Proteina elastică titină este formată din aproximativ 30,000 aminoacizi, făcându-l cea mai mare proteină umană cunoscută. Ca o componentă a sarcomerelor, cea mai mică unitate contractilă a mușchilor scheletici și cardiaci, titina asigură conexiunea elastică între discurile Z și capetele miozinei sub formă de filamente. Filamentele de titină sunt preîncărcate pasiv și retrag filamentele de miozină după o contracție, care este aproximativ comparabilă cu funcția unui arc de retur preîncărcat al unei mașini.
Ce este titina?
Titina este o proteină relativ imensă, elastică și moleculară masa de aproximativ 3.6 milioane daltoni, întruchipând cea mai mare moleculă de proteină umană cunoscută. Cunoscută și sub numele de conectină, titina este o componentă importantă a mușchilor scheletici și cardiaci striați. Când este legat împreună, titin molecule se unesc împreună pentru a forma filamente elastice de titină și mențin filamentele miozinei în poziție în sarcomer, cea mai mică unitate contractilă a mușchilor. După contracție și ulterior relaxare ale mușchiului, susțin repoziționarea filamentelor miozinei prin pretenția lor elastică. În timpul fazei de repaus a mușchiului, filamentele de titină asigură o tensiune musculară ușoară susținută. Conform regulilor valabile la nivel internațional ale „Uniunii Internaționale a Chimiei Pure și Aplicate” (IUPAC), proteine sunt denumite conform aminoacizi conțin și anume în funcție de secvența lor primară. Când această regulă se aplică titinei, rezultatul este un acronim de aproape 190,000 de litere care ar dura câteva ore pentru a fi citite.
Anatomie și structură
În cadrul unui sarcomer, filamentele de titină asigură legătura elastică între filamentele de miozină contractilă și așa-numitele discuri Z care marginesc fiecare sarcomer la ambele capete. Fiecare filament individual de miozină este conectat la fiecare dintre capetele sale la un filament de titină, fiecare dintre acestea fiind ancorat pe discul Z astfel încât filamentele de miozină să fie ținute pe loc de filamentele de titină în timpul fazei de repaus și, de asemenea, în timpul fazei de contracție. Cei aproximativ 30,000 aminoacizi sunt organizate într-un total de 320 de domenii proteice. Domeniile proteice constau dintr-o secvență de amino acizi care ar putea acționa independent de restul moleculei de proteină ca proteină sau polipeptidă independentă și ar îndeplini funcții fiziologice. Câteva sute de sarcomeri conectați în serie formează un mușchi sau miofibrilă, care la rândul lor se combină pentru a forma câteva sute de fibre musculare. La microscopul cu lumină, zonele individuale ale sarcomerelor dispuse în paralel și una în spatele celuilalt sunt vizibile ca striații transversale. În fiecare caz, în dreapta și în stânga discurilor Z cu aspect întunecat, pot fi văzute așa-numitele benzi I mai deschise, care, pe lângă filamentele de actină, conțin în principal titina elastică.
Funcția și sarcinile
Funcția contractilă a unui sarcomer, cea mai mică unitate funcțională dintr-o celulă musculară striată, se bazează pe filamente de miozină care se telescopează în timpul contracției musculare, determinând scurtarea sarcomerului. Pentru a se asigura că scurtarea filamentelor de miozină afectează întregul mușchi, acestea sunt conectate pe ambele părți cu filamente de titină, care la rândul lor sunt ancorate pe discurile Z. Aceasta înseamnă că filamentele de titină formează o legătură elastică între filamentele de miozină și discurile Z. Filamentele de titină oferă un fel de pretensionare pentru a menține filamentele de miozină într-o poziție centrală între filamentele de actină care le înconjoară, atât în stările relaxate, cât și în cele contractate. Elasticitatea titinei asigură contracția și relaxare fazele mușchiului nu se succed într-un mod sacadat, dar sunt încetinite și pot fi mai bine controlate în ceea ce privește controlul motor fin. În plus, filamentele de titină contracarează leziunile fibrelor musculare în timpul puternic și violent întindere prin „cedare” elastică. În plus, filamentele de titină măresc distanța totală pe care un mușchi o poate reduce în general, deoarece filamentele de titină se scurtează și în timpul fazei de contracție și măresc lungimea căii contractile a sarcomerului. In timpul relaxare faza mușchiului, acțiunea filamentelor de titină este comparabilă cu principiul de lucru al unui arc de întoarcere datorită tensiunii lor de bază. Elasticitatea titinei susține astfel pasiv munca mușchiului antagonist, ceea ce asigură, în principiu, că sarcomerele sunt „trase” înapoi la lungimea lor inițială.
Boli
Nu se cunosc boli musculare și plângeri care ar putea fi atribuite unei defecțiuni a proteinei titine structurale. Probabil cea mai cunoscută afecțiune musculară în care și titina joacă un rol este dureri musculare, pe care aproape toată lumea îl întâlnește de una sau mai multe ori în timpul vieții. Conform descoperirilor recente, dureri musculare este cauzată de microfisuri pe discurile Z ale sarcomerelor și distrugerea structurilor de reținere pentru titină și alte proteine implicat. Cel mai probabil, tipicul dureri musculare provine dintr-o reacție a celulelor musculare la mini-leziuni. Sunt generate reacții inflamatorii dureroase, care ar trebui să permită repararea rapidă a sarcomerelor. În legătură cu durerea musculară, există încă o părere că se datorează supraacidificării mușchiului cu acid lactic, o presupunere care a fost respinsă de atunci. Miastenia gravis este o boală neuromusculară rară în care este implicată și titina. Este o tulburare a transmiterii semnalului motor către celulele musculare. autoanticorpii blocați acetilcolină receptori ai plăcii de capăt a motorului. autoanticorpii vizează țesuturile proprii ale corpului sau hormoni. La majoritatea pacienților care suferă de miastenia gravis, anticorpi împotriva fragmentului proteic MGT30 poate fi detectat. Aceasta este o polipeptidă cu o moleculă masa de 30,000 daltoni care este conținut în titină. Detectarea anticorpi împotriva unei substructuri de titină este utilă în diagnostic diferentiat a prezenței suspectate a bolii autoimune miastenia gravis.
