Un equipo de la Universidad de Columbia dirigido por el
investigador chileno Julio Fernández ha descubierto una nueva forma de memoria
mecánica que ajusta la elasticidad de los músculos a su historial de
estiramiento.
Mediante
microscopios atómicos altamente sensibles, los científicos han detectado una
reacción química que aumenta la elasticidad de las proteínas del músculo. Julio
Fernández llevaba casi dos décadas estudiando el origen de la elasticidad
muscular, cuando una molécula llamada titina atrajo su atención.
Se trata de la proteína más grande del cuerpo y la
principal fuente de la elasticidad muscular pasiva, según se consideraba hasta
ahora. Pero la nueva investigación revela que en el organismo hay más titina de
lo que se pensaba y que proporciona la elasticidad necesaria para cada músculo,
incluido el corazón.
Fernández y sus colegas han descubierto que los niveles
de oxidación afectan a la titina y aumentan durante la actividad muscular como
una consecuencia natural del metabolismo elevado. También han visto que la
titina contiene un número inusualmente alto de ‘puntos calientes’ o lugares que
son más propensos a la oxidación, pero la mayoría de ellos están ocultos e
inactivos dentro de los pliegues moleculares.
Al mismo tiempo,
los científicos han comprobado que el estiramiento de un músculo puede forzar a
la titina a desplegarse, dejando expuestos los puntos de acceso y haciendo que
la titina fuera cada vez más sensible a la oxidación en el estiramiento.
Luego se centraron en una de las formas más comunes de la
oxidación, llamada glutationilación, y observaron que la fuerza mecánica
desenredaba los haces cruzados de titina y generaba cambios transitorios en la
elasticidad, que duraba solo unos pocos segundos.
Sin embargo, el efecto de una fuerza mecánica, en
combinación con la glutationilación, resultaba mucho más persistente. La
rigidez de las moléculas de titina sólo se podía restablecer mediante la
inversión de la oxidación.
Juntando todas las piezas, el equipo de la Universidad de
Columbia ha visto por qué la combinación de ejercicio y estiramiento conduce a
una flexibilidad duradera, pero con aumentos reversibles. Según los
científicos, el ejercicio facilita las reacciones de oxidación, pero es el
estiramiento el que prepara los músculos para la oxidación.
Una vez que se producen esas reacciones, bloquean a las
proteínas del músculo en estado desplegado y causan un aumento sostenido de su
elasticidad. El músculo vuelve a la normalidad cuando las células musculares
eliminan naturalmente la oxidación, un proceso que puede durar varias horas.
En el hallazgo influyó la afición al yoga de uno de los
coautores del estudio, Pallav Kosuri: “empezamos a entender el aumento de la
flexibilidad inducida por esta práctica. Una postura como la del perro mirando
hacia abajo es muy eficaz para desplegar los nudos de la titina y permite
modificaciones que hacen que la proteína recuerde que tiene que seguir
desplegada”.
El equipo cree que
este tipo de memoria mecánica podría ser una característica común de la mayoría
de los tejidos elásticos y que su hallazgo podría tener aplicaciones clínicas
mediante métodos bioquímicos para modificar la elasticidad muscular.
“El ajuste farmacológico de la mecánica muscular podría
conducir a nuevos tratamientos para enfermedades cardiacas y otras dolencias
como la cardiomiopatía dilatada, una de las causas más comunes de insuficiencia
cardiaca en los jóvenes”, dicen los autores.
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