Memoria para optar al título de Bioquímico / El correcto funcionamiento celular requiere condiciones físicas específicas, como
pH, temperatura y fuerza iónica. Cualquier alteración de estos parámetros puede producir
consecuencias graves para las células. La mantención del volumen celular es otro de los
parámetros importantes para la célula ya que regula la fuerza iónica y las concentraciones
de osmolitos y segundos mensajeros intracelulares. En patologías como la diabetes o
isquémicas como el infarto agudo al miocardio, ocurren alteraciones del volumen celular.
Durante la isquemia disminuye el aporte de nutrientes y oxígeno a las células por
lo que aumenta el catabolismo de nutrientes para obtener energía. Como consecuencia,
aumenta la osmolaridad intracelular y con ello, la entrada de agua a la célula
produciéndose un aumento de su volumen. Pero las células han desarrollado mecanismos
para regular su volumen y volver a la normalidad frente a cambios en la osmolaridad del
medio. En el caso del estrés hiposmótico, la estrategia consiste en sacar iones de la
célula, lo que disminuye su contenido de agua. Se ha descrito que los cardiomiocitos no
regulan espontáneamente su volumen en condiciones de estrés hiposmótico, lo que se ha
asociado a muerte. Este hecho es importante si consideramos que el corazón es uno de
los órganos más afectados por enfermedades que incluyen episodios isquémicos.
Las conexinas son proteínas de transmembrana que forman hexámeros
(hemicanal) y se insertan en la membrana plasmática de las células. Si dos hemicanales
de células adyacentes se unen forman un canal de una unión en hendidura, y permiten la
comunicación de los citoplasmas de las células vecinas. Se ha propuesto que los
hemicanales formados por la conexina 43 (Hcs-Cx43) podrían participar en la regulación
de volumen de las células, ya que forman verdaderos poros en la superficie celular que
permite el paso de agua e iones por difusión simple.
El objetivo de esta tesis consistió en determinar si los hemicanales formados por
conexinas participan en la regulación de volumen del cardiomiocito expuesto a estrés
hiposmótico. Para este fin cultivos primarios de cardiomiocitos de ratas neonatas se
expusieron a estrés hiposmótico y se estudió: • Si el estrés hiposmótico modifica el estado funcional de los Hcs-Cx43 a través de
la técnica de captación de etidio
• Si los cambios en el estado funcional de los Hcs-Cx obedecen a modificaciones en
la cantidad de los Hcs-Cx43 expuestos en la membrana o cambios en su estado
de fosforilación, mediante la técnica de biotinilación de proteínas de superficie
• Si los Hcs-Cx43 participan en la regulación de volumen del cardiomiocito expuesto
a estrés hiposmótico, mediante el uso de calceina-AM y microscopía confocal
como indicador de los cambios de volumen de la célula e interviniendo el sistema
con el inhibidor específico de Hcs-Cx43, Gap26.
Los resultados muestran que los Hcs-Cx aumentan su estado funcional al exponer
las células a estrés hiposmótico, lo que impide la regulación de volumen del cardiomiocito,
ya que al inhibirlos con Gap26 recuperan su volumen. Además se sugiere que el aumento
funcional de los Hcs-Cx no se podría explicar por cambios en el estado de fosforilación o
alteraciones de la cantidad de Hcs-Cx expuestos en la membrana celular. De estos
resultados se concluye que los hemicanales formados por conexinas participan en el
control del volumen del cardiomiocito / The cell homeostasis requires specific physical conditions such as pH, temperature
and ionic strength. Any alteration in these parameters may produce serious consequences
to the cell. The maintenance of cell volume is key parameter because is involved in the
regulation of ionic strength, and concentration of osmolyte and intracellular second
messengers. Alterations in cell volume have been described in pathologies such as
diabetes, stroke and acute myocardial infarction.
During ischemia the nutrients and oxygen availability to the cells diminishes,
resulting in an increased catabolism in order to obtain energy. As a consequence,
intracellular osmolarity increases leading to water influx into the cell and an increase in cell
volume. Cells have developed different compensatory mechanisms to restore their volume
when they are exposed to changes in external osmolarity. In the case of hyposmotic
stress, ions are pumped out the cell to diminish water content. It has been shown that
cardiac myocytes are unable to spontaneously regulate their volume when exposed to
osmotic stress, and this event has been associated with increased cell death susceptibility.
This is important if we consider that cardiac tissue is one of the most affected organs by
ischemic diseases.
Connexins are transmembrane proteins forming hexamers (hemichannels) at the
cell membrane. When two hemichannels from adjacent cells reach each other, they form a
gap junction channel, which allow communication of both cytoplasms. It has been
proposed that hemichannels formed by connexin 43 (Hcs-Cx43) may participate in cell
volume regulation because they form pores in the cell surface allowing the passage of
water and ions by simple diffusion.
The aim of this work was to evaluate whether Hcs-Cx43 participates in the volume
regulation of cardiac myocytes exposed to hyposmotic stress. To this end, cultured
neonatal rat cardiac myocytes were exposed to hyposmotic stress and we study whether: • Hyposmotic stress modifies the functional state of Hcs-Cx43 assessing the
ethidium uptake by the cells
• Changes in Hcs-Cx functional state are explained by the number of Hcs-Cx43
present in the cell membrane or by changes in their phosphorylation status.
• Hcs-Cx43 participates in the volume regulation of cardiac myocyte exposed to
hyposmotic stress. This was evaluated using calcein-AM and confocal microscopy
to measure changes in cell volume and Gap26 to inhibit Hcs-Cx43.
The results showed that the functional state of Hcs-Cx is enhanced in cells
exposed to hyposmotic stress. Such increase in the functional state of Hcs-Cx could not
be explained by changes in the phosphorylation state or alterations in the amount of Hcs-
Cx exposed in the cell surface. The increase in cardiac myocyte volume induced by
hyposmostic stress was inhibited by Gap26. These results collectively show that connexin
hemichannels participates in the regulation of cardiac myocyte volume
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105307 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Salas Castro, Daniela Paz |
| Contributors | Lavandero González, Sergio, Sáez, Juan Carlos, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular |
| Publisher | Universidad de Chile, CyberDocs |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Salas Castro, Daniela Paz |
Page generated in 0.0028 seconds