Organização inesperada: estrutura de fibras musculares recém-descoberta

Por Universidade de Liège, 5 de junho de 2023

Seção longitudinal ilustrando a configuração semelhante a uma treliça dentro do músculo sônico em Parophidion vassali. Crédito: Marc Thiry/Universidade de Liège

Pesquisadores acabam de fazer a descoberta inesperada de uma nova organização de fibras musculares em Parophidion vassali, um peixe que vive no mar Mediterrâneo e, como muitos peixes, usa músculos especializados para produzir sons. Esta é uma descoberta importante que pode mudar nossa compreensão da contração muscular.

Cientistas da Universidade de Liège, Eric Parmentier e Marc Thiry, descobriram um arranjo único de fibras musculares no peixe mediterrâneo Parophidion vassali, potencialmente revolucionando nossa compreensão da contração muscular. Essa configuração única de rede de miofibrilas dentro da fibra muscular pode permitir contrações rápidas enquanto retém a força. Mais pesquisas são necessárias para entender completamente essa nova estrutura de fibra muscular e suas implicações funcionais.

A história da descrição dos músculos esqueléticos tem origem nas observações do biólogo holandês Antoni van Leeuwenhoek, precursor da biologia celular e da microbiologia que, em artigo publicado em 1712 no Philosophical Transactions of the Royal Society, relatou, graças ao uso de um microscópio portátil de lente única, a primeira descrição de fibras musculares da baleia. Em 1840, o anatomista William Bowman forneceu uma descrição mais precisa do músculo, observando: "a existência e arranjo de linhas alternadamente claras e escuras [...] que são de extrema delicadeza e acabamento". (Consulte Sobre Fibras Musculares no final deste artigo.)

Estudos posteriores levaram a descrições cada vez mais claras, incluindo a identificação das diferentes moléculas que compõem o músculo e uma explicação de como ele funciona, em particular o modelo de contração muscular proposto pelo biofísico Andrew Huxley em 1957. Nos últimos 300 anos , numerosos estudos têm estendido a representação da organização das fibras musculares para diferentes táxons. Isso mostrou que a organização geral das fibras musculares estriadas permaneceu perfeitamente conservada em todos os grupos de animais vertebrados estudados até o momento.

Figura 1. Comparação da organização do músculo esquelético "clássico" com miofibrilas paralelas e do músculo sônico com miofibrilas reticuladas em Parophidion vassali. Crédito: E.Parmentier/M.Thiry/Université de Liège

However, the proportion of each of these cellular components can vary from one fiber to another, giving these fibers particular contraction properties. For example, a fiber rich in myofibrils with a poorly developed sarcoplasmic reticulum is found in muscles that develop force during contraction. Conversely, fibers low in myofibrils with an abundance of sarcoplasmic reticulum and numerous mitochondria are present in muscles that develop an increased speed of contraction. The fastest muscles are found in the sonic muscles of fish, where certain speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">espécies produzem sons usando músculos que se contraem em uma frequência entre 100 e 300 Hz, ou seja, 100 a 300 ciclos de contração/relaxamento por segundo.

Um estudo recente realizado em colaboração entre o Laboratório de Morfologia Funcional e Evolutiva e o Laboratório de Biologia Celular e Tecidual revelou um novo arranjo de miofibrilas dentro das fibras de um músculo sônico no peixe Parophidion vassali. Em vez de serem dispostas em paralelo, as miofibrilas formam uma enorme rede dentro da fibra muscular, explica o professor Eric Parmentier, diretor do Laboratório de Morfologia Funcional e Evolutiva da Universidade de Liège.