El generador de las neuronas

'Los canales de potasio est¨¢n detr¨¢s de todos nuestros movimientos y pensamientos', dice Rod MacKinnon, de la Universidad Rockefeller de Nueva York. Su equipo ha mostrado ahora la mec¨¢nica molecular de estos diminutos poros en la pared de las c¨¦lulas. Algunos dicen que el trabajo merece el Premio Nobel.

Los canales de potasio en la pared de las c¨¦lulas proporcionan la energ¨ªa para la transmisi¨®n de se?ales nerviosas por todo el cuerpo y el cerebro haciendo entrar y salir los iones de potasio (K+) de nuestras c¨¦lulas. Roderick MacKinnon y sus colaboradores (Joao H. Morais-Cabral y Yufeng Zhou) han tomado im¨¢genes de rayos X de alta resoluci¨®n de los canales en acci¨®n, que revelan c¨®mo, y con qu¨¦ velocidad, avanza cada ion de K+. (Nature, 1 de noviembre de 2001). Es una haza?a notable; la apertura del canal de potasio es m¨¢s de 100.000 veces m¨¢s fina que una hoja de papel, con un ancho de menos de seis ¨¢ngstroms (un ¨¢ngstrom equivale a la diezmillon¨¦sima parte de un mil¨ªmetro).

El papel de los canales de potasio en los nervios los ha convertido en famosos pero son importantes en toda la biolog¨ªa, afirma Christopher Miller (Universidad Brandeis). Est¨¢n presentes en la m¨¢s humilde de las amebas y en las c¨¦lulas de los cerebros m¨¢s complejos.

Las ¨²ltimas im¨¢genes de la prote¨ªna del canal de potasio son 'deslumbrantes', afirma Miller. Revelan que las c¨¦lulas explotan la carga positiva de los iones K+ para producir el voltaje que proporciona la energ¨ªa de las se?ales nerviosas. Para MacKinnon, contemplar la econom¨ªa de dise?o de la naturaleza en detalle es igual de fascinante: 'Su sencillez resulta hermosa', dice.

Utilizando una t¨¦cnica denominada cristalograf¨ªa de rayos X para obtener im¨¢genes de diferentes concentraciones de iones K+ en los canales de potasio el equipo de este cient¨ªfico del Insrtituo Howard Hughes de la Universidad Rockefeller (Nueva York) ha mostrado la ruta precisa que siguen los iones. 'Es casi como ver los iones atravesar el canal', afirma MacKinnon.El equipo ha descubierto que cada ion K+ puede ocupar una de siete posiciones, Los iones atraviesan el canal saltando de una posici¨®n a la segunda siguiente mientras otros iones los empujan desde atr¨¢s.

Midiendo las fluctuaciones el¨¦ctricas en el canal, el equipo de MacKinnon calcula cu¨¢nta energ¨ªa necesitan los iones de K+ para saltar de una posici¨®n a otra. El canal resulta estar tan bien adaptado a los iones de potasio que casi no necesitan energ¨ªa para atravesarlo, excluyendo de esa forma otros iones, que no tienen suficiente energ¨ªa para atravesar el canal.

'Esto explica c¨®mo pueden ser tan r¨¢pidos y al mismo tiempo tan selectivos', explica Miller. C¨®mo consiguen los canales transportar iones de potasio con mayor rapidez que el impulso nervioso es algo que hab¨ªa tenido en vilo a los bi¨®logos durante d¨¦cadas.

En 1999, MacKinnon recibi¨® el premio Lasker de investigaci¨®n m¨¦dica b¨¢sica por revelar la estructura detallada del canal de potasio. Ahora su nombre suena insistentemente como futuro ganador del Nobel. Su trabajo m¨¢s reciente fortalece esta predicci¨®n, seg¨²n Miller: 'Este es el tipo de trabajo que abre todo un mundo nuevo'.

Es el m¨¦todo sistem¨¢tico utilizado por este cient¨ªfico para descifrar c¨®mo funciona el canal de potasio, as¨ª como la importancia cient¨ªfica de dicho canal lo que le hace merecedor del premio, afirma Fred Sigworth (Universidad de Yale). 'Estas ¨²ltimas im¨¢genes son s¨®lo el fin de una cadena de maravillosos descubrimientos realizados por Mackinnon', afirma. 'Estamos hablando de un conjunto de trabajos que comenz¨® en la d¨¦cada de 1990'.

Siempre es agradable que le reconozcan el m¨¦rito a uno, admite MacKinnon, pero la posibilidad de obtener el Nobel no es lo que motiva su investigaci¨®n. 'Me divierto much¨ªsimo haciendo ciencia', dice. De hecho, tras haber alcanzado un 'nivel muy profundo de conocimiento' de los canales de potasio, el cient¨ªfico pretende ahora examinar c¨®mo abren y cierran las c¨¦lulas sus canales de iones.

Cada tipo de c¨¦lula se puede reconocer por su combinaci¨®n de canales i¨®nicos.'Esta combinaci¨®n', explica Michel Lazdunski (CNRS), 'var¨ªa no solamente de un tipo de c¨¦lula a otro sino tambi¨¦n para un mismo tipo de c¨¦lulas en el curso de su desarrollo. Estas estructuras son microgeneradores el¨¦ctricos que permiten a las c¨¦lulas del sistema nervioso comunicarse entre ellas y con los ¨®rganos, a las c¨¦lulas musculares y card¨ªacas desencadenar la contracci¨®n, a las del sistema endocrino segregar las hormonas. Son indispensables para la vida, ya que tambi¨¦n existen en c¨¦lulas que no generan bioelectricidad.