FISIOLOGÍA HUMANA-51

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Mecanismo de acción de los puentes cruzados
La teoría de los puentes cruzados implica la unión
intermitente de la actina de los filamentos delgados con los
puentes cruzados de la miosina del filamento grueso. En
condiciones estructurales naturales del sarcómero en repo-
so la interacción actina-miosina está inhibida por la inter-
posición de la TnI y los puentes cruzados tienen ligado
Mg-ATP (ATP). En estas condiciones el ATP se encuentra
en estadios intermedios de hidrólisis y no hay desarrollo
de tensión. La unión de Ca++ a la TnC permite la interac-
ción de la actina con la miosina. El modelo propuesto por
Rayment y cols. (1993) para explicar la acción del puente
cruzado considera como primera etapa la formación del
complejo de rigor, formado por la fuerte unión de la acti-
na con la miosina en ausencia de ATP (Fig. 2.7A). Luego,
una molécula de ATP entra parcialmente en el bolsillo del
segmento 50 kD de la cabeza de miosina. Esta entrada
incompleta es insuficiente para abrir la estrecha hendidura
entre los dominios superior e inferior del segmento 50 kD,
pero es suficiente para debilitar su unión con la actina (Fig.
2.7B). El resto de la molécula de ATP es encerrada en el
bolsillo, y esto causa que se despegue el segmento 50 kD
de la actina y se aleje 5 nm del filamento delgado (Fig.
2.7C). El ATP es entonces hidrolizado, pero los productos
ADP y Pi permanecen dentro de la cabeza de miosina para
formar un complejo intermedio. Posteriormente, el seg-
mento 50 kD se vuelve a unir a la actina a 5 nm del sitio
anterior. La nueva unión se hace inicialmente en el domi-
nio inferior del segmento 50 kD y es débil, pero se vuelve
fuerte cuando el dominio superior participa. La nueva
unión permite el cierre de la hendidura entre los dominios
superior e inferior, y esto provoca la expulsión del Pi del
bolsillo. A su vez, la pérdida de Pi ocasiona que se abra el
bolsillo y se libere el ADP. En este momento, la parte infe-
rior de la cabeza de miosina se dobla (Fig. 2.7E); éste es el
impulso motor durante el cual se produce la fuerza y el
filamento de actina es movido 5 nm hacia el centro del sar-
cómero. Las moléculas de actina y miosina permanecen
unidas hasta que otra molécula de ATP entra en el bolsillo
y el ciclo de los puentes cruzados se repite. Las cadenas
ligeras probablemente modifican la velocidad del movi-
miento en cada impulso motor.
Si el calcio continúa elevado, en presencia de ATP, se
repite el ciclo de hidrólisis. Así los puentes cruzados actú-
an cíclicamente jalando (atrayendo) a los filamentos de
actina. No todos los puentes cruzados actúan de manera
sincrónica. De ser así, observaríamos un músculo acortán-
dose en etapas; por el contrario, sus acciones asincrónicas
independientes dan lugar a un movimiento continuo.
Durante la actividad contráctil en una fibra muscular, en
un momento dado sólo cerca de 50% de los puentes cru-
zados están actuando sobre los filamentos de actina para
formar el complejo actomiosina, y los otros puentes cru-
zados están en otra posición de su ciclo.
Un ciclo completo de puentes cruzados dura aproxi-
madamente 50 ms; en este tiempo, la cabeza de miosina se
une al filamento de actina por sólo 2 ms y, por lo tanto, el
impulso motor es un proceso breve. En experimentos
extraordinariamente minuciosos, en los cuales se permitió
interactuar a moléculas de miosina individuales con fila-
mentos de actina, los movimientos de los filamentos del-
gados, medidos sin carga, promediaron 11 nm por cada
ciclo. Una sola cabeza de miosina genera una fuerza de 3
a 4 pN. Los filamentos pueden deslizarse uno sobre otro a
una velocidad de 15 �m/s.
Mecanismo de la transición de fase
También se ha planteado como un posible mecanismo
para explicar la contracción muscular la transición de una
estructura helicoidal ordenada, en cierta región inestable
de la molécula de miosina, a una estructura en espiral des-
ordenada (random coil) que acorta el filamento grueso
(Pollack, 1990). Cuando los puentes cruzados están unidos
a la actina de los filamentos delgados, estos son jalados
(arrastrados) en dirección de la línea M (Fig. 2.8).
Mecanismo electromagnético de la 
contracción muscular
Otra teoría para explicar el impulso motor es la de
repulsión electromagnética entre los filamentos gruesos y
22 F I S I O L O G Í A G E N E R A L Y C E L U L A R
(A)
(E)
Actina
+ATP
ATP
(B)
Puente 
cruzado
Sitio activo para el cierre 
de la hendidura
Hidrólisis
(C)A
A
Liberación 
de ADP Liberación 
de Pi
(D)
A
Inicio
del 
impulso 
motor
Intermedio temporal
Figura 2.7. Esquema hipotético del ciclo de puentes cruzados
propuesto por Rayment et al. (1993); la estructura en negro es
el puente cruzado. Véase descripción en el texto.