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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.
