeron la expresión de la proteína Bcl-2 amti-apoptótica, y también indujeron la fragmentación de ADN, visualizada mediante la técnica de TUNEL, demostrando que estos esfingolípidos inducen apoptósis en MCF-7. La agelasina B, toxina purificada a partir de la esponja marina Agelas clathrodes tiene un efecto citotóxico un orden de magnitud mayor en MCF-7, en comparación con fibroplastos humanos. La agelasina B induce la liberación del Ca+2 almacenado en el RE en celulas MCF-7, ademas de inhibir la actividad de la SERCA en un 100%. También se demostró que esta toxina induce apoptosis, ya que disminuye el potencial de membrana mitocondrial, activa la caspasa 8, disminuye la expresion de la proteina Bcl-2 e induce fragmentación del ADN de las células MCF-7. Este mecanismo es similar al efecto de la tapsigargina.

Obesity induces upregulation of genes involved in myocardial Ca2+ handling

Obesity is a complex multifactorial disorder that is often associated with cardiovascular diseases. Research on experimental models has suggested that cardiac dysfunction in obesity might be related to alterations in myocardial intracellular calcium (Ca2+) handling. However, information about the expression of Ca2+-related genes that lead to this abnormality is scarce. We evaluated the effects of obesity induced by a high-fat diet in the expression of Ca2+-related genes, focusing the L-type Ca2+ channel (Cacna1c), sarcolemmal Na+/Ca2+ exchanger (NCX), sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase (SERCA2a), ryanodine receptor (RyR2), and phospholamban (PLB) mRNA in rat myocardium. Male 30-day-old Wistar rats were fed a standard (control) or high-fat diet (obese) for 15 weeks. Obesity was defined as increased percent of body fat in carcass. The mRNA expression of Ca2+-related genes in the left ventricle was measured by RT-PCR. Compared with control rats, the obese rats had increased percent of body fat, area under the curve for glucose, and leptin and insulin plasma concentrations. Obesity also caused an increase in the levels of SERCA2a, RyR2 and PLB mRNA (P < 0.05) but did not modify the mRNA levels of Cacna1c and NCX. These findings show that obesity induced by high-fat diet causes cardiac upregulation of Ca2+ transport_related genes in the sarcoplasmic reticulum.

Efeito de íons Cu2+ e Zn2+ em atividade Ca-ATPásica isolada de larvas de Pachymerus nucleorum (Fabricius) (Coleoptera: Chrysomelidae, Bruchinae) / Effect of Cu2+ and Zn2+ ions in Ca-ATPase activity isolated from Pachymerus nucleorum (Fabricius) (Coleoptera: Chrysomelidae, Bruchinae) larvae

As ATPases, um importante alvo de inseticidas, são enzimas que hidrolisam o ATP e utilizam a energia liberada no processo para realizar algum tipo de trabalho celular. A larva de Pachymerus nucleorum (Fabricius) possui uma ATPase que apresenta alta atividade Ca-ATPásica, mas não expressa atividade Mg-ATPásica. Nesse trabalho, foi testado o efeito de íons zinco e cobre na atividade Ca-ATPásica dessa enzima. Mais de 90 por cento da atividade Ca-ATPásica foi inibida em 0,5 mM de íons cobre ou 0,25 mM de íons zinco. Na presença de EDTA, mas não na sua ausência, a inibição por zinco foi revertida pelo aumento da concentração de cálcio. A inibição por íons cobre, não foi revertida nem na presença e nem na ausência de EDTA. O tratamento da fração ATPase com cobre, previamente ao ensaio de atividade ATPásica, não inibiu a atividade Ca-ATPásica sugerindo que o íon cobre não liga diretamente a enzima. Os resultados sugerem que íons zinco e cobre formam complexo com o ATP e se ligam à enzima inibindo sua atividade Ca-ATPásica.

ATPases, an important target of insecticides, are enzymes that hydrolyze ATP and use the energy released in that process to accomplish some type of cellular work. Pachymerus nucleorum (Fabricius) larvae possess an ATPase, that presents high Ca-ATPase activity, but no Mg-ATPase activity. In the present study, the effect of zinc and copper ions in the activity Ca-ATPase of that enzyme was tested. More than 90 percent of the Ca-ATPase activity was inhibited in 0.5 mM of copper ions or 0.25 mM of zinc ions. In the presence of EDTA, but not in the absence, the inhibition by zinc was reverted with the increase of calcium concentration. The inhibition by copper ions was not reverted in the presence or absence of EDTA. The Ca-ATPase was not inhibited by treatment of the ATPase fraction with copper, suggesting that the copper ion does not bind directly to the enzyme. The results suggest that zinc and copper ions form a complex with ATP and bind to the enzyme inhibiting its Ca-ATPase activity.

