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C. Ciências Biológicas - 1. Biofísica - 1. Biofísica Celular

FLUXO IÔNICO EM CARDIOMIÓCITOS, CÉLULAS GRANULARES DO CEREBELO E GH3

Danilo Roman-Campos 1
João Batista Destro Filho 1
Elmiro Santos Resende  2
Jader Santos Cruz 3
(1. Laboratório de Engenharia Biomédica, Universidade Federal de Uberlândia / UFU; 2. Departamento de Clínica Médica, Universidade Federal de Uberlândia / UFU; 3. Depto de Bioquímica e Imunologia, Universidade Federal de Minas Gerais / UFMG)
INTRODUÇÃO:

Eletrofisiologia é amplamente utilizada para o estudo das propriedades biofísicas das células  e de extrema importância para a determinação das características elétricas celulares, sendo que tais comportamentos estão intimamente associados a fisiologia, bioquímica e biofísica dos canais iônicos. Uma das famílias de canais iônicos mais estudadas é a dos canais de cálcio do tipo L. Estes desempenham papel central na fisiologia das células cardíacas, atuando no processo acoplado de  excitação-contração, bem como contribuindo para o controle da excitabilidade, neurotransmissão e neurogênese das células granulares do cerebelo. Deve-se considerar o estudo do efeito de fármacos nas células GH3 como um importante modelo utilizado para a caracterização da atuação de drogas nos canais de cálcio do tipo L do sistema nervoso central. Problemas associados ao mau funcionamento dos canais de cálcio nas células cardíacas e neurais acarretam graves patologias aos indivíduos, tais como processos de insuficiência cardíaca devido a disfunções nas primeiras, bem como problemas motores por meio da desregulação nas segundas. Por esta razão, o estudo das características elétricas dos canais de cálcio das células acima referidas é de suma importância, para compreensão dos processos biofísicos básicos envolvidos na fisiologia, sendo que estudos posteriores contribuirão para a terapêutica dos problemas clínicos associados aos canais de cálcio do tipo L nestas células.

METODOLOGIA:

Os cardimiócitos utilizados foram obtidos de camundongos de 16 a 20 semanas; para as células granulares foram utilizados cerebelos de ratos Wistar neonatos de 5 dias; as células GH3 eram de linhagem. Os métodos de cultura e eletrofisiologia são descritos na literatura. As medidas das correntes iônicas foram realizadas em um setup de patch-clamp, no modo whole-cell. O cálculo do fluxo de carga baseou-se na definição da integral de área de superfícies planas, que aplicada nos arquivos de correntes iônicas proporcionou os valores de carga. Com base no fluxo de carga calculou-se o fluxo de íons por segundo, com base na equação Q=n.e. Todos os dados obtidos foram posteriormente analisados segundo o teste t de Student, com significância de 0,05.

 

RESULTADOS:

O fluxo de íons Ca2+ é maior nas células cardíacas (+/-  6X107 íons/segundo) de camundongo em comparação as células granulares do cerebelo (+/-  4X107 íons/segundo) de ratos neonatos e células tumorais da pituitária, GH3 (+/- 8X106 íons/segundo). Tanto os cardiomiócitos, quanto as células granulares do cerebelo, apresentaram um grande desvio padrão. Nas células cardíacas, o desvio padrão elevado ocorreu devido a grande variação do volume celular, constatado pela capacitância celular (variando de 180 a 250 picoFadaray). Este fato não foi constatado para as demais células, que apresentaram variações baixas nas capacitâncias celulares, sendo que as células granulares do cerebelo tiveram uma variação de 5 a 6 picoFadaray e as células GH3 de 16 a 18 picoFaraday. Nas células granulares do cerebelo o grande desvio padrão ocorreu devido ao efeito “rundown” nas correntes coletadas para esta célula. Este efeito é determinado pelo decaimento espontâneo das correntes iônicas ao longo do tempo.  Desta forma, a área delimitada pela curva (associada à corrente), que é o fluxo de carga ao longo do tempo, variou muito para a mesma célula, o que acarretou no grande erro associado ao cálculo do fluxo iônico. É importante salientar que o efeito “rundown” é comum a todas as células em que sejam realizados experimentos de patch-clamp no modo whole-cell .

 

CONCLUSÕES:

Pode-se concluir que o fluxo de íons cálcio pelos canais de cálcio do tipo L é maior nos cardiomiócitos do que nas células GH3, e maior do que as correntes de cálcio do tipo L, P, Q, R, N das células granulares do cerebelo. A quantidade diferencial do fluxo de cálcio é atribuída à possível diferença de densidade dos canais de cálcio nas células e também devido à cinética desses canais. Uma possível correlação fisiológica entre a quantidade de íons cálcio que adentra a célula e a função que este desempenha na mesma pode ser atribuída, principalmente, pelas funções específicas que o cálcio apresenta nos diferentes tipos celulares estudados. O efeito “rundown” interfere significativamente no cálculo do fluxo transmembrana do íon cálcio das células em que são realizados experimentos no modo whole-cell patch-clamp. A grande variação do tamanho celular influencia no cálculo da média do fluxo transmembrana do íon cálcio das células, gerando desvios padrões elevados.

Instituição de fomento: PIBIC / CNPq-UFU
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: patch-clamp; canais de cálcio; fluxo iônico.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006