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Il meccanismo che fa funzionare i muscoli | STORIA DELLA FISIOLOGIA | IL MODELLO A SCORRIMENTO DEI FILAMENTI Il meccanismo che fa funzionare i muscoli FU SCOPERTO MEZZO SECOLO FA STUDIANDO LE FIBRE CON IL MICROSCOPIO A INTERFERENZA Marta Paterlini RISALE a mezzo secolo fa una pietra miliare nella storia della scienza: la scoperta del modello a "scorrimento dei filamenti" che sta alla base della contradone muscolare. Questo modello, rimasto quasi indterato fino ad oggi, ha messo in relazione la struttura e la funzione delle fibre muscolari, indicando che le striature dei muscoli volontari dovevano avare qualche legame con la contradone. "Nonostante numerose indagini svolte sui cambiamenti della stilatura del muscolo in contrazione, non c'è un vero accordo al giorno d'oggi né sulla natura né sul significato di questi cambiamenti". Così inidava il primo dei due lavori indipendenti pubblicati nella primavera del 1954 sulla rivista Nature, che segnarono il momento di accordo sui cambiamenti in questione. I lavori dimostrarono che il muscolo si contrae in seguito allo scoirimento tra due gruppi di filamenti subcellulari che contengono due proteine, l'actina e la miosina. La prima concorre a formare i filamenti sottili, la seconda quelli spessi che vanno a costituire le cosiddet¬ te bande-A. Questa scoperta segnò anche la prima dimostradone che una funzione cellulare primaria poteva essere capita in termini di ima interazione fondamentale tra due molecole proteiche, contraddicendo la teoria precedente, secondo cui le fibre muscolari erano costituite da lunghi filamenti proteici continui die, all'atto della contradone, si accorciavano ripiegandosi su se stessi. Per i lavori sul muscolo fu determinante un balzo in avanti nella tecnologia del microscopio. Andrew Huxley e Rolf Niedegerke, sfiuttando un nuovo microscopio a interferenza, riportaro¬ no le misurazioni delle "bande-A" otticamente dense in fibre intatte del muscolo scheletrico, ovvero quello striato: la larghezza delle bande-A rimane costante durante la contradone. Per spiegare i loro dati suggerirono il modello dello "scorrimento dei filamenti", in cui i filamenti di miosina scorrono lungo le bande-A e i filamenti di actìna scorrono lungo questa banda quando il muscolo si contrae; in dtre parole i filamenti spessi e i filamenti sottili mantengono lunghezze costanti perché scorrono funo sull'altro. Nel secondo lavoro, Hugh Huxley (che non ha alcuna parentela con Andrew) e Jean Hanson descrissero gli studi svolti al microscopio elettronico di frammenti isolati dd muscolo striato, stabilendo la costante profondità delle bande A e invocando anch'essi la teoria dello "scorrimento dei filamenti" per spiegare questi dati. Inoltre estrassero la miosina dalle bande A e dimostrarono il molo dell'idrolisi di ATP - cioè la componente energetica del nostro metabolismo - nel rafforzare il dolo di contrazione-rilascio del muscolo. Quando un impulso nervoso giunge alla fibra muscolare, un enzima catalizza la scissione di ATP in ADP e libera energia chimica necessaria all'interazione della miosina con l'actina ed allo scorrimento dei filamenti. Questi studi stimolarono una nuova attendone alla biologia molecolare, accelerando la nostra conoscenza non solo sulla contradone muscolare, ma anche sul modo in cui le proteine motorie regolano il trasporto e i movimenti in ogni tipologia celleulare. E ora Hugh Huxley e Andrew Huxley sono in "tournée" in giro per il mondo per celebrare i cinquant'anni del loro indistruttibile modello.