El mal funcionamiento muscular puede ser tan simple como una ligera tensión después del ejercicio, o tan grave como una insuficiencia cardíaca y distrofia muscular. Una nueva técnica desarrollada en la Universidad McGill en Montreal, hace posible observar de cerca cómo funcionan los bloques de construcción básicos dentro de los músculos, tanto esqueléticos y cardíacos, llamados sarcómeros. Es un descubrimiento que abre nuevas vías de investigación en una amplia gama de estudios relacionados al mal funcionamiento muscular.
Los sarcómeros son la unidad más pequeña dentro de un músculo. Estas estructuras minúsculas, aproximadamente cien veces más pequeño en diámetro que un cabello humano, trabajan cooperativamente para producir fuerza durante la contracción del músculo.
Los científicos han sabido que cuando los músculos están activos, millones de sarcómeros trabajan acoplados, y que las perturbaciones musculares pueden estar originadas, al menos en parte, a la falta de comunicación entre los sarcómeros.
Pero cómo ocurre exactamente esta comunicación ha sido un misterio hasta ahora, debido a que nadie ha sido capaz de aislar un solo sarcómero, observarlo en acción y medir sus capacidades.
Existe entre 2.000 y 2.500 sarcómeros acoplados en cada 10 milímetros de fibra muscular. Para observar a los sarcómeros en acción, los investigadores primero tuvieron que aislar una sola miofibrilla, unidades básicas de la vara que componen el tejido muscular, y luego acercarse un sarcómero individual.
Luego experimentaron con diferentes concentraciones de calcio, que es responsable de activar la activación y relajación muscular, para hacer que los sarcómeros se contraigan y pudieran medir su fuerza.
El Dr. Dilson Rassier, profesor del Departamento de Kinesiología de McGill y autor principal del estudio, señala: “Utilizamos agujas microfabricadas para medir la fuerza y la microscopía de alta tecnología, para aislar los sarcómeros y luego verlos en acción. Uno de nuestros colaboradores tuvo que desarrollar un modelo matemático para analizar los datos, porque los números involucrados en la observación, requerían ser muy minúsculos y muy precisos.”
Lo que descubrieron fue que, en una sana miofibrilla, todos los sarcómeros vecinos se ajustan a la activación de un solo sarcómero. Este hallazgo es nuevo e incitante, mostrando un mecanismo cooperativo entre los sarcómeros en una miofibrilla, que está ligada a las propiedades específicas de las moléculas sarcoméricas. Esta dinámica intersarcárea es crucial para la comprensión del mecanismo molecular de la contracción.
Los autores del estudio se muestran satisfechos con los resultados y comentan que tuvieron que trabajar duro para concluir la investigación, pero los resultados valieron la pena. La técnica abre muchas posibilidades en el campo muscular.
Desde la publicación de las conclusiones, han surgido muchas opiniones de biofísicos y fisiólogos de todo el mundo que están entusiasmados con los resultados del estudio. El siguiente paso es examinar lo que sucede en la insuficiencia cardíaca y otras enfermedades del sistema muscular cuando los sarcómeros no cooperan.