que pasa si No se libera calcio hacia las miofibrillas
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Retículo sarcoplásmico
El retículo sarcoplásmico (RS) es un orgánulo citoplasmático de las fibras musculares formado por un sistema de membranas simples que rodea a cada miofibrilla. Cada segmento de RS inicia y termina en una cisterna terminal, que junto con la invaginación de la membrana celular llamada túbulo transverso o túbulo T conforman las estructuras denominadas como triadas (Figura 1). El RS actúa como almacén de calcio en la célula – función que también cumplen, aunque en menor medida, las mitocondrias- almacenando de 0,5 a 2 mM de calcio (1).
Figura 1: Estructura y disposición del RS con respecto a los túbulos T y las miofibrillas
Además, y gracias a una serie de proteínas, cumple una función reguladora de los niveles de este ión en el citoplasma. Hay tres tipos principales de proteínas reguladoras del almacenaje, liberación y captura del calcio (2): Proteínas presentes en el interior del RS como la calsecuestrina, encargadas del almacenaje de calcio; Canales de liberación de calcio (receptores de ryanodina , RyR); y Bombas ATP-asa del RS ( SERCA) para la entrada de calcio desde el citoplasma al RS (Figura 2).
Figura 2: El retículo sarcoplásmico y sus principales componentes (1)
La importancia de la regulación de los niveles citoplasmáticos de calcio la vimos en el término “Ión de calcio”, en donde hablamos de su rol en procesos como la contracción muscular o el daño muscular.
Canal de liberación de calcio (RyR)
Los canales de liberación de Ca2+ del retículo sarcoplásmico (RyR) se ven activados cuando la célula muscular es despolarizada por un impulso nervioso. Este canal controla la salida de Ca2+ del RS, regulando por tanto la contracción muscular.
Estos canales son regulados, además de por la actividad eléctrica de la membrana celular, por la actividad de los receptores β –adrenérgicos. La activación simpática, y por lo tanto la mayor actividad de estos receptores, aumenta la sensibilidad al calcio de los canales RyR al ser éstos fosforilados por la proteína quinasa A (PKA). Este proceso permite una adaptación rápida de las fibras musculares ante la estimulación simpática, aumentando por ejemplo el gasto cardíaco tras un estímulo de amenaza o el ejercicio (1).
Explicación:
La contracción muscular es un proceso altamente regulado, que depende de la concentración de Ca2+ libre en el citoplasma ([Ca2+ ]¡ y que en el músculo estriado se encuentra regulada primordialmente por el retículo sarcoplásmico (RS) que funciona como un almacén de altas concentraciones de Ca2+ (0.5 a 2 mM). El RS es un extenso sistema de membranas intracelulares que rodea a cada miofibrilla, a manera de una cisterna llena de calcio. Cada miofibrilla se divide en estructuras sarcoméricas y el RS también se divide en compartimentos especializados.1 Cada segmento de RS inicia y termina en una cisterna terminal, que junto con la estructura membranal llamada túbulo transverso (túbulo T) conforman las estructuras denominadas como tríadas o RS de unión (JRS). En el músculo cardíaco la tríada no está tan organizada con relación al túbulo T como lo está en el músculo esquelético, aunque las características estructurales esenciales de esta estructura se mantienen.2,3 Existen relativamente menos túbulos transversos en las células cardíacas, pero en general son de mayor diámetro, normalmente sólo están asociados en uno de sus lados a una cisterna terminal, por lo que las estructuras de tríadas son raras. Estas características morfológicas sugieren que el acoplamiento entre la excitación y contracción muscular (AEC) ocurre casi exclusivamente por señales originadas en las uniones triádicas en el músculo esquelético, mientras que en el cardiomiocito la liberación de Ca2+ del RS es inducida por el Ca2+ que entra por los canales tipo L voltaje dependientes.4,5 Las regiones del RS que no se encuentran en la cercanía de los túbulos T, se conocen como RS longitudinal (LRS) y está constituido por membranas tubulares ramificadas en el interior de la célula cuya función primordial es el transporte activo de Ca2+ al interior del RS durante la relajación muscular.6
Las principales proteínas que regulan la captación, almacenaje y liberación de Ca2+ en el RS tanto de músculo esquelético como cardíaco son la ATPasa de Ca2+ (SERC A), una proteína de alta capacidad de unión a Ca2+ llamada calsecuestrina (CSQ) y el canal de liberación de Ca2+ también conocido como receptor de rianodina (R y R).7–10 En el cardiomiocito, el AEC comienza cuando un estímulo despolarizante en el túbulo T activa al canal de calcio sensible a voltaje del sarcolema (receptor de dihidropiridina, DHPR), el cual permite la entrada de pequeñas cantidades Ca2+ extracelular al citoplasma induciendo al canal R y R para que libere Ca2+ del interior del RS para elevar la concentración de [Ca 2+]. de –20 nM hasta ~1 µM. La fuerza de contracción muscular está regulada por la unión de Ca2+ a la troponina C, que desencadena el entrecruzamiento de actina y miosina.11 Durante la relajación muscular, el Ca2+ es transportado del citoplasma al RS principalmente por la ATPasa de Ca2+ (60–70%) y transportado al exterior por el intercambiador Na+/Ca2+ (NCX) (30–40%). Por tanto, la contracción y la relajación en miocitos cardíacos es regulada por las concentraciones de[Ca2+]¡.
El manejo anormal del calcio por el cardiomiocito, contribuye de manera predominante a la disfunción contráctil observada en la hipertrofia cardíaca severa y en la insuficiencia cardíaca. Ambos, la contracción y la relajación muscular se encuentran alteradas en los miocitos cardíacos de seres humanos y de modelos animales de insuficiencia cardíaca.12–16 Se ha demostrado que la disminución en la velocidad de acortamiento del miocito cardíaco durante la contracción se correlaciona tanto a la actividad reducida de ATPasa miofibrilar,17 así como a una concentración disminuida de [Ca2+]¡.18–20 Por lo tanto, es razonable asumir que in vivo el contenido de calcio del RS es bajo en la insuficiencia cardíaca y contribuye a la disminución de contractilidad y generación de fuerza del cardiomiocito.
Investigaciones recientes, indican que cambios en los movimientos de Ca2+ en el cardiomiocito es uno de los mecanismos más importantes en las alteraciones contráctiles del corazón enfermo.21 El manejo alterado de Ca2+ se traduce como una función miocárdica sistólica y/o diastólica anómala, como disparador de arritmias y es más evidente en frecuencias cardíacas elevadas. En esta revisión, se examina la función de las proteínas del RS en el AEC y las alteraciones del RS que han sido relacionadas con algunas enfermedades cardíacas.