Sarcómera

Qué es la sarcómera

El nombre combina dos raíces griegas, sarx, carne, y meros, parte, de modo que viene a significar algo así como porción de tejido muscular. En español conviven dos formas, sarcómera y sarcómero; la literatura médica en castellano usa mayoritariamente la segunda, aunque ambas designan exactamente la misma estructura.

Se define como el tramo de miofibrilla comprendido entre dos discos Z vecinos. Una sola fibra del bíceps puede contener del orden de cien mil sarcómeras dispuestas en serie, cada una de apenas dos micras de largo en reposo. Es esa repetición, miles de unidades idénticas alineadas a lo largo de la fibra, la que produce el patrón de bandas claras y oscuras característico del músculo estriado.

Estructura: bandas y líneas

El disco Z marca el límite de cada sarcómera y debe su nombre al alemán Zwischenscheibe, disco intermedio, porque se sitúa entre dos bandas claras. A ambos lados del disco Z se extiende la banda I, así llamada por su comportamiento isótropo bajo el microscopio de luz polarizada: en ella solo hay filamentos delgados de actina, sin superposición de miosina.

Hacia el centro aparece la banda A, anisótropa, que ocupa toda la longitud de los filamentos gruesos de miosina y por tanto no cambia de tamaño cuando el músculo se contrae. Dentro de ella, una zona más clara recibe el nombre de banda H, del alemán heller, más clara, y corresponde a la región donde los filamentos de miosina no se solapan todavía con los de actina. Justo en el centro de la banda H se encuentra la línea M, del alemán Mittelscheibe, disco medio, que ancla entre sí los filamentos gruesos.

Filamentos y proteínas implicadas

El filamento grueso está formado por miosina, una proteína cuya cabeza globular es capaz de generar fuerza mecánica. El filamento delgado tiene como componente principal la actina, sobre la que se disponen dos proteínas reguladoras, la tropomiosina y la troponina, encargadas de bloquear o permitir el contacto entre actina y miosina según la concentración de calcio en el citosol.

Hay un tercer sistema de filamentos, más elástico, formado por la titina, una proteína gigante que recorre la sarcómera entera desde el disco Z hasta la línea M. Actúa como un muelle molecular que mantiene centrado el filamento grueso y devuelve la fibra a su longitud de reposo tras el estiramiento. El conjunto de sarcómeras alineadas constituye la miofibrilla.

Cómo se acorta: el deslizamiento de los filamentos

Durante la contracción, ni el filamento grueso ni el delgado cambian de longitud. Lo que ocurre es que ambos se deslizan uno sobre el otro: la cabeza de miosina se une a la actina, tira de ella hacia el centro de la sarcómera y se suelta para repetir el ciclo, de modo que la banda I se acorta y la banda H prácticamente desaparece mientras la banda A permanece invariable.

Esta explicación, hoy universalmente aceptada, tardó en llegar. Se conoce como teoría del deslizamiento de los filamentos y nació el 22 de mayo de 1954, cuando la revista Nature publicó, uno detrás de otro, dos artículos independientes que llegaban a la misma conclusión: el de Andrew Huxley y Rolf Niedergerke, de Cambridge, y el de Hugh Huxley y Jean Hanson, del instituto MIT. Los dos Huxley no tenían parentesco alguno, una coincidencia de apellido que todavía genera confusión entre quienes estudian la historia de la fisiología muscular.

Relevancia clínica

Numerosas enfermedades del músculo tienen su origen en alteraciones de las proteínas que forman la sarcómera. Es el caso de algunas miopatías hereditarias y de la miocardiopatía hipertrófica, en la que mutaciones en genes de proteínas sarcoméricas alteran la arquitectura del músculo cardíaco.

Preguntas frecuentes

¿Sarcómera y sarcómero son lo mismo?

Sí. Son dos formas de la misma palabra, femenina y masculina, para designar idéntica estructura. Sarcómero es la forma más frecuente en la literatura médica en español.

¿Por qué las bandas y líneas de la sarcómera tienen nombres alemanes?

Porque buena parte de la histología muscular clásica se desarrolló en laboratorios de habla alemana a finales del siglo XIX, y los términos, Zwischenscheibe, Mittelscheibe, se incorporaron tal cual a la nomenclatura internacional.

¿Qué banda no cambia de tamaño durante la contracción?

La banda A. Corresponde a la longitud fija del filamento grueso de miosina y permanece invariable, sea cual sea el grado de acortamiento de la sarcómera.

¿Cuándo se demostró que los filamentos se deslizan en lugar de encogerse?

El 22 de mayo de 1954, con dos artículos publicados el mismo día en Nature por dos equipos que trabajaban sin coordinarse entre sí, el de Huxley y Niedergerke y el de Huxley y Hanson.

Referencias

1. Campbell NJ, Maani CV. Histology, Muscle. StatPearls, NCBI Bookshelf.
2. Pham S, Puckett Y. Physiology, Skeletal Muscle Contraction. StatPearls, NCBI Bookshelf.
3. Molecular Biology of the Cell. Memories of Hugh E. Huxley (1924-2013).
4. Diccionario Académico de la Medicina. Sarcómero.