Resumen

Objetivo: este artículo se centra en la caracterización estructural y funcional de la proteína ClC-1, así como la pormenorización de su efecto en la electrofisiología del tejido músculo esquelético y el impacto en las circunstancias patológicas. Método: se realizó una búsqueda bibliográfica de artículos científicos indexados en la base de datos PubmedResultados: el ClC-1 es una proteína transmembrana que funciona como canal selectivo al cloruro y se expresa principalmente en el músculo esquelético. Este canal es responsable de la alta conductancia al cloruro (GCl) del sarcolema, la cual está íntimamente relacionada con la excitabilidad eléctrica de dicho tejido en función de su papel crucial en el potencial de membrana en reposo y en la repolarización. Las mutaciones que abolen o reducen las corrientes de cloruro en el sarcolema podrían degenerar en consecuencias fisiopatológicas y de índole clínico en humanos y otros mamíferos. Discusión: se encontró que existe variabilidad en la representación gráfica de los dominios del ClC-1 y en la descripción fenotípica de la miopatía congénita, además de un desconocimiento del papel del ClC-1 en otros órganos. Conclusión: el avance en el conocimiento de los defectos funcionales del ClC-1 y su relación con la miotonía congénita permitiría una compresión más profunda de su fisiopatología y podría dirigirse hacia un abordaje de medicina traslacional.

INTRODUCCIÓN

El cloruro es el ion acuoso más abundante sobre la tierra. El proceso evolutivo ha condicionado el desarrollo de transportes de membrana para este ion en los organismos vivos. Los canales y transportadores para cloruro fueron relegados de la investigación pertinente durante el siglo pasado, a pesar de su ubicuidad biológica (1). Aunque su historia inició con la raya eléctrica (Torpedo californica) que expresa un gran número de canales de cloruro voltaje dependientes en las células de un órgano eléctrico originado del tejido muscular esquelético (2), no fue sino hasta 1990 que la familia a la cual pertenece el gen que codifica por el canal de cloruro voltaje dependiente 1 (chloride voltage-gated channel 1 gene, CLCN1) fue descubierta en la especie Torpedo marmorata (3).

Han sido descritos nueve miembros de la familia de canales de cloruro voltaje dependientes (ClC) en mamíferos (4), los cuales desempeñan funciones relacionadas con el transporte transepitelial, acidificación de vesículas intracelulares, regulación del volumen celular, mantenimiento de la electroneutralidad, así como con la generación de corrientes eléctricas a través de la membrana celular (5).

El ClC-1 fue el primer miembro de la familia clonado en mamíferos. En humanos el gen Clcn1 se localiza en el cromosoma 7q35 y codifica para una proteína de alrededor de 990 aminoácidos y 120 kDa. Esta proteína se expresa principalmente en el músculo esquelético y es la responsable de la alta conductancia al cloruro del sarcolema, lo cual está íntimamente relacionado con la excitabilidad eléctrica de dicho tejido. Su rol fisiológico fue descubierto al analizar un modelo de ratones con miotonía congénita, caracterizada precisamente por una disminución de la conductancia al cloruro en este sitio anatómico (2,5,6). El objetivo de este artículo se centra en la caracterización estructural y funcional de la proteína ClC-1, así como la pormenorización de su efecto en la electrofisiología del tejido músculo esquelético y el impacto en circunstancias patológicas..

MÉTODO

Se realizó una búsqueda bibliográfica de artículos científicos indexados en la base de datos Pubmed. No se limitó el periodo de publicación, pero sí se priorizaron los artículos publicados en los últimos 5 años, las palabras clave fueron chloride channel, ClC1 channel, myotonic disorder, skeletal muscle. La Figura No. 1 fue creada con el software Inkscape versión 1.0.2. Por su parte, la Figura No. 2 fue facilitada por el Dr. Óscar Brenes, quien es investigador y docente de la Universidad de Costa Rica.

