El costamere es un componente estructural-funcional de las células del músculo estriado [1] que conecta el sarcómero del músculo a la membrana celular (es decir, el sarcolema). [2]
Costamere | |
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Detalles | |
Parte de | Músculo estriado |
Identificadores | |
latín | costamerum |
Malla | D054974 |
TH | H2.00.05.2.01013 |
Terminología anatómica [ editar en Wikidata ] |
Los Costameres son ensamblajes de proteínas sub-sarcolémicos alineados circunferencialmente en registro con el disco Z de las miofibrillas periféricas . [3] [4] [5] Acoplan físicamente los sarcómeros generadores de fuerza con el sarcolema en las células del músculo estriado y, por lo tanto, se consideran uno de los varios " talones de Aquiles " del músculo esquelético, un componente crítico de la morfología del músculo estriado que, cuando está comprometido , se cree que contribuye directamente al desarrollo de varias miopatías distintas . [6]
El complejo de glucoproteína asociada a distrofina (DAG) , también conocido como complejo distrofina-glucoproteína (DGC) , [2] contiene varias proteínas de membrana integrales y periféricas, como distroglicanos y sarcoglicanos , que se cree que son responsables de unir el citoesqueleto interno. sistema de miofibras individuales a proteínas estructurales dentro de la matriz extracelular (como colágeno y laminina ). Por lo tanto, es una de las características del sarcolema lo que ayuda a acoplar el sarcómero al tejido conjuntivo extracelular, como han demostrado algunos experimentos. [7] La proteína desmina también puede unirse al complejo DAG, y se sabe que regiones de la misma están involucradas en la señalización.
Estructura
Los costameres son redes altamente complejas de proteínas y glicoproteínas, [8] y se puede considerar que constan de dos complejos proteicos principales: el complejo distrofina-glicoproteína (DGC) y el complejo integrina-vinculina-talina . [9] Los sarcoglicanos de la DGC y las integrinas del complejo integrina-vinculina-talina se unen directamente a la filamina C, un componente del disco Z, uniendo estos complejos proteicos de costameres a los complejos del disco Z. [9] Reiterado, la filamina C une físicamente los dos complejos que constituyen el costamere a los sarcómeros al interactuar con los sarcoglicanos en el DGC y las integrinas del complejo integrina-vinculina-talina. [9]
El DGC consta de proteínas periféricas e integrales que atraviesan físicamente el sarcolema y conectan el ECM al citoesqueleto basado en actina F. [9] Las proteínas centrales de la DGC son la distrofina , los sarcoglicanos (incluidos los sarcoglicanos alfa, beta, gamma y lambda), el sarcospan , el distroglicano (alfa y beta) y la sintrofina . [9] Se cree que estas proteínas juegan un papel importante en el mantenimiento de la integridad estructural del sarcolema durante la contracción y el estiramiento, y la pérdida de estas proteínas centrales da como resultado un daño inducido por la contracción progresiva. [9]
Los componentes vinculina y talina del complejo integrina-vinculina-talina son proteínas citoesqueléticas ancladas físicamente al costamere en su conjunto a través de los componentes integrina, que son proteínas transmembrana que interactúan directamente con la filamina C del disco Z. [9]
Función
Los Costameres tienen varias funciones principales. [8] [9] [10] Primero, mantienen el sarcolema en línea con el sarcómero durante la contracción y posterior relajación. [10] También son responsables de la transmisión lateral de la fuerza contráctil generada por el sarcómero al sarcolema y al ECM. [9] [10] Sólo el 20-30% de la fuerza total generada por la contracción del sarcómero se transmite longitudinalmente, lo que sugiere que la mayor parte de la fuerza generada por los sarcómeros se transduce en la dirección lateral, perpendicular a las fibras de las miofibrillas que se contraen. [9] La mayor parte de la fuerza generada por los sarcómeros en el interior de la fibra muscular se transmite perpendicularmente a las miofibrillas adyacentes hasta que alcanza las miofibrillas periféricas. En ese punto, el complejo cosmérico canaliza la fuerza a través del sarcolema hacia el ECM. La transmisión lateral de fuerza por los costameres ayuda a mantener longitudes uniformes de sarcómeros en las células musculares adyacentes que están bajo el control de diferentes unidades motoras y, por lo tanto, no están sincronizadas en sus contracciones activas; Reiterado, si una fibra muscular se está contrayendo activamente y una adyacente no, la transmisión de fuerza lateral ayuda a que esta segunda fibra también se acorte. [8] Los Costameres también transmiten fuerzas en la dirección opuesta, transmitiendo las fuerzas de la tensión mecánica externa desde el sarcolema al disco Z. [9] Los Costameres también participan en la protección del sarcolema relativamente débil y lábil de las tensiones mecánicas de la contracción y el estiramiento. [8] [10] Las proteínas sostienen mecánicamente la bicapa lipídica y también pueden facilitar un plegado organizado de la membrana plasmática ("festón") que minimiza la tensión en la bicapa durante la contracción y el estiramiento. [8] Finalmente, los costameres también están involucrados en la orquestación de la señalización relacionada mecánicamente. [9]
Patología
La disfunción de las proteínas implicadas en los costameres contribuye a algunas enfermedades musculares, como distrofias musculares y miocardiopatías. [8] [10]
Dinámica
Los Costameres son estructuras dinámicas. [8] Varios estudios han sugerido que los costameres responden a estímulos mecánicos, eléctricos y químicos. [8] Por ejemplo, la tensión mecánica es crítica en la regulación de la expresión, estabilidad y organización de las proteínas cosméricas, y los costameres deficientes en distrofina pueden sentir un mayor estrés mecánico e intentar compensar con el reclutamiento de filamentos. [8]
Referencias
- ^ Costameres en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.(MeSH)
- ↑ a b Srivastava, D .; Yu, S (2006). "Estirar para satisfacer las necesidades: cinasa ligada a la integrina y la bomba cardíaca" . Genes Dev . 20 (17): 2327–2331. doi : 10.1101 / gad.1472506 . PMID 16951248 .20: 2327-2331
- ^ Pardo, José V; Siliciano, Janet D'Angelo; Craig, Susan W (febrero de 1983). "Una celosía cortical que contiene vinculina en el músculo esquelético: elementos de celosía transversal (" costameres ") marcan los sitios de unión entre las miofibrillas y el sarcolema" (PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 80 (4): 1008–1012. Código Bibliográfico : 1983PNAS ... 80.1008P . doi : 10.1073 / pnas.80.4.1008 . PMC 393517 . PMID 6405378 .
- ^ Pardo, José V; Siliciano, Janet D'Angelo; Craig, Susan W (1 de octubre de 1983). "La vinculina es un componente de una extensa red de regiones de unión de miofibrillas-sarcolema en las fibras del músculo cardíaco" . Revista de biología celular . 97 (4): 1081–1088. doi : 10.1083 / jcb.97.4.1081 . PMC 2112590 . PMID 6413511 .
- ^ Craig, Susan W; Pardo, José V (1983). "Gamma actina, espectrina y proteínas de filamento intermedio se colocalizan con vinculina en costameres, sitios de unión de miofibrillas a sarcolemas". Motilidad celular . 3 (5): 449–462. doi : 10.1002 / cm . 970030513 . PMID 6420066 .
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