La función de la médula interna es esencial para la concentración urinaria (mecanismo por el que se produce una orina hiperosmótica) durante el estado de antidiuresis. Persisten diversos tópicos aun no aclarados sobre el mecanismo de concentración urinaria en la médula interna. Se acepta actualmente que el transporte de NaCl desde la porción delgada ascendente del asa de Henle (tAHL; mediado por un canal aniónico ClC-K1 y por un mecanismo desconocido de transporte de Na+) proporciona la base para la generación y mantenimiento de una concentración hiperosmótica de solutos en el intersticio medular interno. También es generalmente aceptado que esta hiperosmolaridad intersticial ocasiona, a nivel de la membrana basolateral de las células del conducto colector de la médula interna (IMCD), un influjo de Na+ y Cl- (mediado por mecanismos de transporte desconocidos) que aumenta la osmolaridad intracelular (con lo que se igualan las osmolaridades intracelular e intersticial), y que este aumento en la osmolaridad intracelular proporciona la fuerza que impulsa el influjo osmótico de agua a través de la membrana apical del IMCD, cuya permeabilidad al agua se incrementa por efecto de la hormona antidiurética. En este proyecto se propone que el transporte de Na+ a través de la tAHL es mediado por un canal catiónico tipo HCN, y que el transporte de Na+ y Cl- a través de la membrana basolateral del IMCD es mediado por una canal HCN y por un canal aniónico tipo ClC-K (ClC-Kx) no previamente descrito (¿ClC-K3?). Esta propuesta se basa en estudios previos de nuestro grupo de investigación que han demostrado la expresión de una corriente HCN y de una corriente ClC-Kx en células del IMCD en cultivo primario; que también han mostrado la presencia de una proteína HCN2 en la membrana basolateral del IMCD y de la tAHL, así como la presencia de una proteína ClC-Kx en la membrana basolateral del IMCD. En este proyecto se pretende caracterizar, en los segmentos tubulares aislados, las corrientes HCN y ClC-K que se expresan en las células del IMCD y de la tAHL (la corriente ClC-K1 en esta última estructura no ha sido previamente registrada). Igualmente, se pretende determinar la composición molecular de los canales HCN y ClC-Kx presentes en estos componentes de la nefrona. También se pretende investigar si aumenta la expresión de estos canales durante la transición de un estado de diuresis a un estado de antidiuresis.

Este proyecto pretende contribuir al avance del conocimiento en los temas de: a) mecanismos de transporte iónico que participan en el mecanismo de concentración urinaria de la médula interna; y b) composición molecular de los canales HCN y ClC-K expresados en las células del IMCD y de la tAHL._x000D_ Nuestros resultados previos nos han dado amplia evidencia para sustentar la presencia en la membrana basolateral de las células del IMCD de canales HCN que median la corriente catiónica Ivti (que hemos estudiado y caracterizado en células del IMCD en cultivo primario); y nos han dado evidencia parcial para sospechar que las células de la tAHL también expresan estos canales, que mediarían una corriente similar. Igualmente, nuestros resultados previos nos han dado evidencia que sustenta la presencia en la membrana basolateral de las células del IMCD de canales ClC-Kx que median la corriente aniónica Iovt que hemos estudiado y caracterizado (también en células del IMCD en cultivo primario). Los resultados obtenidos por otros investigadores (30, 31, 35), dan una evidencia clara de la presencia de canales ClC-K1 en células de la tAHL; pero las corrientes mediadas por estos canales sólo han sido estudiadas mediante su expresión heteróloga en ovocitos. En este proyecto pretendemos profundizar en el conocimiento de las corrientes mediadas por los canales HCN y ClC-K en células tubulares, mediante el estudio de sus características biofísicas en las células de los túbulos (IMCD y tAHL) aislados. Pensamos que ésta será una contribución importante, ya que, como se ha hecho notar, estas corrientes nunca han sido estudiadas en los túbulos aislados. Este enfoque tubular, también nos permitirá comparar las corrientes registradas en túbulos obtenidos de animales en estado de diuresis con las registradas en túbulos obtenidos de animales en estado de antidiuresis._x000D_ La determinación de la composición molecular de los canales HCN (en términos de las proteínas alfa-HCN que los constituyen) de las células del IMCD y tAHL ampliaría el conocimiento sobre la distribución de canales HCN en los tejidos de mamífero, ya que sería la primera vez que se hiciera esto en tejidos no excitables. Esta tarea puede incluso proporcionar nuevos conocimientos sobre la composición de canales HCN heteroméricos. Aunque la composición molecular de los canales ClC-K1 de tAHL es conocida (31, 32), la composición molecular de los canales ClC-Kx del IMCD es desconocida. Puesto que los canales ClC-K son homodímeros, si la secuenciación de la proteína ClC-K del IMCD comprueba que se trata de un tipo no descrito de proteína ClC-K, podrá hablarse de una proteína ClC-K3. Por lo que este proyecto puede contribuir a ampliar el conocimiento sobre la diversidad de los genes ClC-K que se expresan en los mamíferos._x000D_