RESULTADOS

UBICACIÓN Y ESTRUCTURA DE LOS ClC-1

La ubicación del ClC-1 es abundante especialmente en la membrana celular del músculo esquelético. Esto se comprobó en el año 1991 en un estudio en ratas que valoró la presencia de dicho canal en diversos tejidos (7). Posteriormente, en un estudio elaborado en el año 1996, se examinó la presencia de transcritos de ClC-1. En esa ocasión se documentó ClC-1 también en el hígado, pero sus niveles correspondieron con apenas a un 0,01% del porcentaje total localizado en las células de músculo esquelético maduro, por lo que se concluyó, de igual forma, que era una proteína bastante específica del músculo esquelético (8). Ya en el siglo XXI, en el año 2013, se describió la presencia de ClC-1 en el músculo cardíaco y en el cerebro. El conocimiento relacionado con el rol de estos canales en otros tejidos permanece todavía velado, sin embargo, se sugiere que al menos en el cerebro ciertas mutaciones de esta proteína podrían relacionarse con epilepsia en humanos, ya que al comparar pacientes con epilepsia idiopática versus controles se denota un aumento de tres veces en la presencia de un polimorfismo de nucleótido simple en el gen Clcn1 con respecto a la población no epiléptica (9).

El canal ClC-1 es un homodímero (ver Figura No. 1) (2). Cada poro contiene tres sitios separados de unión al cloruro nombrados Sint, Sext, Scen de acuerdo con la posición relativa del lado de la membrana celular: el interno, en contacto directo con la solución intracelular; el externo, en contacto directo con la solución extracelular y el centro, respectivamente. La posición Scen forma parte significativa del filtro de selectividad, en el cual aminoácidos tanto conservados como no conservados coordinan la vía de conducción para el ion cloruro (2, 10).

Se obtuvo una imagen molecular muy cercana del ClC-1 a partir de la estructura cristalizada de alta resolución del intercambiador ClC presente en bacterias (ClC-ec1). De este último se sabe que posee un Scen, el cual está aislado de ambos lados de la membrana. Además, cuando el ion cloruro se encuentra en este sitio está parcial o completamente deshidratado. Esto se coordina, en parte, por causa de los siguientes aminoácidos: S107, Y445, G149, I356 y F357. Un residuo de glutamato localizado en la hélice N protruye su cadena lateral cargada negativamente dentro de la vía de permeabilidad del cloruro para el lado externo, razón por la cual algunas mutaciones en este residuo conducen a un poro abierto completamente (10,12).

Asimismo, a partir de los hallazgos en el ClC-0 se propuso que el comportamiento del ClC-1 estaría determinado por dos compuertas que operan independientemente una de la otra: una de ellas con cinética rápida y otra compuerta común con cinética lenta. Ambas permiten la apertura del canal ante un estímulo despolarizante (ver Figura No. 2) (15-18). Los mecanismos moleculares exactos de cinética de las compuertas se desconocen (11).

Los canales ClC-1 y ClC-2 coexisten bajo condiciones fisiológicas en la membrana celular del músculo esquelético (2,19). En 1996 se indujo la formación de un heterodímero funcional de tipo artificial con subunidades de la misma homología para dichos canales, cuya cinética tiene un comportamiento óhmico y con un poro que tiene características semejantes a los del ClC-2, el cual es activado por la hiperpolarización, (5, 20). Si bien la relevancia biológica de este hallazgo permanece poco clara (16), dada la ubicuidad del ClC-2, la formación espontánea de canales heterodiméricos en tejidos humanos nativos no debería descartarse (2, 19). Se sugiere, además, que el mecanismo de compuerta común descrito previamente es cierto para homodímeros. Sin embargo, no se ha logrado demostrar la existencia de dicho mecanismo a nivel de los heterodímeros; es decir, en los heterodímeros la compuerta lenta posiblemente exista de forma separada para cada subunidad (11).

Figura No. 1. Estructura de cada subunidad del ClC-1.