Función del retículo sarcoplásmico y su papel en las enfermedades cardíacas / Function and role of the sarcoplasmic reticulum in heart disease

The sarcoplasmic reticulum (SR) constitutes the main intracellular calcium store in striated muscle and plays an important role in the regulation of excitation-contraction-coupling (ECC) and of intracellular calcium concentrations during contraction and relaxation. The regulation of ECC occurs due to the interaction among the main proteins of the SR that are the calcium release channel or ryanodine receptor, the Ca2+-ATPase, phospholamban and calsequestrin. Due to the importance of ECC in the physiopathology of a number of cardiac diseases, the role of the SR and its components has been widely investigated in some pathologies, specifically cardiac hypertrophy, heart failure, and hereditary arrhythmias. Therefore, the SR proteins constitute an area of research of great interest for the development of new genetic and pharmacologic therapies; from this derives the importance of understanding the function of the SR. This review analyzes the expression, structure, and function of the main SR proteins, their role on myocardial contraction and relaxation and in the changes that occur in cardiac pathologies.

The Ca2+ pump inhibitor, thapsigargin, inhibits root gravitropism in Arabidopsis thaliana

Thapsigargin, a specific inhibitor of most animal intracellular SERCA-type Ca2+ pumps present in the sarcoplasmic/endoplasmic reticulum, was originally isolated from the roots of the Mediterranean plant Thapsia gargancia L. Here, we demonstrate that this root-derived compound is capable of altering root gravitropism in Arabidopsis thaliana. Thapsigargin concentrations as low as 0.1 µM alter root gravitropism whereas under similar conditions cyclopiazonic acid does not. Furthermore, a fluorescently conjugated thapsigargin (BODIPY FL thapsigargin) suggests that target sites for thapsigargin are located in intracellular organelles in the root distal elongation zone and the root cap, regions known to regulate root gravitropism.

Inhibition of the sarcoplasmic reticulum Ca2+ pump with thapsigargin to estimate the contribution of Na+-Ca2+ exchange to ventricular myocyte relaxation

Relaxation in the mammalian ventricle is initiated by Ca2+ removal from the cytosol, which is performed by three main transport systems: sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SR-A), Na+-Ca2+ exchanger (NCX) and the so-called slow mechanisms (sarcolemmal Ca2+-ATPase and mitochondrial Ca2+ uptake). To estimate the relative contribution of each system to twitch relaxation, SR Ca2+ accumulation must be selectively inhibited, usually by the application of high caffeine concentrations. However, caffeine has been reported to often cause changes in membrane potential due to NCX-generated inward current, which compromises the reliability of its use. In the present study, we estimated integrated Ca2+ fluxes carried by SR-A, NCX and slow mechanisms during twitch relaxation, and compared the results when using caffeine application (Cf-NT) and an electrically evoked twitch after inhibition of SR-A with thapsigargin (TG-TW). Ca2+ transients were measured in 20 isolated adult rat ventricular myocytes with indo-1. For transients in which one or more transporters were inhibited, Ca2+ fluxes were estimated from the measured free Ca2+ concentration and myocardial Ca2+ buffering characteristics. NCX-mediated integrated Ca2+ flux was significantly higher with TG-TW than with Cf-NT (12 vs 7 æM), whereas SR-dependent flux was lower with TG-TW (77 vs 81 æM). The relative participations of NCX (12.5 vs 8 percent with TG-TW and Cf-NT, respectively) and SR-A (85 vs 89.5 percent with TG-TW and Cf-NT, respectively) in total relaxation-associated Ca2+ flux were also significantly different. We thus propose TG-TW as a reliable alternative to estimate NCX contribution to twitch relaxation in this kind of analysis.

Efectos de las variaciones de Ca²+ intracelular sobre el cotransporte de Na/K/2CI en células aisladas del epitelio ciliar de ojos de conejo / Effect of intracellular Ca²+ variations cotransporter Na/K/2CI in ciliary epithelial cells from rabbit eyes

Evaluar el efecto de las variaciones de Ca+² intracelular sobre los mecanismos de transporte activo de iones responsables de la secreción de humor acuoso en células aisladas del epitelio ciliar de ojos de conejo. Se aislaron células de epitelio ciliar de ojos de conejo (técnica de Riley y Kishiba) en las cuales se evaluó el efecto de EGTA (quelante de Ca²+ intracelular) e ionomicina (ionóforo, de Ca²+ sobre la actividades del la ATPasa de Na/K (captación de 86Rb sensible a ouabaina) y el contransporte de Na/K/2CI (captación de 86Rb sensible a bumetanida). La radioactividad fue determinada a través de centello líquido y la actividad de los mecanismos de transporte expresada en modelos de 86Rb / mg.proteína.min. El BAPTA-AM 50µM produjo una inhibición significativa de la actividad del cotransporte de Na/K/2CI en relación al control (n=8 110±7 Vs. 25±2 P= 0,0001), mientras que la ATPasa de Na/K no fue aceptada (n=8 210±9 vs. 204± 8). La ionomicina 10 µM produjo una estimulación de la actividad del contransporte de Na/K 2CI en relación al control (n=8 100±6 Vs. 171±13, P= 0,0002), mientras que la ATPasa de Na/K no fue afectada (218±11 Vs. 200±14). El EGTA 3 mM no afecto ni la ATPasa de Na/K (n=8 242±16 Vs. 250±14) ni al contransporte de Na/K2CI (n=8 122±18 Vs. 11 7±5). Nuestros resultados indican que el Ca² intracelular posiblemente actúa como regulador de la producción de humor acuoso a través de sus efectos sobre el cotransporte de Na/K2CI presente en las células del epitelio ciliar

ATPasa de calcio en el sistema nervioso / Calcium ATPase in the nervous system

La bomba de calcio es una proteína integral de la membrana que regula el calcio libre citoplasmático en concentraciones menores de 0,1 mM. En la mayoría de las células eucarióticas está ubicada en la membrana, en el plasmalema o en organelos como el retículo sarcoendoplásmico y los calciosomas. Su actividad está dada por la hidrólisis de ATP, la concentración del ion en el citoplasma y por otros factores que regulan como la calmodulina, los fosfolípidos y las proteínas - cinasas. Por diferentes métodos, se ha detectado la ATPasa de calcio y su actividad en el tejido nervioso central y periférico, como en otros tejidos

En astrocitos humanos, el estrés hipoglicémico facilita la inserción de amiloide beta, AbP, 1-40 que forma un canal de calcio no regulado / In human astrocytes, the hipoglycemic stress helps amiloid beta, AbP, 1-40 insertion that makes a non-regulated calcium channel

Los hallazgos patológicos de la enfermedad de Alzheimer (EDA) incluyen pérdida selectiva de neuronas, numerosos depósitos extra celulares denominados placas seniles y ovillos neurofibrilares en el cerebro de los pacientes. El principal componente de las placas seniles es un péptido de 39 a 43 aminoácidos denominado proteína beta amiloide (AßP). Un creciente número de reportes sugiere que los elevados niveles de beta amiloide extracelular en la enfermedad de Alzheimer altera la homeostasis del calcio libre intracelular. En concordancia con resultados previos, nosotros hemos mostrado anteriormente que en las neuronas hipotalámicas expuesta al AßP (1-40), Se produce la formación espontánea de canales catiónicos selectivos a través de la membrana plasmática. Esta entrada desregulada de Ca² y Na+ conduce a la apoptosis neuronal. En este estudio, cultivamos astrocitos humanos (línea celular 132 INI) con un medio de cultivo libre de calcio y procedimos a exponer las células 132 INI al AßP (1-40), luego de pre-incubar en ausencia de D-glucosa o en su nivel fisiológico (5,5 mM). Encontramos y reportamos aquí que, una exposición de 15 min de los astrocitos a un medio privado de D-glucosa ocasiona una rápida entrada de Ca² y Na+ se redujo sustancialmente. Ya que la hipoglicemia deteriora la síntesis de ATP, el nivel de ATP debería caer y por tanto todas las ATP-asas de la membrana plasmática, tales como las bombas catiónicas, se tornarían incapaces de mantener el equilibrio del Na+, Ca² y K+

Energy interconversion by the sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase: ATP hydrolysis, Ca2+ transport, ATP synthesis and heat production

The sarcoplasmic reticulum of skeletal muscle retains a membrane bound Ca2+-ATPase which is able to interconvert different forms of energy. A part of the chemical energy released during ATP hydrolysis is converted into heat and in the bibliography it is assumed that the amount of heat produced during the hydrolysis of an ATP molecule is always the same, as if the energy released during ATP cleavage were divided in two non-interchangeable parts: one would be converted into heat, and the other used for Ca2+ transport. Data obtained in our laboratory during the past three years indicate that the amount of heat released during the hydrolysis of ATP may vary between 7 and 32 Kcal/mol depending on whether or not a transmembrane Ca2+ gradient is formed across the sarcoplasmic reticulum membrane. Drugs such as heparin and dimethyl sulfoxide are able to modify the fraction of the chemical energy released during ATP hydrolysis which is used for Ca2+ transport and the fraction which is dissipated in the surrounding medium as heat.

ATP y metabolismo cardiaco: acerca del tratamiento metabólico del infarto agudo del miocardio / ATP and cardiac metbolism: about metabolic treatment of acute cardiac infarction

Investigaciones sobre el ATP han revelado principios fundamentales de biología molecular cuyos descubridores fueron galardonados con el premio Nobel de química en 1997. En este artículo se revisan avances recientes sobre síntesis e hidrólisis del ATP y su relación con el metabolismo cardiaco. La síntesis de ATP se debe a la enzima F0 F1 sintetasa (o H+-ATP sintetasa) acoplada con la fuerza electromotriz de un gradiente de protones (H+) generado por fotosíntesis o por fosforilación oxidativa. Al pasar por FO, la corriente de H+ produce rotación interna de la subunidad ß y catálisis rotativa de las tres subunidades ß de F1. La rotación de la subunidad ç ha sido demostrada directamante. La hidrólisis de ATP está acoplada con la función de bombas iónicas (ATPasas) dependientes del aporte continuo de sangre oxigenada al cerebro y corazón. Al disminuir el aporte de O2, se produce zonas heterogéneas de metabolismo anaeróbico con acumulación de radicales libres y formación de productos tóxicos. A últimas fechas, hay un renovado interés para el tratamiento metabólico del infarto agudo del miocardio

Outward potassium current oscillations in macrophage polykaryons: extracellular calcium entry and calcium-induced calcium release

Outward current oscillations associated with transient membrane hyperpolarizations were induced in murine macrophage polykaryons by membrane depolarization in the absence of external Na+. Oscillations corresponded to a cyclic activation of Ca2+ -dependent K+ currents (IKCa) probably correlated with variations in intracellular Ca2+ concentration. Addition of external Na+ (8mM) immediately abolished the outward current oscillations, suggesting that the absence of the cation is necessary not only for their induction but also for their maintenance. Oscillations were completely blocked by nisoldipine. Ruthenium red and ryanodine reduced the number of outward current cycles in each episode, whereas quercetin prolonged the hyperpolarization 2- to 15-fold. Neither low molecular weight heparin nor the absence of a Na+ gradient across the membrane had any influence on oscillations. The evidence suggests that Ca+ entry through a pathway sensitive to Ca2+ channel blockers is elicited by membrane depolarization in Na+ -free medium and is essential to initiate oscillations, which are also dependent on the cyclic release of Ca2+ from intracellular Ca2+ -sensitive stores; Ca2+ ATPase acts by reducing intracellular Ca2+, thus allowing slow deactivation of IKCa. Evidence is presented that neither a Na+/Ca2+ antiporter nor Ca2+ release from IP3 -sensitive Ca2+ stores participate directly in the mechanism of oscillation.

A method to estimate mitochondrial Ca2+ uptake in intact cardiac myocytes

In the present paper we describe a method to estimate mitochondrial Ca2+ uptake during the declining phase of Ca2+ transients (cell relaxation) in intact isolated myocardial cells. This method is based on inhibition of sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ accumulation by caffeine, blockade of Ca2+ transport via sarcolemmal Ca2+ -ATPase by treatment with carboxyeosin and inhibition of sarcolemmal Na+/Ca+ exchange by removal of extracellular Na+ and Ca2+. Ca2+ transients were evoked in rabbit ventricular myocytes by quick and sustained caffeine application (10 mM) after a 5-min period of electrical stimulation to load the SR with Ca2+. Mitochondrial Ca2+ transport was estimated using a model described by Sipido and Wier (Journal of Physiology (1991), 435: 605-630), which was originally proposed to describe Ca2+ fluxes during excitation-contraction coupling in cardiac cells. Our results indicate that, in intact rabbit myocytes, the Ca2+ flux due to net mitochondrial CA2+ uptake may attain a value close to 1 muM/sec.

