Pesquisadores acabam de fazer a descoberta inesperada de uma nova organização de fibras musculares em Parophidion vassali, um peixe que vive no mar Mediterrâneo e, como muitos peixes, usa músculos especializados para produzir sons. Esta é uma descoberta importante que pode mudar nossa compreensão da contração muscular.
Cientistas da Universidade de Liège, Eric Parmentier e Marc Thiry, descobriram um arranjo único de fibras musculares no peixe mediterrâneo Parophidion vassali, potencialmente revolucionando nossa compreensão da contração muscular. Essa configuração única de rede de miofibrilas dentro da fibra muscular pode permitir contrações rápidas enquanto mantém a força. Mais pesquisas são necessárias para entender completamente essa nova estrutura de fibra muscular e suas implicações funcionais.
A história da descrição dos músculos esqueléticos tem origem nas observações do biólogo holandês Antoni van Leeuwenhoek, precursor da biologia celular e da microbiologia que, em artigo publicado em 1712 no Philosophical Transactions of the Royal Society, relatou, graças ao uso de um microscópio portátil de lente única, a primeira descrição de fibras musculares da baleia. Em 1840, o anatomista William Bowman forneceu uma descrição mais precisa do músculo, observando: “a existência e arranjo de linhas alternadamente claras e escuras […] que são de extrema delicadeza e acabamento”. (Consulte Sobre Fibras Musculares no final deste artigo.)
Estudos posteriores levaram a descrições cada vez mais claras, incluindo a identificação das diferentes moléculas que compõem o músculo e uma explicação de como ele funciona, em particular o modelo de contração muscular proposto pelo biofísico Andrew Huxley em 1957. Nos últimos 300 anos , numerosos estudos estenderam a representação da organização das fibras musculares para diferentes táxons. Isso mostrou que a organização geral das fibras musculares estriadas permaneceu perfeitamente conservada em todos os grupos de animais vertebrados estudados até o momento.
No entanto, a proporção de cada um desses componentes celulares pode variar de uma fibra para outra, conferindo a essas fibras propriedades particulares de contração. Por exemplo, uma fibra rica em miofibrilas com retículo sarcoplasmático pouco desenvolvido é encontrada em músculos que desenvolvem força durante a contração. Por outro lado, fibras com baixo teor de miofibrilas com abundância de retículo sarcoplasmático e numerosas mitocôndrias estão presentes em músculos que desenvolvem uma velocidade de contração aumentada. Os músculos mais rápidos encontram-se nos músculos sonoros dos peixes, onde certas espécies produzem sons utilizando músculos que se contraem a uma frequência entre 100 e 300 Hz, ou seja, 100 a 300 ciclos de contração/relaxamento por segundo.
Um estudo recente realizado em colaboração entre o Laboratório de Morfologia Funcional e Evolutiva e o Laboratório de Biologia Celular e Tecidual revelou um novo arranjo de miofibrilas dentro das fibras de um músculo sônico no peixe Parophidion vassali. Em vez de serem dispostas em paralelo, as miofibrilas formam uma enorme rede dentro da fibra muscular, explica o professor Eric Parmentier, diretor do Laboratório de Morfologia Funcional e Evolutiva da Universidade de Liège.
Cada miofibrila se subdivide em dois ramos em cada sarcômero, um conectando-se à miofibrila acima e o outro conectando-se à miofibrila abaixo (Figura 1B). Esse novo design de fibra muscular pode resultar em um músculo que se contrai rapidamente, mantendo a força. A escassez de miofibrilas e o alto volume ocupado pelo retículo sarcoplasmático favorecem fibras que se contraem rapidamente.
“A estrutura em rede das miofibrilas permitiria que mais cabeças de miosina formassem pontes cruzadas com os miofilamentos de actina, o que aumentaria a força desse músculo rápido”, explica o professor Marc Thiry, diretor do Laboratório de Biologia Celular e Tecidual. “Além disso, numerosas mitocôndrias dispostas de maneira incomum dentro das estrias Z (muito longas nessas fibras: 700 nm em comparação com 70 a 150 nm em um músculo convencional) parecem fornecer a energia necessária para produzir sons duradouros”.
Este novo tipo de organização das fibras musculares estriadas, nunca antes descrito na literatura científica, e que permitiria assim combinar força muscular e velocidade, carece de mais estudos para compreender o seu funcionamento e determinar se existem adaptações ao nível das diferentes moléculas envolvidas nestes músculos.
Sobre Fibras Musculares
As fibras ou células musculares esqueléticas estriadas representam as unidades elementares dos músculos voluntários (músculos que permitem movimentos como locomoção ou manutenção da postura) em animais. “Cada fibra é caracterizada por numerosos elementos contráteis, miofilamentos de actina e miosina, organizados em feixes paralelos ao longo eixo da fibra muscular, chamados miofibrilas.
No corte longitudinal ao microscópio óptico, essas fibras aparecem como uma sucessão de faixas claras e escuras localizadas no mesmo nível para cada miofibrila, dando o aspecto de estriação transversal à fibra muscular. Uma linha mais escura divide a faixa clara no meio, conhecida como estrias Z. A porção da miofibrila entre duas estrias Z é chamada de sarcômero e representa a unidade contrátil da miofibrila. Cada miofibrila é, portanto, composta de muitos sarcômeros colocados de ponta a ponta.
As miofibrilas ocupam um grande volume celular e são circundadas por cisternas do retículo endoplasmático liso (ou retículo sarcoplasmático), que armazena o cálcio essencial para a contração muscular. Além disso, as mitocôndrias estão localizadas próximas às miofibrilas; eles são a principal fonte de ATP fornecendo energia para a contração muscular.
Publicado em 10/06/2023 15h00
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