Cada una de estas subunidades del ClC-1 consta de 18 dominios o hélices nombradas de la A a la R, y dos dominios cistationina-β-sintasa (CBS) localizados en la terminal carboxilo. Los CBS funcionan como potenciales sitios de unión al adenosín trifosfato (ATP). Las hélices D, F, N y R contribuyen con la vía de transporte del ion. Por su parte, las hélices H, I, P y Q forman parte de la interfase entre los dos monómeros. La hélice R conecta los segmentos transmembrana al dominio carboxilo terminal. Cada una de las hélices es variable en su longitud y muchas de ellas no atraviesan completamente la membrana (2, 11-13). Esto hace posible que los residuos de partes distantes de la proteína converjan en el centro de la subunidad y así formar el filtro de conductancia y selectividad para el cloruro (11). Este modelo fue postulado a partir del análisis biofísico de los canales ClC-0 reconstituidos a partir de T. marmorata (14).

Fuente: elaboración propia a partir de (2, 11-14).

PAPEL DEL CLORURO EN LA FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Y SU REGULACIÓN

Una fibra muscular posee un potencial de membrana en reposo de alrededor -80 mV (21). La excitación del músculo esquelético inicia en la unión neuromuscular. La activación del receptor nicotínico de acetilcolina conduce a la despolarización de la membrana mediante corrientes de sodio pos-sinápticas. Este cambio en el potencial de membrana produce la activación de los canales de sodio voltaje dependientes, lo cual da origen al potencial de acción (21-23).

La repolarización de la membrana después de un potencial de acción está mediada por canales de potasio voltaje dependientes y ClC-1 (22). La repolarización se produce en dos fases: una rápida, la cual perdura menos de un milisegundo; por otra parte, una más lenta que persiste durante 3 a 5 milisegundos y se denomina “fase pos-potencial”. La fase rápida se debe a la inactivación de los canales de Na+, la apertura de los canales de K+ voltaje dependientes rectificadores retrasados y el ingreso de Cl- a través de los ClC-1. La segunda fase de repolarización (o fase pos-potencial) está relacionada con la actividad eléctrica de los túbulos transversales (túbulos T), pero la naturaleza de los iones que contribuyen con esta actividad no está claramente establecida (21).

Figura No. 2. Características electrofisiológicas de una célula de ovocito de Xenopus laevis que expresa ClC-1 wild type (WT).

A. Se muestra un registro de corriente a través del ClC-1 obtenido mediante la técnica de two electrode voltage clamp (pinza de voltaje de dos electrodos). En el recuadro se esquematiza el protocolo de estimulación y registro, el cual consistió en un paso inicial a 60 mV. Posteriormente se realizaron varios registros con voltajes que varían desde los 100 mV hasta los -140 mV. En el gráfico se observa una corriente de salida que, inicialmente, ocurre a 60 mV, la cual se produce debido a una activación del canal por despolarización. Luego, cuando se efectuó el registro con la célula cada vez más hiperpolarizada, la corriente disminuyó su magnitud. La inactivación por hiperpolarización se hace evidente como la disminución de la corriente en los voltajes desde -100 mV hasta -140 mV. B. En este caso se presenta la probabilidad de apertura del canal en esta misma célula a distintos potenciales de membrana. Conforme el ovocito se despolariza la probabilidad de apertura del canal es mayor, lo cual está relacionado con el papel del ClC-1 en la repolarización celular. Además, a un potencial de membrana cercano al de una célula muscular en reposo (aproximadamente -80 mV), la probabilidad de apertura del ClC-1 es 0.6, lo cual está vinculado con el rol del ClC-1 en la estabilización de la excitabilidad celular.

Fuente: Datos realizados y suministrados por el Dr. Óscar Brenes García, PhD, quien labora como investigador del Laboratorio de Electrofisiología de la Universidad de Costa Rica. Cuenta con autorización del autor para la publicación.

