Modelo para simular la homeóstasis neuronal durante un influjo incrementado del calcio a través del canal asociado al receptor ionotrópico de glutamato activado por N-Metil-D-Aspartato

Model to simulate neuronal homeostasis during increased calcium influx through the N-Methyl-D-Aspartate-activated ionotropic glutamate receptor-associated glutamate receptor channel

Dada la importancia del receptor ionotrópico de glutamato activado por N-Metil-D-Aspartato en los procesos de aprendizaje y la formación de la memoria mediados por el transporte de calcio a través del canal asociado a dicho receptor resulta importante desarrollar modelos que permitan comprender la homeóstasis que le permite a la neurona manejar incrementos en el flujo de dicho catión sin llegar a desarrollar procesos necróticos ni apoptóticos. Este trabajo presenta una sencilla simulación de parte de los procesos metabólicos asociados al receptor como un paso inicial para comprender los mecanismos subyacentes al aprendizaje y memoria.

INTRODUCCIÓN

Una de las metas permanentes de muchos científicos es la de incrementar nuestra capacidad de aprender y memorizar. En 1999 Tsien et al., de la Universidad de Princeton, en colaboración con otros investigadores de MIT y de la Universidad de Washington, reportaron uno de los grandes avances en este tópico. Ellos lograron demostrar que incrementando la expresión de la subunidad NB2B del receptor ionotrópico de glutamato activado por N Metil-D-Aspartato (iGluRNMDA) en una nueva cepa de ratones genéticamente modificados, a los que se denominó “Doogie” se obtuvo una mayor capacidad de aprender y memorizar que la de sus congéneres. Estas investigaciones permitieron demostrar que esta subunidad del iGluR-NMDA es una de las moléculas clave para regular y controlar la habilidad cerebral de asociar eventos, centro del proceso de aprendizaje. De septiembre de 1999 hasta ahora, el iGluR-NMDA se volvió el blanco preferido para el diseño de medicamentos que buscan incrementar la capacidad de aprendizaje y la memoria y tratar varios de los desórdenes de la memoria asociados con el envejecimiento.

El iGluR-NMDA es un complejo macromolecular multiheteromérico constituido por tres tipos diferentes de subunidades proteicas, denominadas NR1, de la que existen ocho isoformas codificadas por el mismo gen que sufre “splicing” alternativo, las NR2 de las cuales existen cuatro diferentes cada una codificada por su propio gen y las NR3 de las que existen dos cada una con su propio gen codificador. No se conoce, aún, con precisión su estructura cuaternaria ni la estequiometría del complejo. Este receptor tiene asociado a su estructura un canal catiónico que permite la electro-difusión de calcio y sodio, hacia el interior celular y potasio desde el interior hacia el medio extracelular.