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Investigación - IA207818

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Proyectos financiados

Estudio de la función biomecánica, bioquímica y fisiológica del complejo costamérico en músculo estriado con diferentes patologías

Disciplina

Fisiología

Especialidad

Biomecánica del músculo estriado

Duración

2 años

Responsable

Karla Paola García Pelagio

Síntesis: Las distrofias musculares congénitas son enfermedades degenerativas que afectan a 0.02% de personas alterando de severamente su calidad de vida. En una terapia de Rehabilitación para pacientes con distrofia muscular de Duchenne (DMD), de Becker (DMB), desminopatía entre otras, se les somete a ejercicios que involucran contracciones musculares de alargamiento (excéntricas), encogimiento (concéntricas), isotónicas (mismo tono), isométricas (misma longitud), de torsión con/sin peso y por un determinado número de veces. Pocas son las investigaciones realizadas en este tipo de músculos distróficos que indiquen cual es el mejor tipo de contracciones a realizar, cual es la fuerza y tensión máxima que pueden tolerar las fibras para evitar agotamiento y el detrimento muscular.Al hablar de contracción muscular, se hace referencia a la generación y transmisión de fuerza por el músculo. Dos son las formas de transmisión de fuerza: la longitudinal y la radial. En la primera, la fuerza pasa de un sarcómero a otro llegando a los tendones; en la radial se transmite de miofibrilla a miofibrilla, luego al sarcolema llegando a los tendones. Es aquí donde se requieren elementos ancla (proteínas) que sirvan de unión entre el aparato contráctil y el sarcolema, las costameras. Estas son estructuras rectilíneas localizadas en la membrana plasmática del músculo esquelético compuestas por proteínas como la distrofina y desmina. La distrofina (427 kDa), estabiliza mecánicamente al sarcolema contra daños ocasionados cuando el músculo es contraído o estirado. La desmina (53 kDa), rodea a los discos Z ayudando a la transmisión de fuerza y la organización de las miofibrillas. Cambios estructurales del sistema, debilidad en el citoesqueleto, infiltración de grasa entre las miofibrillas, aumento de Ca2+ intracelular, entre otros factores no permiten la transmisión total de la fuerza.

No es de extrañarse que la DMD y la DMB (causadas por alteraciones en la distrofina), las desminopatias o sineminopatias (alteraciones en los FIs) estén relacionadas con defectos en las proteínas costamericas. Basandonos en la función que la distrofina y la desmina tienen en la organización y funcionalidad del citoesqueleto, su función integradora, y en la transmisión de fuerza total, yo propongo que si se conoce al menos un protocolo de contracciones y se observa mejoría en músculos distróficos, se podrá ayudar a mejorar la calidad del músculo en los pacientes con DMD, DMB o con desminopatias. Esta hipótesis se probará comparando músculos esqueléticos de murinos que no expresen éstas proteínas con su contraparte control. Los objetivos son:1)Cuantificar las probables alteraciones biomecánicas,2)Determinar los posibles cambios histomorfométricos, bioquímicos y fisiológicos antes y después del (los) protocolos establecidos de contracciones,3)Determinar cambios en la electrofisiología, y 4)Desarrollar modelos matemáticos predictores de las alteraciones en la biomecánica. Se harán experimentos en músculos intactos (ex situ) y en fibras musculares aisladas (in vitro) para determinar el papel que juegan éstas proteínas en la estabilidad y arquitectura sarcolemal, lo que a su vez permitirá establecer si estas proteínas son una parte integral en la organización del citoesqueleto, la función muscular y la resistencia a las lesiones ocasionadas por las contracciones y de qué manera éstas refuerzan o son antagonistas a las contracciones de extensión o acortamiento o torsión realizadas en terapias.