Fisiología del ejercicio físico y del entrenamiento. Joan Ramon Barbany
Existen además otras muchas proteínas cuya significación no es clara, como la α-actinina, armazón estructural básico de la línea Z y la proteína M, armazón estructural básico de la línea M.
1.4.1. Miofilamentos gruesos
Con un diámetro de 100 Å y una longitud aproximada de 1,5 µm se hallan formados por unas 300 moléculas de miosina, constituyendo agregaciones conjuntas, empaquetadas de mane-ra muy ordenada (figura 1.6). Cada unidad de miosina, con un considerable tamaño y un peso molecular cercano a 500.000, está constituida por dos cadenas polipeptídicas helicoidales, parcialmente enrolladas entre sí. Cada una de las cadenas presenta en un extremo una conformación globular y una porción longitudinal muy larga. Por ello la molécula completa de miosina muestra en su zona inicial una doble cabeza, correspondiente a cada uno de los monómeros constituyentes y una larga cola, resultante del entrelazado y plegado helicoidal de las cadenas largas. Entre la doble cabeza y la cola existe una porción intermedia que se denomina cuello.
El tratamiento con enzimas hidrolíticas (tripsina y papaína) permite reconocer las distintas fracciones de la miosina. Las dos fracciones que se obtienen de la hidrólisis con tripsina se denominan meromiosina ligera (MML) y meromiosina pesada (MMP). Hidrolizando esta meromiosina pesada con papaína se obtienen dos fragmentos distintos: S2 y S1. Estas distintas fracciones permiten reconocer las funciones de las diferentes zonas de la miosina.
a) La meromiosina ligera corresponde a la “cola” de la miosina y expresa una actividad de agregación o empaquetamiento con otras MML. A este nivel radica la función de cohesión del conjunto de moléculas de miosina constituyentes estructurales de los miofilamentos gruesos.
b) La meromiosina pesada es incapaz de mostrar actividad de cohesión, pero presenta otras características: el fragmento S2 correspondiente a la región del “cuello” de la miosina, gira como un gozne o bisagra en el transcurso de la contracción; el fragmento S1 correspondiente a la “doble cabeza” de la miosina, es capaz de combinarse a nivel de los “lugares activos” de la actina y evidencia también actividad de ATPasa, hidrolizando el ATP encargado de proporcionar energía para el suministro energético de la contracción, tal como se comenta más adelante. En esta zona aparecen asociadas además otras dos cadenas de bajo peso molecular, denominadas cadenas ligeras cuya significación no está clara (figura 1.7).
El empaquetamiento de las moléculas de miosina para formar el filamento grueso se hace a través de fuerzas de cohesión que fijan las colas de las moléculas. Las cabezas de las miosinas sobresalen hacia el exterior, mostrando una disposición periódica y ordenada, tal como se indica en la figura 1.8. El conjunto de moléculas de miosina empaquetadas se dispone en dos mitades yuxtapuestas. La zona central de yuxtaposición, ligeramente engrosada o quizá relacionada con la proteína M, es la que delimita la línea M.
1.4.2. Miofilamentos delgados
Con 70 Å de diámetro y una longitud de 1,6 µm, están formados al menos por tres proteínas de estructura bien conocida e identificada (figura 1.9). La actina es el componente estructural esencial. La troponina y tropomiosina tienen significación reguladora.
a) Actina. Forma el armazón estructural básico de los filamentos delgados, y además es capaz de recibir a nivel de sus “lugares activos” las cabezas de la miosina en el curso de la contracción muscular. En reposo no es posible establecer interacciones acto-miosínicas, porque estos centros activos se encuentran bloqueados por las proteínas reguladoras. Es un polímero formado por unas 400 unidades elementales (monómeros) con dos subunidades y de forma globular, que reciben la denominación de actina G. El polímero resultante se denomina actina F, con un peso molecular cercano a 40.000 y que se dispone en forma de dos largas cadenas de monómeros de forma semejante a las cuentas de un rosario. Se presentan enrolladas entre sí en forma de doble hélice, dejando una ranura central entre ambas, en cuyo hueco se sitúan las otras dos proteínas: troponina y tropomiosina.
b) Tropomiosina. Se denomina así por su similitud estructural con las porciones distales (“colas”) de la miosina. Formada por dos cadenas polipeptídicas plegadas en hélice α, con un peso molecular de 40.000. Se dispone ocupando parte de los surcos que quedan entre la doble hélice de actina, extendiéndose a lo largo de una longitud de siete monómeros de actina. Uno de sus extremos es libre y el otro queda unido a la troponina. En el músculo en reposo la tropomiosina se sitúa bloqueando los centros activos de la miosina, impidiendo establecer los enlaces actomiosínicos. Además de esta función en la contracción, contribuye a otorgar estabilidad a la actina.
c) Troponina (Tn). Proteína globular de menores dimensiones pero con una mayor complejidad estructural. Formada por tres subunidades denominadas, respectivamente, TnC, TnT y TnI, que se sitúan también en el surco de la doble hélice de la actina, en uno de los extremos de la tropomosina. En la contracción muscular:
— la troponina C, fija el Ca++ vaciado al sarcoplasma en el inicio de la contracción;
— la troponina T, regula la actividad funcional de los “lugares activos” de la actina, a través de cambios inducidos sobre la posición de la tropomiosina,
— la troponina I, actúa sobre la actividad ATPasa de las cabezas de la miosina.
1.4.3. Otras proteínas del sarcómero
Además de las proteínas constituyentes de los miofilamentos, en el músculo estriado esquelético se han identificado otras proteínas, con funciones diversas, en general de carácter estabilizador.
a) Proteína Cap Z, con un peso molecular de 32.000, se localiza en la línea Z. Consta de dos subunidades y se une al extremo de las cadenas de actina constitutivas de los miofilamentos delgados. Su función postulada es la de conferir estabilidad a la actina, impidiendo su despolimerización.
b) α-actinina, de peso molecular estimado en 190.000. Se trata de un dímero constituido por dos cadenas idénticas. Componente mayoritario de la línea Z, parece ser la responsable primaria del anclaje de los filamentos delgados (figura 1.5).
c) Proteína M, ya citada, estabilizadora de los miofilamentos gruesos, que traba las colas de las miosinas de cada uno de los costados del sarcómero.
d) Proteína C, también con funciones estabilizadoras.
e) Vinculina, con peso molecular de 130.000. Al parecer ancla el sistema de miofilamentos al retículo sarcoplasmático. Aunque se halla presente en el músculo cardíaco y liso, en el músculo esquelético no se ha identificado.
f) Titina, muy grande, de peso molecular superior a 1.000.000 y una longitud considerable, estimada en 1 µm. Confiere estabilidad al sistema de los filamentos gruesos durante la contracción o el estiramiento (