Troponina

MÚSCULO CARDIACO

El músculo cardiaco (Fig. 2) está formado por células musculares ramificadas, que poseen uno o dos núcleos y que se unen entre sí a través de discos intercalares. (Fig. 3)

Los discos intercalares son los sistemas de unión que asocian a las células musculares cardiacas para formar las fibras del miocardio, estas estructuras se encuentran en regiones de la membrana donde los extremos de dos células se enfrentan y se ubican en lugar de un disco Z. Los discos intercalares presentan una porción transversa, en la cual se ubican dos tipos de uniones intercelulares: la fascia adherens es un tipo de unión propia del corazón, su estructura es semejante a la de las zonas de adhesión de los epitelios. Estas estructuras anclan filamentos de actina a la membrana plasmática y también unen las membranas de células adyacentes; de esta manera se asocian el aparato contráctil de cada célula con el de la célula vecina y la mácula adherens corresponde a desmosomas típicos que se ubican en las porciones transversas y paralelas del disco, anclan filamentos intermedios de la fibra cardiaca y participan junto con la fascia adherens, en la adhesión de las membranas plasmáticas de células vecinas.

Las uniones de comunicación (nexos o gap junctions), corresponden a sitios que permiten el paso de iones y moléculas pequeñas desde el citoplasma de una célula a la célula vecina.

Fig. 2 Músculo cardiaco Fig. 3 Discos Intercalares

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A diferencia del músculo esquelético, las fibras musculares cardiacas corresponden a un conjunto de células cardiacas unidas entre sí en disposición lineal. Las células musculares cardiacas, tienen el núcleo ubicado al centro del citoplasma y presentan estriaciones transversales, similares a las del músculo esquelético. El retículo sarcoplásmico no es muy desarrollado y se distribuye irregularmente entre las miofibrillas, que no aparecen claramente separadas. Sin embargo, las mitocondrias que son muy numerosas, están distribuidas regularmente dividiendo a las células cardiacas en miofibrillas aparentes. Las células están rodeadas por una lámina externa, comparable a la lámina basal de los epitelios.

Estructuralmente, las miofibrillas del músculo cardiaco, son iguales a las del músculo esquelético. Los túbulos T del músculo cardiaco son de mayor diámetro que los del músculo esquelético y se ubican a nivel del disco Z. Los túbulos se asocian generalmente con una sola expansión de las cisternas del retículo sarcoplásmico. La característica del músculo cardiaco son las diadas, compuestas de un túbulo T y de una cisterna del retículo sarcoplásmico. (4)

CONTRACCIÓN MUSCULAR

El músculo cardiaco se contrae de forma involuntaria como el músculo liso. En el corazón existen unas fibras especializadas que producen potenciales de acción espontáneamente, a una frecuencia de 60 por minuto aproximadamente. Estos potenciales de acción se propagan a las demás fibras a través de conexiones eléctricas que comunican a todas las fibras del corazón. En el corazón existe inervación simpática que acelera la contracción y parasimpática que la vuelve lenta.

Los músculos transforman la energía química del ATP en fuerza o movimiento. En el músculo existen filamentos finos (formados por actina, troponina y tropomiosina) y filamentos gruesos (formados por miosina) que forman haces que se entrelazan entre sí. (Fig. 4)

Fig. 4 Filamentos finos y gruesos

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Cuando llega un potencial de acción por los axones de los nervios motores se libera el neurotransmisor acetilcolina en las sinapsis de estos axones con las fibras musculares. La acetilcolina se une a receptores, que producen un potencial de acción en la fibra muscular estimulando la liberación de calcio desde las cisternas del retículo sarcoplásmico. El calcio liberado se une a la troponina de los filamentos finos lo que modifica la posición de la tropomiosina que descubre la región de la actina en la que esta proteína se puede unir con la miosina. La miosina se une con la actina, y establece puentes entre los filamentos finos y gruesos haciendo que estos se deslicen entre sí, lo que produce acortamiento de la fibra muscular.(Fig.5) El calcio es rápidamente recaptado por las cisternas del retículo sarcoplásmico y la fibra muscular se relaja. (6)

Fig. 5 Mecanismo de la contracción en el músculo esquelético

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BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

La cabeza de miosina que carece de un nucleótido unido, se encuentra estrechamente unida al filamento de actina. La unión de ATP a la cabeza de la miosina, reduce la afinidad de esta por la actina. La hidrólisis parcial del ATP (durante la cuál ADP + Pi permanecen unidos a la miosina), activa la cabeza de la miosina que experimenta un cambio conformacional y se desplaza respecto del filamento fino. La miosina activada hace contacto con una molécula de actina y se une a ella produciéndose liberación de Pi. Una vez unida a la actina, la miosina experimenta un nuevo cambio conformacional que se traduce en desplazamiento del filamento fino y en la liberación de ADP. De esta manera cada cabeza de miosina se desplaza hacia el extremo positivo del filamento fino adyacente. Mientras la concentración de calcio sea alta y exista ATP disponible, los ciclos de formación de puentes actina-miosina continúan y el sarcómero se contrae. En ausencia de ATP el complejo actina-miosina se estabiliza. (4)

REGULACIÓN DE LA CONTRACCIÓN

La contracción muscular está regulada por variaciones en los niveles citosólicos de Ca++ , lo que afectan las interacciones entre las cabezas de miosina y los filamentos de actina a través de las dos proteínas accesorias asociadas a la actina en el filamente fino: tropomiosina y troponina.

En el músculo en reposo la concentración citosólica de Ca++ es de 10-7 M, la miosina no puede asociarse a la actina debido a que los sitios de unión para las cabezas de miosina en la G-actina, están bloqueados por la tropomiosina. Al aumentar las concentraciones citosólicas de Ca++ a 10-5 M, la subunidad TnC de la troponina une Ca++, produciéndose un cambio conformacional en la molécula de troponina

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