Sarcómero y Proteínas Contráctiles

Antes de comenzar a hablar sobre el funcionamiento, debemos definir algunas proteinas contráctiles que fueron mencionadas en el artículo anterior; hablamos de las que son responsables de la llamada "Teoría del Deslizamiento" con las que se realiza la producción de fuerza a nivel del Sarcómero.

Puede sonar complejo escuchar de Actina, Miosina, Bandas I, H, A, Línea M, Discos Z, etc... pero muchas de partida estos conceptos son aplicados según la imagen que estamos analizando y cómo la estemos analizando, ahora vamos a desarmar esas dudas que pueden surgir sobre estas denominaciones:

En la imagen de abajo vemos que se identifican 2 Tipos de Filamentos: Actina y Miosina; pero más abajo vemos como aparecen otras subdivisiones como Bandas A e I, entonces ¿Qué significan estas denominaciones?; la respuesta viene del tipo de Fotografia, que corresponde a un tejido muscular observado al microscopio donde se observa una zona más clara y una más oscura, la zona más clara es denominada Banda Isotropa (debido a que sus proteínas son de baja densidad y permiten el paso de la Luz) y por otra parte la Zona más oscura es denominada Banda Anisotropa (debido a que sus proteínas son de mayor densidad y no permiten el paso de luz).

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En los Extremos de la Banda I vemos el Disco Z, que es donde se anclan estos filamentos; en el centro de la Banda A se encuentra la Zona AH donde encontramos sólo Filamentos Gruesos y al lado de ellos encontramos la Zona AI, por otra parte en el centro de la Zona AH se encuentra la Línea M que permite unirse con otros Filamentos Gruesos, para que quede más claro observa la imagen de la derecha.

Ahora volvamos a ver la organización del músculo y centrémonos en ver la forma que tiene la Miofibrilla (Figura izquierda marcado con la flecha), que como bien sabemos está compuesto por un sin número de sarcómeros. Un sarcómero está compuesto a grandes rasgos por 2 discos Z con 6 Filamentos Delgados en cada extremo (puntos rojos) por 1 Filamento Grueso (puntos azules), esta proporción se vé expresada en la imagen del "sarcómero 3D" de abajo. Si se realizan cortes transversales en determinados segmentos de la célula y se van examinando, encontraremos otras proteínas como vemos de izquierda a derecha vemos en la parte inferior de la imagen: f) Sólo Filamentos Actina g) Sólo Filamentos Miosina h) Proteína M + Miosina i) Filamentos Actina + Miosina.

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Ahora que conocemos la forma del general del sarcómero, a continuación analizaremos las principales Proteínas constituyentes del Sarcómero:


Filamentos Delgados:

Actina: Forma el armazón estructural básico de los Filamentos Delgados (Bandas I o Claras), cada monómero (unidad) es llamada "Actina G" por su forma globular, el complejo completo está compuesto por cerca de 400 monómeros y se denomina F Actina, se dispone en dos cadenas largas enrolladas entre sí como un rosario. Encontramos aqui también los Sitios Activos, donde se realiza la unión con la miosina; fenómeno que analizaremos en detalle más adelante.

Tropomiosina: Se le llama así por la similitud que tiene con las colas de Actina, ocupa los surcos que quedan entre medio de la doble hélice de actina. En el músculo en reposo la Tropomiosina actua bloqueando los sitios activos de la actina.

Troponina (Tn): Proteína globular de menor tamaño que el resto pero mucho más compleja, está compuesta por 3 subunidades que poseen funciones específicas:

-Troponina C (TnC): Capta el Calcio vaciado al sarcoplasma en el inicio de la contracción.

-Troponina I (TnI): Tiene alta afinidad con la Actina, su Acción Principal es Inhibir la interacción Actina - Miosina; además influye en la actividad ATPasa* de las Cabezas de Miosina, en relajación Inhibe la función ATPasa.

-Troponina T (TnT): Regula la actividad funcional de los "Sitios Activos" de la actina, a través de cambios inducidos sobre la posición de la tropomiosina.

*ATPasa: Función enzimática que descompone el ATP, generalmente produce la ruptura de los enlaces de Fosfato y ocupar la energia liberada por estos en otros procesos

Filamentos Gruesos:

Es una proteína compleja compuesta por dos cadenas polipeptidicas (uniones masivas de aminoácidos), posee una doble cabeza con las cuales buscarán unirse a los sitios activos de la actina. Bajo un tratamiento de enzimas hidrolíticas podemos descomponer la Miosina, en dos fragmentos: Meromiosina Ligera (cola) y Meromiosina Pesada (cabeza) donde encontramos la actividad ATPasa que tienen para producir Fuerza y también la relajación del músculo.

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Otras Proteínas del Sarcómero:

Proteína M: Permite estabilizar los miofilamentos gruesos que traba las colas de las miosinas de cada uno de los costados del sarcómero. Además une los filamentos gruesos del sarcómero con los de otros sarcómeros adyacentes.

Titina: Tiene una gran longitud, estimada en 1 um, le otorga estabilidad elástica los sarcómeros durante contracción o estiramiento, es considerada una proteína fundamental en el desarrollo de la fuerza excéntrica.

Distrofina: Tiene una función preventiva de la alteración de la arquitectura de las fibras musculares. Además se asocian algunas patologías a una mutación de esta proteína.

Acá dejo un video donde sale el sarcómero en funcionamiento y sus respectivas proteínas contráctiles

En resumen, hemos terminado de analizar estructuralmente al músculo esquelético, en el próximo artículo analizaremos el Fenómeno de Acoplamiento Excitación - Contracción, para comprender cómo se logra generar Fuerza.