Rang e Dale: Farmacologia
Seletividade iônica
Em geral, os canais são seletivos para cátions ou ânions. Canais cátions-
seletivos podem ser seletivos para Na+, Ca2+ ou K+, ou não seletivos e
permeáveis a todos os três. Os canais de ânions são principalmente
permeáveis a Cl–, embora também existam outros tipos. O efeito da
modulação dos canais iônicos sobre a função celular é discutido no Capítulo
4.
MECANISMO DE COMPORTA
Canais controlados por voltagem
Estes canais se abrem quando a membrana celular é despolarizada.19 Eles
formam um grupo muito importante, visto que constituem a base do
mecanismo de excitabilidade da membrana (ver Capítulo 4). Os canais mais
importantes nesse grupo são os canais seletivos para sódio, potássio ou
cálcio.
Em geral, a abertura (ativação) do canal induzida pela despolarização da
membrana é de curta duração, mesmo quando a despolarização é mantida.
Isso se deve ao fato de que, em alguns canais, a ativação inicial é seguida de
um processo mais lento de inativação.
O papel dos canais controlados por voltagem na geração de potenciais de
ação e no controle de outras funções celulares é descrito no Capítulo 4.
Canais controlados por ligantes
Estes canais (ver Figura 3.5) são ativados pela ligação de um ligante químico
a um ponto na molécula do canal. Os neurotransmissores rápidos, tais como
glutamato, acetilcolina, GABA, 5-HT e ATP (ver Capítulos 14, 16, 17 e 39),
atuam dessa forma, ligando-se a pontos no exterior da membrana. Além
disso, também existem canais iônicos ativados por ligantes que não respondem a neurotransmissores, mas a mudanças em seu ambiente local. Por
exemplo, o canal TRPV1 nos nervos sensoriais, que medeia a geração de dor
pela capsaicina, um componente ativo das pimentas, responde a prótons
extracelulares quando há queda do pH dos tecidos, como ocorre com os
tecidos inflamados e com o estímulo físico do calor (ver Capítulo 43).
Alguns canais ativados por ligantes na membrana plasmática respondem
mais a sinais intracelulares do que extracelulares. Entre eles, os mais
importantes são:
• Canais de potássio ativados por cálcio, que ocorrem na maior parte das
células e se abrem, provocando a hiperpolarização da célula quando a
[Ca2+]i aumenta
• Canais de cloreto ativados por cálcio, largamente presentes nas células
excitáveis e não excitáveis, onde estão envolvidos em várias funções,
como secreção epitelial de eletrólitos e de água, transdução sensorial,
regulação da excitabilidade cardíaca e neuronal e regulação do tônus
vascular
• Canais de potássio sensíveis a ATP, que se abrem quando a concentração
intracelular de ATP cai por falta de energia na célula. Esses canais, que
são bastante distintos daqueles que medeiam os efeitos excitatórios do
ATP extracelular, ocorrem em muitas células musculares e nervosas, e
também nas células secretoras de insulina (ver Capítulo 32), em que
integram o mecanismo que vincula a secreção de insulina à concentração
sanguínea de glicose.
Outros exemplos de canais de membrana celular que respondem a ligantes
intracelulares incluem os canais de potássio sensíveis ao ácido araquidônico e
os canais de cálcio sensíveis ao DAG, cujas funções ainda não estão bem
esclarecidas.
Canais de liberação de cálcio
Os receptores IP 3 e os receptores de rianodina (ver Capítulo 4) são os principais de uma classe de canais de cálcio ativados por ligantes que estão
presentes no retículo endoplasmático ou sarcoplasmático, e não na membrana
plasmática, e que controlam a liberação de Ca2+ das reservas intracelulares. O
Ca2+ também pode ser liberado das reservas dos lisossomos pela
nicotinamida-adenina-dinucleotídio-fosfato que ativa dois domínios de poros
dos canais de cálcio.
Canais de cálcio operados pelas reservas de cálcio
Quando as reservas intracelulares de Ca2+ estão esgotadas, os “canais
operados pela reserva de cálcio” (SOC) da membrana plasmática abrem-se
para permitir sua entrada. O mecanismo por intermédio do qual essa operação
ocorre envolve a interação de uma proteína sensora de Ca2+ na membrana do
retículo endoplasmático com um canal de Ca2+ na membrana plasmática
(Stathopulos e Ikura, 2017). Em resposta aos GPCR que provocam a
liberação de Ca2+, a abertura desses canais faz com que a concentração do
Ca2+ livre citosólico [Ca2+] i permaneça elevada mesmo quando as reservas intracelulares estão em baixa e também providencia uma forma de
reabastecimento dessas reservas (ver Capítulo 4).