El zinc es un micronutriente vital involucrado en muchos procesos celulares:por ejemplo, en los procesos de aprendizaje y memoria, juega un papel que aún no se comprende. Mediante el uso de medidas nanoelectroquímicas, Los investigadores suecos han avanzado hacia la comprensión al demostrar que el zinc influye en la liberación de moléculas mensajeras. Como se informó en la revista Angewandte Chemie , el zinc cambia el número de moléculas mensajeras almacenadas en las vesículas y la dinámica de su liberación de la célula.
Cuando las señales se transmiten por sinapsis, Las moléculas mensajeras (neurotransmisores) se liberan desde las cámaras de almacenamiento (vesículas sinápticas) hacia la hendidura sináptica. donde son "reconocidos" por las células nerviosas vecinas. Esta liberación se basa en la exocitosis:la vesícula se acopla a la membrana celular, se abre en el punto de contacto, libera parte de su contenido al exterior, cierra, y se separa de la membrana plasmática para que pueda rellenarse.
Un equipo dirigido por Andrew G. Ewing en la Universidad de Gotemburgo, Suecia, utilizaron electrodos de fibra de carbono con nanotip para estudiar la influencia del zinc en estos procesos. Llevaron a cabo mediciones en células PC12 que liberan el neurotransmisor dopamina cuando son estimuladas por una alta concentración de potasio. análogo a las células nerviosas. "Al aplicar una punta de electrodo a la superficie de la celda, podemos seguir la apertura de una vesícula individual y calcular el número de moléculas liberadas, "dice Ewing. En contraste, si la punta del electrodo se inserta en la celda, las vesículas del citoplasma se adhieren al electrodo y liberan todo su contenido. Dice Ewing:"Los transitorios actuales nos permiten determinar cuántas moléculas transmisoras están contenidas en vesículas individuales directamente en el citoplasma de las células vivas".
Después del tratamiento con zinc, se redujo el número total de neurotransmisores contenidos en las vesículas, en promedio un 27%. Sin embargo, la cantidad de transmisor liberado tras la estimulación se mantuvo constante. El análisis de los transitorios actuales proporcionó una explicación de esta aparente contradicción. Según Ewing, "El zinc cambia la dinámica de la liberación. Antes y después de la apertura de la vesícula se forma un poro en el punto de contacto con la membrana plasmática. Después del tratamiento con zinc, el poro se cierra más lentamente de lo habitual. Por lo tanto, la vesícula permanece abierta por más tiempo y libera el 92% de sus moléculas transmisoras al exterior, en lugar de solo el 66% sin el zinc ".
Para investigar este fenómeno más de cerca, las células se separaron capa por capa de afuera hacia adentro y se analizaron por espectrometría de masas. Los investigadores encontraron una especie de zinc cerca de la membrana celular y una segunda en el interior de la célula. "El primero es capaz de unirse a la proteína quinasa C, una enzima que se une a la membrana para regular la velocidad de exocitosis. La especie de zinc dentro de la célula podría ralentizar la proteína de transporte que carga la dopamina en las vesículas. "sugiere Ewing." Nuestros resultados finalmente proporcionan una conexión entre el zinc y la regulación de la liberación de neurotransmisores. Esto podría ser importante para la formación y almacenamiento de recuerdos ".
