Propagación retrógrada del potencial de acción: un estudio de simulación de la participación del canal Kv4.2

Abstract

The action potential is one of the most important biological processes in living organisms, due to the transmission of information by the different tissues that comprise them, allowing an adequate response of life to different stimuli they are exposed beings. If there is any alteration in it, it is reflected in some pathology of the body, which gives us motivation to deepen their study. The action potential, as its name shows signs, concerns the electrical potential difference that exists inside and outside of the cell membrane. This voltage difference is subject to changes in the concentrations of these ions, which are controlled by certain proteins called ion channels. While there are a large number of ion channels, this research delves into one specific, the Kv4.2 channel; which has been proposed as a cornerstone in the spread to the dendritic area of the neuron. This channel responds to the voltage allowing entry of potassium ions, and has been identified as responsible for the regulation of the generation and integration of the action potential from the dendrites, and the plasticity of synaptic connections involved in the mechanism of learning. This paper contributes to research on the propagation of the action potential, taking into special consideration the involvement of Kv4.2 channel, investigating their behavior under representative conditions under which you may file a neuron. To accomplish this task a software able to simulate experiments in the cell, capable of providing freedom of assembly in virtually all its structure and inserting the desired ion channels was developed.

El potencial de acción es uno de los procesos biológicos más importantes en la vida de los organismos, debido a la transmisión de información por los diferentes tejidos que los conforman, permitiendo una respuesta adecuada de los seres vivos a los diferentes estímulos que se ven expuestos. Si existe alguna alteración en él, se reflejada en alguna patología del organismo, lo que nos da motiva a profundizar en su estudio. El potencial de acción, como su nombre da indicios, se refiere a la diferencia del potencial eléctrico que existe la parte interna y externa de la membrana celular. Esta diferencia de voltaje se ve sujeta a los cambios en las concentraciones de iones presentes, que son controlados por ciertas proteínas, llamados canales iónicos. Si bien, existen una gran cantidad de canales iónicos, en esta investigación se profundiza en uno en específico, el canal Kv4.2; que se ha propuesto como pieza fundamental en la propagación hacia la zona dendrítica de la neurona. Este canal responde al voltaje permitiendo la entrada de iones de potasio, y se ha señalado como responsable en la regulación de la generación e integración del potencial de acción proveniente de las dendritas, así como la plasticidad de conexiones sinápticas implicada en el mecanismo de aprendizaje. En este trabajo se contribuye en la investigación sobre la propagación del potencial de acción, tomando consideración especial en la participación del canal Kv4.2, indagando su comportamiento en situaciones representativas bajo las que puede someter una neurona. Para lograr dicho cometido se desarrolló un software capaz de simular experimentos en la célula, capaz de ofrecer una libertad de armado en prácticamente toda su estructura e insertando los canales iónicos deseados.