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O nascimento da teoria da fita deslizante: como ela foi proposta independentemente por dois grupos de cientistas?
A teoria da fita deslizante é uma teoria importante que explica o mecanismo de contração muscular, que se baseia no deslizamento de proteínas musculares umas contra as outras para produzir movimento. De acordo com esta teoria, a miosina (filamentos grossos) nas fibras musculares desliza sobre a actina (filamentos finos) durante a contração muscular, enquanto os comprimentos dos dois conjuntos de fitas permanecem relativamente inalterados. Esta teoria foi proposta de forma independente em 1954 por duas equipes de pesquisa, compostas por Andrew Huxley e Rolf Niedergelk, da Universidade de Cambridge, e Hugh Huxley e Jane Niedergelk, do Massachusetts Institute of Technology Hansen.
Esta teoria foi originalmente concebida por Hugh Huxley em 1953 e proposta como uma "hipótese muito atraente" por Andrew Huxley e Niedergelk.
Antes da década de 1950, havia diversas teorias concorrentes para explicar a contração muscular, incluindo atração elétrica, enovelamento de proteínas e modificação de proteínas. A nova teoria propõe um conceito chamado pontes cruzadas (tradicionalmente chamadas de pontes cruzadas oscilantes e agora principalmente chamadas de ciclos de pontes cruzadas), que explica o mecanismo molecular das fitas deslizantes. A teoria da ponte cruzada afirma que a actina e a miosina formam um complexo proteico (tradicionalmente chamado actina-miosina) através da ligação da cabeça da miosina ao filamento de actina.
Antecedentes históricos
Pesquisas iniciais
No início da década de 1870, o cientista alemão Willy Kuh descobriu pela primeira vez a proteína muscular miosina, que ele extraiu e nomeou em 1864. Em 1939, a equipe russa de marido e mulher, Vladimir Alexandrovich Engelhardt e Milisa Nikolayevna Lyubimova, descobriu que a miosina tem propriedades enzimáticas (chamadas ATPase), pode quebrar o ATP para liberar energia. O fisiologista húngaro Albert St. George ganhou o Prêmio Nobel em 1937 por seu trabalho sobre vitamina C e ácido maleico, e mais tarde voltou sua atenção para a fisiologia muscular. St. George demonstrou em 1942 que o ATP é a fonte de energia para a contração muscular e observou que as fibras musculares contendo miosina B encurtavam na presença de ATP, mas a miosina A não, uma experiência que ele mais tarde descreveu como "Um dos momentos mais emocionantes da minha vida". vida."
Origem da teoria
Quando Hugh Huxley recebeu seu doutorado pela Universidade de Cambridge em 1952, St. George já havia voltado sua carreira para a pesquisa do câncer. Em setembro de 1952, Huxley veio para o Laboratório Francis O. Schmidt no MIT e juntou-se a outra pesquisadora britânica de pós-doutorado, Jane Hanson, em janeiro de 1953. Usando difração de raios X, Huxley levantou a hipótese de que as proteínas musculares, especificamente a miosina, formam fitas estruturadas que dão origem aos sarcômeros (um segmento de uma fibra muscular). Seu principal objetivo era estudar os detalhes dessas fitas por meio de microscopia eletrônica. Eles rapidamente descobriram e confirmaram as propriedades da fita das proteínas musculares.
Proposição da teoria da fita deslizante
A teoria da fita deslizante originou-se de dois artigos publicados na revista "Nature" em 22 de maio de 1954, com o tema "Mudanças estruturais nos músculos durante a contração". Embora as suas conclusões sejam fundamentalmente semelhantes, os dados experimentais e as propostas são diferentes.
O primeiro artigo, de coautoria de Andrew Huxley e Rolf Niedergerke, é intitulado "Microscopia de interferência de fibras musculares vivas". De acordo com o artigo, a banda I é composta por filamentos de actina, enquanto a banda A é composta principalmente por filamentos de miosina e, durante a contração, os filamentos de actina se movem entre os filamentos de miosina.
O segundo artigo, escrito por Hugh Huxley e Jane Hansen, é intitulado "Mudanças nas faixas cruzadas nos músculos durante a contração e extensão e sua explicação estrutural". Este é mais detalhado que o primeiro e é baseado em estudos de músculos de coelhos, utilizando contraste de fase e microscopia eletrônica.
Aceitação e Consequências
Apesar de fortes evidências, a teoria da fita deslizante não ganhou apoio nos anos subsequentes. O próprio St. George também se recusou a acreditar que os filamentos de miosina estivessem restritos a filamentos grossos (bandas A). Somente em 1957 o novo microscópio eletrônico de Huxley confirmou as propriedades sobrepostas das fitas.
Foi somente em uma conferência em 1972 no Laboratório Cold Spring Harbor que a teoria e suas evidências ganharam aceitação geral. Os participantes lembram-se de Hansen gritando diante das críticas: “Sei que ainda não posso explicar o mecanismo, mas o deslizamento é um fato”.
À medida que as evidências se acumulavam, Huxley propôs formalmente um mecanismo para deslizar fitas, agora conhecido como ciclo de ponte cruzada.
Esses estudos não apenas mudaram a fisiologia muscular, mas também levaram à exploração futura de mecanismos biológicos mais complexos. Esta teoria que marcou época faz-nos pensar: Quantos outros mecanismos biológicos não descobertos existem à espera que pessoas com ideais elevados os revelem?
