Orientadores: Jose Wilson Magalhães Bassani e Samuel Cukierman

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Os canais de sódio são responsáveis pela geração da atividade elétrica celular associada a funções específicas, tais como a contração das células cardíacas que promove o batimento cardíaco, ou transmissão de sinais de controle para todo o corpo pelas fibras nervosas. Os canais de sódio podem...

Resumo: Os canais de sódio são responsáveis pela geração da atividade elétrica celular associada a funções específicas, tais como a contração das células cardíacas que promove o batimento cardíaco, ou transmissão de sinais de controle para todo o corpo pelas fibras nervosas. Os canais de sódio podem ser modulados por inúmeros mecanismos celulares, inclusive pela fosforilação (ligação de íon fosfato), por proteína quinases, da proteína que o constitui. A proteína quinase C, ativada pelo aumento intracelular de diacilglicerol em resposta à estimulação alfa-adrenérgica ou colinérgica muscarínica, pode fosforilar o canal de sódio. Neste trabalho, estudamos os efeitos de três diferentes classes de ativadores da proteína quinase C (diacilglicer6is, ácidos graxos insaturados-cis e ésteres de forbol) sobre a função do canal de sódio e propomos um mecanismobiofísico pelo qual uma das classes de ativadores (os diacilgliceróis) modula o canal de sódio. Utilizamos duas técnicas de "patch clamp" para registro de corrente de sódio em células de neuroblastoma de camundongo (NIE-115): i)
"perforatedpatch clamp" para registro de correntesmacroscópicasde sódio e, ii) "cellattached patch clamp" para registro de corrente em canais de sódio.individuais ("single channel recording"). Os resultados obtidos revelaram que os ativadores da proteína quinase C tem múltiplos efeitos sobre as correntes de sódio. Isto sugeriu a existencia de mais de um mecanismo de modulação do canal de sódio pela ativação da proteína quinase C. A ativação da proteína quinase C por diacilglicerol diminuiu as correntes de sódio e desviou a curva de inativação para potenciais mais negativos. A partir de um modelo biofísico baseado nas transições de estado do canal, e de resultados experimentais que confirmaram as previsõesdo modelo,propusemosque o mecanismo pelo qual os diacilgliceróis modulam o canal de sódio consiste do aumento no número de canais que inativam-se diretamente a partir de seu estado de repouso. Este efeito dos diacilgliceróis é um mecanismo biofísico simples e eficiente pelo qual a ativação da proteína quinase C pode modular a função do canal de sódio e, conseqüentemente,a excitabilidade elétrica celular

Abstract: Sodium channels are responsible for the generation of cellular electrical activity involved in specific functions, such as cardiac cell contraction for heart beating, or electrical signal transmission performed by nerve cells for the whole body
control. Sodium channels are modulated by...

Abstract: Sodium channels are responsible for the generation of cellular electrical activity involved in specific functions, such as cardiac cell contraction for heart beating, or electrical signal transmission performed by nerve cells for the whole body
control. Sodium channels are modulated by many cell mechanisms, incIuding phosphorylation(phosphate ion bonding) of the channelprotein by protein kinases. Protein kinaseC, which is activated when intracellulardiacylglicerolconcentrationis
increasedby alpha -adrenergic or cholinergic stimulation,is known to be a sodium channel phosforylator. In this work, we have studied the effects of three different protein kinase C activators (diacylglicerols, cis-unsaturated fatty acids and forbol
esters) on sodium channel and suggested a biophysical mechanism for modulation by one kind of the protein kinase C activator (the diacylglicerols). We have used two patch clamp techniques for the sodium current recording in mouse neuroblastoma cells (NIE- 115): i) perforated patch clamp for macroscopic sodium currents recording and li) cellattached
patch clamp for single channel recording. The results showed that protein kinase C activators have multiple effects on sodium currents. These results suggested that protein kinase C activation modulates the sodium channel by more. than one
mechanism. Protein quinase C activation by diacylglicerol decreased the sodium current amplitude and shifted the inactivation curve to more negative voltages. Considering a biophysical model based on state transitions of the sodium channel and the experimental results that confmned the model predictions, we proposed that the mechanism by which the diacylglicerols modulate sodium channel is an increase on the number of sodium channels direct1y inactivating from their resting state. This diacylglicerol effect represents a simple and efficient biophysical mechanism by which protein kinase C activation might modulate sodium channel function and consequent1y, the cell electrical activity