Antagonistas do cálcio e motilidade intestinal / Calcium antagonists and gastrointestinal motility

Os bloqueadores dos canais de cálcio reduzem a atividade contrátil do músculo cardíaco e músculo liso, reduzindo a entrada de cálcio nas células durante a excitaçao elétrica ou química da membrana celular. O presente artigo apresenta revisao da homeostase do cálcio no músculo liso intestinal e uso terapêutico dos bloqueadores dos canais de cálcio no tratamento da síndrome do cólon irritável. Sao revistas as características farmacodinâmicas e farmacocinéticas do brometo de pinavério, bloqueador dos canais de cálcio com açao seletiva no músculo liso intestinal. A seletividade intestinal é devida à absorçao intestinal reduzida após a administraçao oral e à baixa biodisponibilidade. Conseqüentemente, a concentraçao sistêmica desse agente após a administraçao oral nao é suficientemente elevada para produzir efeitos significativos no coraçao e vasos sanguíneos. Entretanto, as concentraçoes na parede intestinal podem produzir bloqueio significativo dos canais de cálcio no músculo liso intestinal, regulando assim a motilidade intestinal.

Doença do cálcio ou invasäo do cálcio ou envelhecimento dos tecidos / Calcium disease and hydrophylic contact lentes

A lente de contato (LC) hidrofílica é constituída de material permeável, com alto conteúdo aquoso, de faces aproximadamente paralelas e em contato direto e íntimo com a córnea, com a qual mantém trocas de água, sais, gases e solutos. As trocas säo feitas por transportadores como o Ca++, cujo efeito de bomba carrega os íons para dentro e para fora dos tecidos. O Ca++ é um cátion mais encontrado na economia humana. Uma membrana semipermeável perde sua característica seletiva se danificada, gasta ou invadida pelo cálcio. A doença do cálcio ocorre: 1)pela entrada exagerada de Ca++, magnésio e fosfatos, que se precipitam, ficam insolúveis e inutilizam definitivamente os tecidos, 2)pela calcificaçäo no processo de cura ao debelar a colonizaçäo ddos depósitos glicopoprotêicos, ex: tártaro dentário, cálculos renal e biliar, complexo primário pulmonar e LC hidrofílica. A LC hidrofílica comporta-se como verdadeira membrana semipermeável orgânica, e para seu uso seguro há necessidade de limpeza diária, desinfecçäo e estar íntegra.

Localización citoquímica ultraestructural de la actividad de ATPasa de Ca²+ en membranas de eritrocitos humanos invadidos por Plasmodium falciparum / Ultrastructural cytochemical localization of the Ca²+ ATPase activity in the membrane of human erythrocytes invaded by Plasmodium falciparum

Durante el proceso de invasión del eritrocito humano por Plasmodium falciparum el calcio juega un papel importante y su concentración es aumentada notablemnte con relación al eritrocito normal. En este trabajo se propuso determinar la presencia de bombas de calcio como la ATPasa de ca²+ en membranas de eritrocitos invadidos, con el fin de explicar el papel mediador que dicha bomba puede tener en el trasporte de calcio durante la invasión. Para detectar dicha actividad de la ATPasa de Ca²+ se estandarizó un método directo de precipitación de metales pesados en donde el fosfato es el producto de hidrólisis catalizada del ATP. Este método utiliza un medio de incubación que contiene todos los elementos necesarios para que la enzima pueda desarrollar su actividad de ATPasa. El producto de reacción de esta actividad se comprobó por la formación de un precipitado electrodenso que se deposita a lo largo de la superficie de membranas tanto de eritrocitos normales como de los invadidos. Para determinar la actividad de ATPasa en la célula completa mediante este método citoquímico, fué necesario modificar la concentración intracelular de calcio y permeabilizar dicha célula invadida. La actividad de ATPasa fué caracterizada mediante el uso de inhibidores como vanadato, ouabaína y EGTA demostrándose una actividad específica para ATPasa de Ca²+. La especificidad de ésta fué ratificada mediante el uso de inhibidores de calmodulina como trifluoperazina, W7, calmidazolium y un sustituyente de calcio como Lantano. Durante el ciclo asexual eritrocítico, la actividad en la membrana del eritrocito permaneció constante duratnte todo el ciclo y la membrana de la vacuola parasitófora mostró una mayor actividad en parásitos de 18-20 horas de crecimiento y posteriormente una disminución y pérdida de actividad durante la maduración del parásito. Se encontró actividad de ATPasa de Ca²+ en otras estructuras membranales como los clefts distribuídos en el citosol de la célula roja invadida