Il funzionamento dei canali ionici

Il funzionamento dei canali ionici

di: Massimo Bertolucci

Un gruppo di scienziati dell’Howard Hughes Medical Institute e della Rockefeller University, hanno
scoperto i meccanismi coinvolti nella gestione della percezione dei mutamenti elettrici che spingono
i canali, che passano attraverso la membrana delle cellule, ad aprirsi a scatto e richiudersi con
una precisione e velocità sensazionali. Un meccanismo biologico, quello dei canali ionici,
fondamentale per il corretto funzionamento del cervello e del cuore. È stato un archebatterio, che
vive nelle sorgenti ad alte temperature, a dar la possibilità agli scienziati di dedurre la
struttura e il funzionamento del meccanismo di rilevazione nel canale di potassio. Tuttavia, secondo
gli scienziati, il medesimo meccanismo, presente in ogni tipo di organismo vivente, si dovrebbe
applicare anche a canali di sodio e calcio.

La membrana cellulare è attraversata dai canali costituiti da grandi proteine che consentono il
passaggio solamente a ioni di potassio. Nel momento in cui un dato impulso elettrico passa
attraverso un canale nervoso, avviene una variazione della carica sulla membrana cellulare, causando
conseguentemente l’apertura dei canali e quindi la fuoriuscita del potassio dalla cellula. Questo
meccanismo permette alla membrana di ritornare al suo stato originario di quiete.

Con lo scopo di identificare il processo di rilevazione della tensione elettrica, Roderick
MacKinnon, il promotore dello studio dell’Howard Hughes Medical Institute, ha utilizzato immagini
cristallografiche a raggi x ad elevata risoluzione della struttura del canale. Egli ha così potuto
osservare che le cariche elettriche sembrano che siano situate all’esterno della proteina e
incorporate in “pale” cariche positivamente. Lo scienziato ipotizza che l’apertura del canale, con
la fuoriuscita del potassio, avviene nel momento del capovolgimento delle “pale”, che passano
dall’interno all’esterno, dopo che la membrana si è carica negativamente. Le “pale” tornerebbero a
richiudere il canale nel momento in cui è la parte interna della membrana a caricarsi negativamente.

Roderick MacKinnon sostiene che grazie a questa scoperta si potrebbero mettere a punto dei farmaci
più efficaci, capaci di interagire appropriatamente sull’attività dei canali ionici per la cura dei
disturbi neurologici, muscolari e cardiaci. La scoperta è stata pubblicata dal periodico “Nature”.

Per saperne di più visitate il sito:

Howard Hughes Medical Institute

The Rockefeller University