La conductancia del cloruro (GCl) a través de los ClC-1 es notablemente alta, oscila cerca de 1 mS/cm2 y constituye ~80% de la totalidad de la conductancia de la membrana en reposo. Esto hace que se establezca como el ion con la mayor

conductancia de membrana en este tejido (12, 21, 24, 25). La GCl es un determinante de la excitabilidad muscular. Adicionalmente, el Cl- actúa como un estabilizador del potencial de membrana en reposo debido a que el potencial de equilibrio del Cl- es cercano al potencial de membrana en reposo del músculo esquelético (12, 21, 25, 26). Además, en las fibras musculares, una serie de potenciales de acción da como resultado la acumulación extracelular de potasio, especialmente en los túbulos T y la despolarización consecuente (12). En el músculo normal, una GCl grande en reposo reduce la constante de longitud de la propagación de la señal electrotónica y evita la transmisión de la despolarización del túbulo T a la membrana de la superficie (27). Lo anterior quiere decir que los ClC-1 que permanecen abiertos en el músculo en reposo actúan como una “barrera” para la despolarización que debe ser superada para una generación del potencial de acción exitosa (22, 23).

Existe una relación bifásica entre la GCl y la fatigabilidad muscular, en la que una reducción parcial de la GCl aminora la fatigabilidad muscular, mientras que una disminución mayor de la GCl propicia un aumento de la fatigabilidad muscular. La relación bifásica existente entre estos dos componentes se explica porque una disminución parcial de la GCl aumenta la excitabilidad muscular, pero una disminución mayor de la GCl también aumenta la despolarización de las fibras musculares durante la excitación y reduce la capacidad de recaptura de K+ por la inactivación de los canales de K+ voltaje dependientes, lo que aumenta la fatigabilidad muscular (28, 29).

Por su parte, el K+ presenta la segunda conductancia de membrana de mayor magnitud, la cual está dada principalmente por los canales de K+ rectificadores de entrada (Kir) (21). Además es otro determinante del potencial de membrana en reposo del músculo (21, 23).

Cuando las conductancias del Cl- y el K+ se encuentran dentro de rangos de normalidad, el factor de seguridad de la transmisión neuromuscular es alto, por lo que la despolarización provocada en la unión neuromuscular excede, en gran medida, el umbral de voltaje del potencial de acción. Lo anterior genera una relación 1:1 entre los potenciales de acción de la motoneurona y de la fibra muscular (21).

La activación y conductancia de los ClC-1 está influenciada por:

1. Voltaje: los ClC-1 son activados por la despolarización celular (25). Se ha postulado que la activación protopórica surge a partir de un acoplamiento cercano entre la permeación del canal y su activación. Así, la despolarización favorece que un ion Cl- se una al Sext en lugar del aminoácido E232; mientras que la hiperpolarización favorece la unión del E232 a dicho sitio. Se cree que la cadena lateral carboxílica del E232 compite con el Cl- por el Sext en la vía de permeación de iones del ClC-1. Cuando este sitio está ocupado por el E232, evita efectivamente el flujo de iones Cl- a través del protoporo. Este mecanismo confiere dependencia de voltaje al canal, ya que solo conduce cuando el Sext está ocupado por un Cl- (24, 26).

La activación del protoporo del ClC-1 es rápida. La duración de su activación a temperatura ambiente es constante (<1 ms) para voltajes positivos (24, 30). Esto significa que lo más probable sea que la activación de la compuerta sea lo suficientemente rápida para que el canal se active durante el curso de un potencial de acción del músculo esquelético. Se puede especular que algunos ClC-1 se abren durante el disparo del potencial de acción, pero se desactivan rápidamente cuando se detiene el disparo. Dicha activación voltaje dependiente de los ClC-1 por los potenciales de acción facilitaría un aumento de la conductancia de la membrana para el Cl-, durante los trenes de potenciales de acción estrechamente acoplados (24). Como apoyo de esta hipótesis, un estudio con células HEK 293 muestra que la corriente de ClC-1 a -80 mV aumenta ~70% después de imponer 30 pulsos de voltaje cortos (5 ms) de -80 a 30 mV a 50 Hz (24, 31).

