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EFECTOS DIFERENCIALES DE POLIAMINAS SOBRE POTENCIAL DE
MEMBRANA Y FLUJOS CATIÓNICOS EN LA RAÍZ DE PLANTAS
Ana María Velarde-Buendía1, Jayakumar Bose2, Sergey Shabala2 e Igor I. Pottosin1
(1) Centro Universitario de Investigaciones Biomédicas, Universidad de Colima, (2) School of
Agricultural Science, University of Tasmania, Australia.
El potencial de reposo de la membrana plasmática en plantas superiores es muy
negativo (-100 a -160 mV) y podría ser controlado por la actividad de los canales de K+
y la H+-ATPasa, mientras que activación de los canales catiónicos no selectivos (NSCC)
resulta en una despolarización. Estímulos externos (estrés biótico y abiótico) causan
cambios en el potencial membranal, impactando todos los procesos de transporte
dependientes de voltaje. Las poliaminas (PAs) son metabolitos policatiónicos que
durante el estrés aumentan su concentración y podrían modular la actividad de diversos
transportadores iónicos, aunque su impacto sobre potencial de la membrana está aun
desconocido para plantas. En este estudio se analizó el efecto de PAs externas en el
potencial de membrana y flujos catiónicos en raíces intactas. El potencial de reposo fue
de -110 y -150 mV para raíces de cebada y chícharo respectivamente. Incremento de K+
externo, causó una despolarización de la membrana, pero nunca se alcanzo el EK, la
bomba hacia regresar el potencial a valores más negativos. Bloqueo de canales de K+
por TEA+ resultó en una despolarización transiente, lo que implico la participación de
los NSCC en mantenimiento del potencial de reposo. Finalmente, aplicación de 1mM
Spm4+ provocó una despolarización estable a voltajes que se aproximaban a EK. Todas
las PAs (1 mM) causaron despolarización Spm4+>Spd3+>Put2+, la cual no ha sido
provocada por formas activas de oxígeno debido a la posible catabolización de PAs por
amino-oxidases del apoplasto. La despolarización inducida por Spm4+ tampoco fue
sensible a niflumato (bloqueador de los canales aniónicos), sin embargo, si ha sido
completamente eliminada por Gd3+ (bloqueador de NSCC). Podría ser que Spm4+ active
a un NSCC que permita la entrada de Ca2+ a la célula causando una despolarización. En
efecto, la adición de EGTA externo disminuyo la despolarización inducida por Spm4+.
Otra posible causa de despolarización es que se inhiba la H+-ATPasa. Utilizamos la
técnica MIFE para evaluar los flujos de H+, K+ y Ca2+ evocados por PAs en la raíz de
chícharo. Espermina y putrescina provocaban una salida de Ca2+, pero tenían efectos
opuestos sobre flujo de H+, con Spm4+ provocando la entrada y con Put2+ una salida. El
efecto de Spd3+ (1 mM) es como la media de los efectos provocados por Put2+ y Spm4+
en el flujo de H+ y coincidió con el efecto de 0.1 mM Spm4+, por ejemplo, una salida
transiente de H+. Notablemente, 0.1 mM Spm4+ en vez de causar una despolarización
provocó una transiente hiperpolarización de la membrana. En conclusión, todas las PAs
estimularon la salida de Ca2+, posiblemente por medio de la bomba de Ca2+ de la
membrana plasmática. En caso de Spm4+ este resultaba en la entrada de ~ 1 H+ por 1
Ca2+. Putrescina activó también la H+-ATPasa, resultando en una salida neta de H+. Las
PAs al mismo tiempo activaron a los NSCC, y la despolarización resultante solo se
puede explicar, si considerar que los mismos NSCC transportan PAs al interior de la
célula. Hasta ahora las PAs eran consideradas principalmente moléculas bloqueadoras
de varios canales K+ y NSCC. Sin embargo, en este estudio se reveló que pudieron
activar bombas y a NSCC de la membrana plasmática que intervienen en la dinámica
del Ca2+. Apoyado por donativo de CONACYT CB-2007 82913 y la Universidad de
Colima.