En este recurso hablaremos de las proteínas fibrilares que forman al músculo. Empecemos por conocer la estructura de las principales proteínas fibrilares de la miofibrilla: actina, miosina y tropomiosina.

Actina

Antes de hablar de las principales proteínas fibrilares, es conveniente recordar lo siguiente: el músculo esquelético se compone de fibras (células) largas y cilíndricas de 10 a 100 micrones de diámetro y hasta 6 cm. de largo, las cuales están rodeadas por una membrana llamada sarcolema. Dentro de esta membrana se encuentra el citoplasma de la fibra que recibe el nombre de sarcoplasma, que contiene múltiples miofibrillas colocadas de manera paralela y longitudinalmente formando bandas o estrías transversales, dándole un aspecto estriado a toda la fibra.

Si con el microscopio electrónico pudiéramos observar un trozo de músculo esquelético, nos daríamos cuenta de que las miofibrillas están compuestas de miofilamentos colocados en sentido longitudinal, pero también podríamos distinguir dos tipos de filamentos: los gruesos y los delgados.

Los filamentos delgados están compuestos de una proteína llamada actina, mientras que los filamentos gruesos están formados por otra proteína: la miosina. Cada miofibrilla posee a cada lado filamentos de actina y miosina, estas estructuras representan grandes moléculas polimerizadas que se encargan de la contracción muscular, como se muestra en la siguiente imagen.

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El filamento de actina se compone de estructuras moleculares de actina, tropomiosina y troponina; y cada una de sus moléculas tiene un punto activo para adherirse a la cabeza de la miosina, como se observa en las figuras que se presentan a continuación.

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Filamento de Actina

Mientras que la actina se encuentra adherida a la membrana intracelular, conocida como membrana Z (o disco Z), a través de ligamentos, los segmentos de actina creados por cada dos membranas Z forman lo que se conoce como sarcómero.

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Por lo antes descrito, se dice que la molécula de actina es la columna vertebral del filamento, compuesta por unidades monoméricas (conocidas como globulares) que se unen entre sí formando un filamento en espiral doble que se enrolla en forma helicoidal, como se puede observar en la figura de abajo.

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Gracias a la propiedad de polaridad que posee, la actina presenta un comportamiento diferente en cada uno de sus dos extremos: mientras que uno se polariza o se alarga (extremo positivo), el otro tiende a acortarse o despolimerizarse (extremo negativo) y, es por esta propiedad que los filamentos de actina desempeñan un importante papel en la movilidad celular y en los procesos de contracción muscular.

Miosina

Como habrás notado, la miosina y la actina viven juntas y no pueden estar separadas. La miosina está formada por seis polipéptidos, dos muy grandes e iguales que en un extremo tienen estructura fibrilar en tanto que en el otro se pliegan en forma globular e incluyen dos cadenas polipeptídicas ligeras. Los tallos de los polipéptidos pesados se enrollan uno en otro, en tanto las cabezas se mantienen separadas. Las colas de la miosina tienden a agregarse de manera que se forman filamentos gruesos bipolares. Estructuralmente la miosina es una proteína con una parte fibrilar, la cola o tallo y las cabezas globulares.

Las cabezas de la miosina se ponen en contacto con los puntos específicos de la actina para recibirlas, se desplazan sobre ellas de un modo semejante al empuje de los remos, así provocan el acortamiento del sarcómero. La unión entre ambas está controlada por la tropomiosina, una proteína fibrilar formada por una doble cadena, que se encuentra en el surco del filamento de actina. Por su posición, bloquea los puntos donde es posible el contacto entre la actina y la miosina pero éste, sólo se logra si la tropomiosina se retira.

¿Te gustaría observar cómo se lleva a cabo este fantástico desplazamiento, que no es otra cosa que contracción muscular? Observa la siguiente animación.

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La miosina son los filamentos más gruesos (1,500 por cada miofibrilla), cada filamento está formado por 200 moléculas de miosina y se encuentran representados en la Banda A (oscura) ocupando dos tercios de las proteínas de los músculos esqueléticos. La miosina está formada por dos hilos de proteínas enrollados y en los extremos de cada hilo se encuentra la cabeza de miosina, los cuales forman los puentes de la actina.

Troponina

La principal función de la troponina es enlazar su(s) molécula(as) a algún ión de calcio cuando ha de producirse una contracción, es decir, contribuye a que la tropomiosina lleve a cabo su función. Esta proteína compleja se une a intervalos regulares a los dos hilos de actina y a la tropomiosina.

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Tropomiosina

La tropomiosina es una proteína en forma de tubo que se enrolla alrededor de los hilos de actina y cumple dos importantes funciones complementarias:

• Previene que entren en contacto la actina y la miosina, cuando el músculo debe estar relajado.
• Facilita el contacto de la actina y la miosina, cuando se requiere la contracción muscular.

Tanto la tropomiosina como la troponina actúan acopladas (junto a los iones de calcio) durante la acción muscular, mientras que en reposo su principal objetivo es mantener la relajación muscular en tanto no reciban un estímulo nervioso de suficiente intensidad como para iniciar la contracción.

Autoevaluación

Te proponemos que realices la siguiente actividad sobre la función de las proteínas que integran a las miofibrillas. Arrastra al espacio correspondiente la respuesta correcta.

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Observa los diagramas y recuerda sus funciones