2. Nivel de energía celular: la alta concentración de ATP en el músculo en reposo inhibe efectivamente la actividad de los ClC-1 (32). El ATP reduce la probabilidad de apertura del canal mediante su unión directa a los dominios CBS, modificando la activación voltaje dependiente hacia potenciales de membrana más positivos (16,22). Por su parte, el adenosin difosfato (ADP) y el adenosin monofosfato (AMP) tuvieron efectos similares al ATP, pero el monofosfato de inosina (IMP) no tuvo ningún efecto. De lo anterior se concluye que la inhibición del ClC-1 solo se aliviaría en condiciones anaeróbicas como la actividad muscular intensa o la isquemia, cuando por degradación del ATP se acumula IMP. El aumento resultante en la actividad de ClC-1 en estas condiciones reduciría la excitabilidad muscular, contribuyendo así con la fatiga (22).

3. pH intracelular (16): en el año 2005, Pederson y asociados describieron una disminución de la GCl, relacionada con la acidificación de las fibras musculares (33). Posteriormente se demostró, en los músculos sóleos de rata, que la acidificación intracelular a un pH de 6,8 generaba una reducción en la GCl del 35%, mientras que una acidificación extracelular similar no poseía efecto sobre la GCl (24,34). Estudios posteriores finalmente revelaron que la acidificación intracelular aumenta la sensibilidad del ClC-1 al ATP (35, 36), es decir, la acción inhibitoria del ATP sobre el ClC-1 aumenta notablemente si el pH intracelular disminuye (~7,2). Esto sugiere que la disminución del pH intracelular inhibe los ClC-1 en las fibras musculares intactas con ATP citosólico normal (16). Sin embargo, en ausencia de ATP, el pH bajo provoca cierta activación de los ClC-1 al cambiar la probabilidad de apertura del canal hacia voltajes más negativos (37).

También se ha demostrado que el NAD+ puede inhibir la actividad del ClC-1 en condiciones de acidosis intracelular, ya que afecta la cinética de la compuerta lenta al unirse a los dominios CBS (2, 38). La forma oxidada (NAD+) de la coenzima demostró ser más eficaz en la inhibición que su forma reducida (NADH) (38).

4. Estado redox celular: la acción inhibitoria del ATP sobre el ClC-1 no solamente se ve modulada por el pH, el estado redox de la célula también es determinante. La oxidación del ClC-1 conduce a la pérdida de la sensibilidad de este por el ATP (24, 39). Por lo tanto, se puede especular que el estrés oxidativo de las fibras musculares puede reducir la acción inhibitoria del ATP sobre el ClC-1, lo que genera activación del canal con la consiguiente pérdida de excitabilidad de las fibras musculares (24).

5. Proteín quinasa dependiente de calcio (PKC, por sus siglas en inglés): pese a que se sabe desde hace mucho tiempo que la PKC es un regulador significativo de la función de los ClC-1, todavía no existe un consenso con respecto al mecanismo de regulación. En 1987 Brinkmeier y Jockusch demostraron que la activación de la PKC por diferentes ésteres de forbol causaba una reducción reversible y dosis-dependiente de la GCl (40). Los ésteres de forbol redujeron las corrientes del ClC-1 sin afectar su dependencia de voltaje o su probabilidad de apertura (41). Este hallazgo sugirió que la activación de la PKC afecta la función de los canales activos al inhibir la permeabilidad a iones, lo que reduce efectivamente la conductancia al Cl-. Sin embargo, hallazgos más recientes asocian la exposición a ésteres de forbol con desplazamiento de la curva de activación de los ClC-1 a potenciales de membrana más positivos (42, 43). También se observaron cambios en la probabilidad de apertura voltaje dependiente, a través de alteraciones tanto del protoporo como de los mecanismos de activación comunes, mientras que la corriente máxima no se vio afectada (24).

El sitio de fosforilación sugerido de la PKC en el ClC-1 involucra una región Thr891-Ser892-Thr893 en la parte C-terminal de la proteína (42). La regulación vía PKC, cumple un papel fisiológico en el músculo activo. Un tren de potenciales de acción desencadena una reducción de la GCl dependiente de la PKC (43, 44), lo que sugiere que dicha regulación preserva la excitabilidad muscular (24).

6. Temperatura: en el año 2001, Bennetts y asociados describieron que, al aumentar la temperatura, se presenta un incremento de la amplitud de las corrientes del ClC-1 y se acelera su desactivación en potenciales hiperpolarizantes. Los dos procesos de activación voltaje-dependientes tanto de la compuerta rápida como de la lenta se desplazan hacia potenciales más positivos al aumentar la temperatura (45).

