Diferenciación histoquímica, inmunohistoquímica y electroforética de diferentes tipos de fibras musculares

Introducción y objetivos:

En esta práctica intentaremos diferenciar entre los distintos tipos de fibras que componen el músculo esquelético. Este tipo de tejido está altamente organizado, especializado en la ejecución de la actividad contractil, implicada en multitud de eventos corporales de cualquier sistema vivo.

El músculo esquelético, junto al cardiaco, forma parte del músculo estriado. Se denomina así, por el aspecto que presentan los cortes de tejido al microscopio óptico. Esto se debe a la organización sarcomérica que presenta, con las características bandas Z, I, A, H y la línea M. A diferencia que el músculo liso, que carece de esta disposición ordenada de las fibras, además de poseer otras características metabólicas y de inervación diferentes.

Esta alta organización del músculo esquelético hace pensar que todo es homogéneo, y nada más lejos de la realidad. Aún en un mismo músculo puede haber fibras con diferentes propiedades metabólicas y diferente capacidad contractil, lo que las hará responder ante un estímulo de diferente manera.

El hecho de ser estructuras extraordinariamente plásticas, hace que se pueda adaptar a sobretrabajos desarrollando estructuras para soportarlo, y a la vez, que exista atrofiamiento en caso de no utilizarlo.

El objetivo de esta práctica es poner de manifiesto esta heterogeneidad celular del músculo esquelético y la diversidad de propiedades metabólicas y contráctiles de las fibras constituyentes; analizar la presencia de proteínas marcadoras que puedan servir para identificar las fibras y comparar mediante electroforesis la composición molecular de diferentes tipos de músculo.

Fundamento teórico

Como sabemos el músculo esquelético se compone de fibras (denominadas así por su elevada relación longitud/sección). En los mamíferos, la inervación del músculo esquelético es mononeural, o lo que es lo mismo, una fibra es inervada por una neurona, pero una neurona puede inervar a varias fibras. Es cierto también, que una neurona está en contacto siempre con el mismo tipo de fibra, y por eso, podemos definir la relación neurona"fibras como unidad motora. Las diferentes unidades motoras que pueden componer un músculo pueden activarse de forma independiente, consiguiendo así una regulación de la intensidad de la contracción.

Estas fibras son el resultado de la fusión de células, llamadas miocitos, durante el desarrollo. Los sincitios presentan en su interior las miofibrillas, que están envainadas por el retículo citoplasmático, al que denominamosretículo sarcoplásmico. Las miofibrillas constan de sucesiones de sarcómeros unidos por el disco o banda Z, que se ve rodeado por el túbulo T. Este túbulo es una invaginación de la membrana que permite poner en contacto la membrana plasmática con el retículo sarcoplásmico. El túbulo T está en contacto, a todo lo largo de la circunferencia del sarcómero, con las cisternas terminales. Éstas son el resultado de un ensanchamiento del retículo sarcoplásmico. Esta relación entre membranas (plasmática, túbulo T y cisternas terminales) es esencial para la regulación de la contracción muscular.

El sarcómero

La organización sarcomérica es tal, que no se aleja mucho de una disposición totalmente cristalina, sobre todo en músculos que requieren una gran potencia, como los de vuelo de la mosca. La visión de bandas es el resultado de la colocación de dos tipos de proteínas esenciales:

• Actina, que forma parte esencial de los filamentos delgados.
• Miosina, que forma parte integral de los filamentos gruesos.

En un corte transversal de un sarcómero, se observa que un filamento delgado se rodea de tres gruesos, y como se muestra en la figura, uno grueso se rodea de seis delgados. La contracción se produce gracias a la conversión que realiza la cabeza globular de la miosina, de la energía de hidrólisis del ATP a energía mecánica. La contracción se debe al acortamiento de las zonas I y H, por el desplazamiento de los filamentos delgados sobre los gruesos. Es importante la polaridad de los filamentos de actina, ya que si no el desplazamiento se realizaría en sentido contrario, desplazándose la estructura sarcomérica en lo que sería elongación, no contracción.

La actividad ATPasa se localiza en la cabeza globular de la miosina, y es el motor molecular más antiguo que se conoce. El estudio de su estructura y su actividad ha permitido caracterizar otro tipo de proteínas que permiten el movimiento, no solo sobre actina, sino sobre microtúbulos, no habiéndose caracterizado ninguna que deslice filamentos intermedios.

En el sarcómero no sólo hay actina y miosina, sino que existen toda una serie de proteínas que hacen posible su funcionamiento: