Actomiosina ATPasa
Las proteínas miofibrilares incluyen las del filamento grueso (principalmente miosina) y las del filamento fino (principalmente actina, troponina y tropomiosina). La miosina cardíaca nativa de los mamíferos está compuesta por dos cadenas pesadas de miosina (HC) y cuatro cadenas ligeras de miosina (LC). Las dos subunidades HC del ventrículo de mamíferos (α, β) se combinan en tres posibles dímeros VI (αα), V2 (αβ) y V3 (ββ), que pueden distinguirse por la actividad enzimática (ATPasa), las tasas de contracción y la movilidad electroforética en geles no disociables. La capacidad del corazón de los mamíferos para expresar diferentes isoformas de miosinas proporciona plasticidad en la respuesta cardíaca a los cambios en las demandas cardiovasculares. Así, los cambios a largo plazo en la función ventricular que acompañan al desarrollo, al entrenamiento con ejercicios o a los cambios en las demandas metabólicas (por ejemplo, inanición, condiciones hormonales) pueden ser satisfechos mediante adaptaciones estructurales (Solaro et al., 1989). A diferencia de la situación de los mamíferos, sólo se detecta una isoforma nativa de miosina en los ventrículos de la mayoría de los teleósteos (Karasinski, 1988; Martínez et al., 1991). El ventrículo del pez dorado (Carassius auratus L.) presenta dos isoformas (Karasinski, 1988). Aunque en el ventrículo de la carpa (Cyprinus carpio) sólo pudo detectarse una isoforma de miosina (Karasinski, 1988), la actividad de la miosina ATPasa (μmol de fosfato liberado/min/mg de miosina) del miocardio compacto de la carpa es aproximadamente un 50% mayor que la del miocardio esponjoso (Bass et al., 1973). Esto sugiere la presencia de al menos dos isoformas que difieren en la actividad catalítica, que son indistinguibles electroforéticamente utilizando las técnicas aplicadas hasta la fecha. Las miosinas nativas del atrio migran como una sola banda en cuatro ciprínidos (Tinca tinca L., Rutilis rutilis L. Leuciscus leuciscus L., Gobio gobio L.; Karanski, 1988) y un salmónido (Salvelinus alpinus, L.; Martínez et al., 1991), pero dos bandas en otros tres ciprínidos (Cyprinus carpio L., Carassius auratus gibelio Bloch, Carassius carassius L.; Karanski, 1988). La miosina auricular nativa es distinta de la del ventrículo en cada especie (Karanski, 1988; Martínez et al., 1991).
La electroforesis de la miosina en condiciones de desnaturalización revela la composición de subunidades (HC, LC). Se detectan subunidades HC únicas tanto en el ventrículo como en el atrio del salvelino ártico (Salvelinus alpinus), lo que es coherente con la expresión de una sola miosina nativa aparente (Martinez et al., 1991). El atrio y el ventrículo poseen cada uno dos tipos de cadenas ligeras de miosina (LC1, LC2) (Karanski, 1988; Martínez et al., 1991). Cada isoforma auricular coincide con su homóloga ventricular en la electroforesis bidimensional en gel (Martínez et al., 1991).
Los cambios en las proteínas miofibrilares se producen en relación con la temperatura de aclimatación en el músculo esquelético (véase Guderley y Blier, 1988; Johnston et al., 1990). Johnston et al. (1975) demostraron que la actividad de la ATPasa miofibrilar del pez dorado es 2,8 veces mayor en los peces aclimatados a 1°C que a 26°C. También fueron evidentes las marcadas diferencias en la estabilidad térmica, como indica la inactivación a 37°C. No se han encontrado cambios inducidos por la aclimatación en los perfiles de HC del esqueleto utilizando el análisis de proteínas nativas (Johnston et al., 1990). El mapeo de péptidos de las proteínas de miosina del músculo esquelético de Cyprinus carpio arroja poca (subfragmento-1 de HC tratado con α-quimotripsina; Hwang et al., 1991) o ninguna diferencia (tratamiento de HC con proteasa V8 o quimotripsina; Johnston et al., 1990)) inducida por la aclimatación a diferentes temperaturas. Se detectó un aumento del ARN mensajero (ARNm) que codifica para la subunidad HC de migración rápida bajo regímenes de aclimatación similares (Gerlach et al., 1990). Los cambios miofibrilares no se han examinado en el corazón, donde la aclimatación al frío en algunas especies de peces produce cambios en el tamaño del corazón, la frecuencia cardíaca y la eficiencia mecánica (por ejemplo, Graham y Farrell, 1990). En los mamíferos, hay pruebas de cambios en las isoformas de miosina cardíaca en relación con el desarrollo (V3 a V1), y después del entrenamiento de natación (véase Solaro et al., 1989). De nuevo, no se han realizado estudios comparables en peces.
La columna vertebral de los filamentos delgados es la F-actina de doble cadena, compuesta por monómeros de G-actina ensamblados en filamentos. La energía del cambio de conformación asociado al ensamblaje varía entre las especies de peces de una manera que sugiere la adaptación de la estructura de la proteína tanto a la temperatura como a la presión hidrostática (Swezey y Somero, 1982). La troponina (Tn) está compuesta por tres proteínas; la TnC es la proteína de unión al calcio, la TnI inhibe la unión de la actina a las cabezas de miosina y la TnT se une a la tropomiosina. El corazón de los mamíferos posee sólo una isoforma de TnC, compartida por el músculo esquelético de contracción lenta pero distinta de la TnC del músculo esquelético de contracción rápida (Solaro et al., 1986). En el desarrollo de los mamíferos se producen cambios en las isoformas de TnI. Estas diferencias ayudan a explicar los efectos diferenciales de la acidosis sobre la sensibilidad al Ca2+ de la Tn de ratas neonatas y adultas (véase Solaro et al., 1989). Las diferencias entre especies en la TnC y TnI de mamíferos y aves son evidentes a partir de los análisis de la secuencia (Collins, 1991; Murphy et al., 1991), pero no se han demostrado las correspondientes diferencias fisiológicas. Se han identificado hasta cinco isoformas de TnT en los corazones de mamíferos. Aunque sus papeles funcionales no están bien establecidos, las diferentes isoformas pueden afectar a las actividades de la ATPasa (véase Solaro et al., 1989). En los peces no se han demostrado diferencias intra e interespecíficas en los componentes de la Tn-tropomiosina cardíaca.
En la mayoría de los estudios no se han observado isoformas de las proteínas miofibrilares cardíacas en los peces. La plasticidad que ofrecen las isoformas en los mamíferos es importante en la respuesta del corazón a los cambios a largo plazo en la demanda cardiovascular. Los efectores fisiológicos que provocan cambios en la expresión de las isoformas en los mamíferos (inanición, ejercicio, tasa metabólica basal, adaptación a la temperatura) pueden ser mucho más extremos en muchas especies de peces. En consecuencia, es poco probable que la divergencia de isoformas miofibrilares cardíacas en los peces sea tan limitada como sugieren los estudios realizados hasta la fecha. Tal vez la introducción de una gama más amplia de técnicas (por ejemplo, hibridación de ARNm; Gerlach et al., 1990) pueda revelar diferencias en las proteínas contráctiles que actualmente no se identifican mediante el análisis convencional de proteínas.