El generador de las neuronas

'Los canales de potasio están detrás de todos nuestros movimientos y pensamientos', dice Rod MacKinnon, de la Universidad Rockefeller de Nueva York. Su equipo ha mostrado ahora la mecánica molecular de estos diminutos poros en la pared de las células. Algunos dicen que el trabajo merece el Premio Nobel.

Los canales de potasio en la pared de las células proporcionan la energía para la transmisión de señales nerviosas por todo el cuerpo y el cerebro haciendo entrar y salir los iones de potasio (K+) de nuestras células. Roderick MacKinnon y sus colaboradores (Joao H. Morais-Cabral y Yufeng Zhou) han tomado imágenes de rayos X de alta resolución de los canales en acción, que revelan cómo, y con qué velocidad, avanza cada ion de K+. (Nature, 1 de noviembre de 2001). Es una hazaña notable; la apertura del canal de potasio es más de 100.000 veces más fina que una hoja de papel, con un ancho de menos de seis ángstroms (un ángstrom equivale a la diezmillonésima parte de un milímetro).

El papel de los canales de potasio en los nervios los ha convertido en famosos pero son importantes en toda la biología, afirma Christopher Miller (Universidad Brandeis). Están presentes en la más humilde de las amebas y en las células de los cerebros más complejos.

Las últimas imágenes de la proteína del canal de potasio son 'deslumbrantes', afirma Miller. Revelan que las células explotan la carga positiva de los iones K+ para producir el voltaje que proporciona la energía de las señales nerviosas. Para MacKinnon, contemplar la economía de diseño de la naturaleza en detalle es igual de fascinante: 'Su sencillez resulta hermosa', dice.

Utilizando una técnica denominada cristalografía de rayos X para obtener imágenes de diferentes concentraciones de iones K+ en los canales de potasio el equipo de este científico 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 posición a la segunda siguiente mientras otros iones los empujan desde atrás.

Midiendo las fluctuaciones eléctricas en el canal, el equipo de MacKinnon calcula cuánta energía necesitan los iones de K+ para saltar de una posición a otra. El canal resulta estar tan bien adaptado a los iones de potasio que casi no necesitan energía para atravesarlo, excluyendo de esa forma otros iones, que no tienen suficiente energía para atravesar el canal.

'Esto explica cómo pueden ser tan rápidos y al mismo tiempo tan selectivos', explica Miller. Cómo consiguen los canales transportar iones de potasio con mayor rapidez que el impulso nervioso es algo que había tenido en vilo a los biólogos durante décadas.

En 1999, MacKinnon recibió el premio Lasker de investigación médica básica por revelar la estructura detallada del canal de potasio. Ahora su nombre suena insistentemente como futuro ganador del Nobel. Su trabajo más reciente fortalece esta predicción, según Miller: 'Este es el tipo de trabajo que abre todo un mundo nuevo'.

Es el método sistemático utilizado por este científico para descifrar cómo funciona el canal de potasio, así como la importancia científica de dicho canal lo que le hace merecedor del premio, afirma Fred Sigworth (Universidad de Yale). 'Estas últimas imágenes son sólo el fin de una cadena de maravillosos descubrimientos realizados por Mackinnon', afirma. 'Estamos hablando de un conjunto de trabajos que comenzó en la década de 1990'.

Siempre es agradable que le reconozcan el mérito a uno, admite MacKinnon, pero la posibilidad de obtener el Nobel no es lo que motiva su investigación. 'Me divierto muchísimo haciendo ciencia', dice. De hecho, tras haber alcanzado un 'nivel muy profundo de conocimiento' de los canales de potasio, el científico pretende ahora examinar cómo abren y cierran las células sus canales de iones.

Cada tipo de célula se puede reconocer por su combinación de canales iónicos.'Esta combinación', explica Michel Lazdunski (CNRS), 'varía no solamente de un tipo de célula a otro sino también para un mismo tipo de células en el curso de su desarrollo. Estas estructuras son microgeneradores eléctricos que permiten a las células del sistema nervioso comunicarse entre ellas y con los órganos, a las células musculares y cardíacas desencadenar la contracción, a las del sistema endocrino segregar las hormonas. Son indispensables para la vida, ya que también existen en células que no generan bioelectricidad.