Propriedades mecânicas musculares: compreendendo o papel da proteína titina na produção de força ativa no músculo esquelético

Abstract

A titina é uma proteína estrutural presente nos sarcômeros dos músculos estriados. Estudos recentes a associaram à regulação da força ativa muscular, especificamente durante contrações excêntricas (alongamento). Os objetivos deste estudo foram construir uma maquete interativa de um sarcômero para ilustrar a possível ação reguladora da força da titina na contração excêntrica e validar o conceito físico que fundamenta a criação da maquete a partir da comparação de condições ativas e passivas simuladas da relação força-comprimento do sarcômero. A maquete de sarcômero contendo as linhas Z e os filamentos contráteis de actina e miosina foi construída com papel sola de 3 mm. Os mecanismos relacionados à modulação da força da titina foram demonstrados através de clips (cálcio) e de ganchos dispostos nos filamentos de actina. A partir da interação com a maquete é possível perceber o aumento da resistência ao alongamento do sarcômero frente a modulação da rigidez (interação com clips) e do comprimento da titina (interação com ganchos). De acordo com as estimativas obtidas a partir do mecanismo proposto, a força passiva em 6000 nm de comprimento foi de 32 pN por titina (96 nN/µm2), enquanto que a força ativa foi de 128 pN por titina (384 nN/µm2). Os valores encontrados na literatura indicam cerca de 200 e 700 nN/µm2 para os estados passivo e ativo, respectivamente. Conclui-se que, embora os valores estimados neste estudo não coincidam com os dados já publicados em miofibrilas alongadas, eles são representativos para entender o comportamento da titina na contração muscular, visto que se dobrássemos a sua rigidez, estaríamos prevendo os valores da literatura perfeitamente. A maquete de sarcômero e o modelo físico que a fundamenta são ferramentas úteis para fins didáticos ao explicar, de forma conceitual, a função da titina na regulação da força em um ambiente educacional e/ou científico.