Pregunta
21 jun 2021 · 23:52

¿Cómo se produce una contracción excéntrica?

ContraccionExcentrica
Respuesta
21 jun 2021 · 23:52
Nicolás
Nicolás Bustos Moyano

Titina y activación/contracción excéntrica

Durante los últimos 60 años, se pensó que la contracción muscular estaba gobernada exclusivamente por los filamentos contráctiles, actina y miosina. Esto explicaba la mayoría de las observaciones para las contracciones concéntricas e isométricas pero no para las excéntricas (Herzog, 2015). Al poco tiempo de que se introdujo la teoría de los filamentos deslizantes, existía un reconocimiento reticente en cuanto a que el musculo se comportaba como si tuviera un “filamento elástico”. Huxley y Hanson se referían a él como “filamento S”. Algunas décadas más tarde, se identificó a la titina, la proteína más grande conocida hasta el momento (Maruyama, 1976).

Desde que se descubrió la Titina, se pensó que la misma contribuía a la tensión pasiva e integridad del sarcómero. Por su parte, Horowits (1986) demostró que los filamentos de titina transmitían fuerza a los discos Z.

Dos elementos de resorte unidos en serie forman el elástico de Titina: una región de la banda I: (1) dominios tandem inmunoglobulina (Ig) y (2) el segmento PEVK

Titina
Figura 1. Disposición de la titina y otras proteínas musculares en el sarcómeros. Cada molécula de titina está unida a los filamentos delgados (azul) en el disco z, y a los filamentos gruesos (violeta) en la banda A. El segmento N2A (rojo) se encuentra entre el dominio tandem Ig (naranja) y el PEVK segmento (verde).Nishikawa et al. (2012).


La hipótesis del filamento enrollado

A continuación se expone la hipótesis del filamento enrollado pero cabe recordar que existen otras posibilidades (Herzog, 2018), aunque con algunos puntos en común a la que trataremos aquí.

Nishikawa (2012) propone que seguido del ingreso de Ca2+

  • La región N2A se une a la actina
  • Ya que los puentes cruzados se trasladan y rotan el filamento fino, se genera un enrollamiento del segmento PEVK en la actina durante el desarrollo de la fuerza

Titina
Figura 2

La hipótesis del filamento enrollado explica el bajo costo energético en las contracciones excéntricas. Durante el alargamiento activo, el trabajo realizado por el musculo por estiramiento, extiende la titina y en este proceso la energía elástica se almacena sin ATP (Hessel, 2017)

Referencias

Hessel, A. L., Lindstedt, S. L., & Nishikawa, K. C. (2017). Physiological Mechanisms of Eccentric Contraction and Its Applications: A Role for the Giant Titin Protein. Frontiers in physiology, 8, 70. https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00070

Herzog, W., Powers, K., Johnston, K., & Duvall, M. (2015). A new paradigm for muscle contraction. Frontiers in physiology, 6, 174. https://doi.org/10.3389/fphys.2015.00174

Herzog W. (2018). The multiple roles of titin in muscle contraction and force production. Biophysical reviews, 10(4), 1187–1199. https://doi.org/10.1007/s12551-017-0395-y

Horowits, R., Kempner, E., Bisher, M. et al. A physiological role for titin and nebulin in skeletal muscle. Nature 323, 160–164 (1986). https://doi.org/10.1038/323160a0

Maruyama, K Connectin, an Elastic Protein from Myofibrils, The Journal of Biochemistry, Volume 80, Issue 2, August 1976, Pages 405–407, https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jbchem.a131291

Nishikawa KC, Monroy JA, Uyeno TE, et al. Is titin a 'winding filament'? A new twist on muscle contraction. Proceedings. Biological Sciences. 2012 Mar;279(1730):981-990. DOI: 10.1098/rspb.2011.1304.