7. Lactato: se ha descrito que la adición de lactato puede inhibir directamente los ClC-1 así como también aumentar la excitabilidad y la función contráctil de los músculos despolarizados en ratas, mediante mecanismos no relacionados con una reducción del pH intracelular. En contraste con la noción existente, en la cual el lactato funge como agente de fatiga, desde este punto de vista dicha molécula realmente contrarresta la pérdida de la función muscular cuando los músculos están despolarizados (46).

MUTACIÓN DEL ClC-1 Y MIOTONÍA CONGÉNITA COMO UNA PATOLOGÍA ASOCIADA

Las mutaciones que abolen o reducen las corrientes de cloruro en el sarcolema podrían degenerar en consecuencias fisiopatológicas y de índole clínico en humanos y otros mamíferos (5). Un ejemplo claro de este fenómeno es la miotonía congénita, la cual se clasifica como una miotonía no distrófica. El término miotonía se refiere a un incremento del tiempo de relajación muscular que ocurre después de una activación del músculo, lo que resulta en una falla transitoria para completar el movimiento antagónico (47). El avance en el conocimiento de los defectos proteínicos del ClC-1 y su relación con la miotonía congénita ha permitido comprender los cambios en la dependencia del voltaje, conductancia al Cl-, selectividad iónica, compuertas lentas y rápidas, entre otros (2).

Se han reportado más de 200 mutaciones diferentes en pacientes con miotonía congénita (4, 48, 49). Estas se encuentran dispersas en toda la secuencia de genes que codifican para la proteína del canal, tanto en la región transmembrana como en las regiones citosólicas N-terminal y C-terminal (12). Un punto fundamental recae en cómo se pueden afectar distintos puntos de la expresión génica, por ejemplo, el control transcripcional propiamente, el transporte y localización del ARNm, la degradación del mismo y el grado de traslocación de la proteína a su sitio de acción y su respectiva degradación, así como el control de la actividad de la misma (2).

Se han descrito cambios pos-transcripcionales, por ejemplo, la presencia de la proteína A531V (forma mutada del canal ClC-1) condiciona un aumento de la retención de la misma dentro del retículo sarcoplásmico (50), así como una disminución en la densidad de corriente macroscópica y reducción en la expresión total de la proteína (51). Además, se ha descrito, en el caso de la mutación F413C, una disminución en el exporte y traslocación de dicho canal (50).

Un estudio identificó en una familia costarricense la mutación Q412P, la cual genera reducción de la conductancia macroscópica por disminución de la expresión en la membrana plasmática, ya que esta mutación induce un defecto de plegamiento severo que conduce a su degradación antes de que la subunidad mutada pueda dimerizar y traslocarse en la membrana plasmática (52).

También, entre los cambios funcionales frecuentes se encuentran aquellos relacionados con la pérdida o disminución de la actividad del canal, representada mediante la reducción o abolición de las corrientes macroscópicas; esto se manifiesta en las relaciones corriente-voltaje de canales con la mutación G355R, cuyas corrientes son más pequeñas en comparación con el WT (53). Otra característica usual de las corrientes de cloruro resultantes de mutaciones en el ClC-1 es un desplazamiento del umbral de activación hacia potenciales de membrana más positivos, prácticamente en rangos supra fisiológicos, lo que lleva a una reducción significativa de la conductancia a este ion ante potenciales de membrana cercanos al reposo; ejemplo de lo anterior son las mutaciones I290M, E291D y R317Q (54).

MANIFESTACIONES CLÍNICAS Y FISIOPATOLOGÍA DE LA MIOTONÍA CONGÉNITA

Se han descrito patrones de herencia de la miotonía congénita de tipo autosómica dominante (miotonía congénita tipo Thomsen) o autosómica recesiva (miotonía congénica tipo Becker) (ver Tabla No. 1.) (12). Funcionalmente, las mutaciones dominantes ejercen un efecto negativo sobre el canal dimérico (54). Los fenotipos de las variantes patogénicas del Clcn1 pueden ser diversos, incluso dentro de una misma familia (59). Distinguir entre la miotonía autosómica recesiva y la autosómica dominante generalmente se realiza a partir de la historia familiar. La expresión puede ser diferente entre las variantes patogénicas, sin embargo, la presentación más grave de los síntomas tiende a ocurrir a partir de las autosómicas recesivas (57).

