Diseñan una nueva técnica para saber mejor cómo funcionan los músculos

El mal funcionamiento de los músculos puede traducirse en algo tan secillo como una ligera distensión tras un ejercicio o en problemas más graves, como una insuficiencia cardiaca o la distrofia muscular, según recuerdan los autores de este trabajo que publica la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS).

Los sarcómeros son unas estructuras minúsculas, cien veces más pequeñas que el diámetro de un pelo humano, que trabajan de forma colaborativa para producir fuerza durante la contracción del músculo.

Desde hace tiempo los científicos saben que cuando los músculos están activos hay millones de sarcómeros trabajando juntos y que, cuando hay un problema de funcionamiento muscular, puede deberse en parte a una mala comunicación entre ellos.

Sin embargo, hasta ahora no se sabía cómo se producía tal comunicación ya que nunca antes se había podido aislar un sarcómero para observarlo en acción y estudiar su comportamiento.

"A veces ha sido muy, muy difícil y frustrante para los estudiantes que han trabajado en este proyecto en los últimos años", ha reconocido Dilson Rassier, investigador principal del estudio, en el que utilizaron agujas microfabricadas para medir la fuerza y técnicas microscópicas de última generación para aislarlos y luego poder observarlos.

Además, uno de sus colaboradores tuvo que desarrollar un modelo matemático para analizar los datos porque los números recopilados eran "muy pequeños y precisos", ha añadido.

En total encontraron entre 2.000 y 2.500 sarcómeros juntos, en bobinas unidas en cada 10 milímetros de fibra muscular. Y para observar a los sarcómeros en acción, los investigadores primero tuvieron que aislar una sola miofibrilla (estructuras contráctiles que atraviesan las células del tejido muscular) para luego acercarse a un sarcómero concreto.

USARON CALCIO PARA MEDIR SUS FUERZAS

Luego probaron con diferentes concentraciones de calcio (que es responsable de la activación y relajación muscular) para hacer que los sarcómeros se contraigan y midan su fuerza.

Lo que descubrieron fue que, en una miofibrilla sana, todos los sarcómeros se ajustaban a la activación de un solo sarcómero, mostrando un mecanismo cooperativo que está ligada a las propiedades específicas de las moléculas sarcoméricas y es crucial para comprender el mecanismo molecular de la contracción.

"Mi grupo tuvo que trabajar duro para concluir este estudio, pero los resultados valieron la pena. La técnica abre muchas posibilidades en el campo muscular, y desde que publicamos nuestras conclusiones hace unas semanas he visto a biofísicos y físicos entusiasmados", ha destacado Rassier exultante.

El siguiente paso, ha añadido, es examinar lo que sucede en la insuficiencia cardiaca y otras enfermedades del sistema muscular cuando sarcómeros no cooperan.