El principal síntoma de la miotonía congénita es una rigidez muscular generalizada, cuya aparición se da seguida de una contracción muscular súbita y/o fuerte (60). Los sujetos que padecen miotonía congénita pueden presentar una contextura atlética producto de la hipertrofia muscular leve a moderada, la cual es más pronunciada en pacientes con enfermedad de Thomsen (55, 56, 59), presumiblemente debido a la actividad muscular sostenida (58).

Los individuos con enfermedad de Becker pueden presentar debilidad progresiva distal y episodios de debilidad transitoria de mayor intensidad provocados por el movimiento realizado después de un período de descanso (56, 61). Incluso se han reportado casos de debilidad permanente y atrofia de los músculos del antebrazo y cuello con miopatía electromiográfica e histológica. Existe una variación pronunciada en el fenotipo de la miotonía congénita dominante y recesiva: aproximadamente un tercio de los pacientes recesivos presentan un fenotipo distrófico severo, un tercio tienen un patrón de debilidad transitoria sin atrofia y otro tercio tienen características relativamente leves, indistinguibles de aquellos con miotonía congénita dominante (59).

En condiciones fisiológicas, durante la actividad física se generan potenciales de acción y aumenta la concentración de potasio en los túbulos T. La corriente de cloruro producida por el ClC-1 estabiliza el potencial de membrana en reposo e impide las despolarizaciones anormales generadas por un aumento de la concentración de potasio en los túbulos T, tras una estimulación muscular repetitiva (5, 62). En la miotonía congénita se genera disminución de la conductancia al cloruro, lo cual retrasa la repolarización de las fibras musculares, y por lo tanto la relajación (11). Producto de la afectación de la corriente de Cl- y la inadecuada estabilización del potencial de membrana, la despolarización del túbulo T, producida por el aumento en la concentración de potasio dentro del mismo, genera potenciales de acción espontáneos incluso después de que ha finalizado la estimulación nerviosa. La hiperexcitabilidad de las fibras musculares representa la base electrofisiológica de la rigidez muscular, posterior a una contracción voluntaria, que padecen los pacientes miotónicos (5, 12, 56, 62, 63).

Los pacientes con miotonía congénita sufren del fenómeno de calentamiento, el cual consiste en el alivio gradual de la rigidez muscular con el ejercicio (12). La fisiopatología de este fenómeno no está clara. Una hipótesis propuesta para explicar este comportamiento es la actividad aumentada de la bomba Na+/K+ ATPasa durante el ejercicio. Sin embargo, estudios que implementaron ouabaína en sujetos con la patología en cuestión no revirtieron el fenómeno de calentamiento, lo que sugiere que este no está mediado por esta bomba (65). Otras hipótesis planteadas para justificar dicho fenómeno son la inactivación lenta de los canales de sodio voltaje dependientes 1.4 y la activación del transportador de tipo simporte para sodio, potasio y cloruro (NKCC) ante un aumento de la osmolaridad extracelular (65, 66).

Las hormonas sexuales juegan un papel importante dentro de la miotonía congénita. En este sentido, un estudio realizado en ovocitos de Xenopus con canales de cloruro clonados de músculo esquelético demostró una inhibición importante de estos canales por efectos no genómicos de la progesterona y la testosterona (67, 68). Los síntomas en los pacientes tienden a empeorar durante el embarazo (55).

Tabla No. 1. Comparación entre las miotonías tipo Thomsen y tipo Becker

Característica

Tipo Thomsen

Tipo Becker

Patrón de herencia

Autosómica dominante (14)

Autosómica recesiva (14)

Edad aparición

(bimodal)

Infancia o niñez temprana (55)

Tercera a cuarta década (56)

4 a 12 años (55)

Tercera a cuarta década (56)

Rigidez muscular

Leve (54)

Severa (54)

Debilidad muscular

Ausente (57,58)

Debilidad distal leve progresiva y episodios de debilidad transitoria (57, 58)

Hipertrofia muscular

Moderada (55, 57, 59)

Leve (55, 57, 59)

Fuente: Elaboración propia a partir de referencias (14,54-59).

DISCUSIÓN

Esta revisión denota el papel protagónico de los canales ClC-1 en la estabilización del potencial de membrana en reposo, la repolarización del potencial de acción y el balance iónico de la fibra muscular esquelética. Se evidenciaron los múltiples factores que influyen en la conductancia al cloruro a través de este canal y la vital importancia que dichos factores pueden tener en la fatiga muscular.

La representación gráfica de los dominios del ClC-1 es variable, lo cual probablemente se relacione con que no existe suficiente claridad de la estructura. Esto repercute en un menor entendimiento de la biología molecular de los pacientes con miotonía congénita.

En cuanto a la miopatía congénita, las mutaciones que subyacen dicha enfermedad son abundantes, además, la caracterización fenotípica es muy variable. Por lo que una mejor comprensión de dicha variabilidad conducirá a un abordaje terapéutico dirigido y más apropiado de estos pacientes.

Finalmente, existen publicaciones que respaldan la presencia del ClC-1 en diferentes tejidos. La presente revisión constató que la evidencia del rol que este canal presenta en la fisiología de dichos tejidos es incierta.

CONCLUSIÓN

Es necesario ampliar los horizontes en la búsqueda de la distribución de los dominios de las subunidades del ClC-1 en el espacio, así como su contribución en la funcionalidad electrofisiológica de dicha proteína. Además, un campo de investigación que debe explotarse se relaciona con la interacción entre las mutaciones y la clínica de los pacientes con miopatía congénita, de tal forma que se desarrollen los grupos de investigación con orientación traslacional.

Por último, conocer la función del ClC-1 en otros tejidos como el cerebro permitiría dilucidar nuevos hallazgos electrofisiológicos que ocasionen epilepsia u otros trastornos neurológicos, los cuales hoy permanecen velados.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al Dr. Óscar Brenes García, PhD. por su generosa colaboración. Él brindó la imagen de la Figura No. 2 con registros obtenidos en el Laboratorio de Electrofisiología de la Universidad de Costa Rica, así como por sus sugerencias.

CONFLICTOS DE INTERÉS

Los autores no declararon ningún conflicto de interés.

FUENTES DE FINANCIAMIENTO

Los autores laboraron en la Universidad de Costa Rica durante la gestión del artículo. No hubo fuentes de financiamiento externas.

AUTOR DE CORRESPONDENCIA

Solís Vargas, Monserrath

Email: monsol37@gmail.com

DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES

Bartels Mora, Dylan Andrés:

Participación en la evaluación de la literatura pertinente, redacción y revisión del manuscrito.

Participación en la elaboración y diseño de las tablas y figuras del trabajo final.

Discusión de los resultados.

Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.

González Castellón, Carolina Abigail:

Participación en la evaluación de la literatura pertinente, redacción y revisión del manuscrito.

Participación en la elaboración y diseño de las tablas y figuras del trabajo final.

Discusión de los resultados.

Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.

Solís Vargas, Montserrat:

Organización logística y autora corresponsal.

Participación en la evaluación de la literatura pertinente, redacción y revisión del manuscrito.

Participación en la elaboración y diseño de las tablas y figuras del trabajo final.

Discusión de los resultados.

Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.

Comparte la primera autoría con Bartels Mora, Dylan Andrés y González Castellón, Carolina Abigail

Monge Rodríguez, Silvia Leticia:

Realización de los objetivos del trabajo.

Participación en la evaluación de la literatura pertinente, redacción y revisión del manuscrito.

Participación en la elaboración y diseño de las tablas y figuras del trabajo final.

Discusión de los resultados.

Revisión y aprobación de la versión final del trabajo.