Conversão dos Estímulos Mecânicos da Contração Muscular em Vias de Sinalização de Síntese Proteica

A arquitetura e o metabolismo do tecido muscular esquelético humano são altamente sensíveis ao ambiente mecânico. As modificações na magnitude com que o volume e a intensidade do estresse mecânico são impostos ao músculo pode causar alterações nos padrões de expressão gênica e influenciar diretamente o processo de síntese proteica 1. 
Experimentos realizados com culturas de células musculares têm demonstrado que intervenções mecânicas induzem alterações nos mecanismos de síntese proteica que podem ocorrer independentemente da interação com outras células, ou de hormônios circulantes como a testosterona e os fatores de crescimento 1-3. 
Essas observações sugerem que o tecido muscular possui uma capacidade intrínseca de sensibilidade a essas informações e que consegue convertê-las em eventos bioquímicos que regulam o processo de síntese proteica. Na literatura, esse processo de conversão desses sinais, ou dessa energia mecânica em eventos biológicos é denominado de mecanotransdução.
Para que a mecanotransdução ocorra, alguns mecanismos que recebem, acoplam e transmitem esses sinais mecânicos são ativados. Esse acoplamento é referido atualmente na literatura como mecanorecepção e é realizado pelos chamados mecanoreceptores 1-3. 
Diversos candidatos têm sido propostos como possíveis mecanoreceptores, sendo a maioria deles divididos em dois principais grupos: 
1) os lipídeos de membrana; 
2) as matrizes extracelulares integrinas do citoesqueleto 1-3. 
A literatura também vem destacando que todo esse processo pode ocorrer devido ao fato da contração muscular per se incrementar dramaticamente a ativação da via Akt/mTOR 2. Todavia, diferentemente das sinalizações previamente estimuladas pelo IGF-1, a ativação da mTOR em resposta aos estímulos mecânicos pode ocorrer independentemente da Akt, através da produção de PA (ácido fosfatídico) via PLD (fosfolipase-D) 4. 
Na situação do repouso, a proteína ?-actinina, localizada na linha Z dos sarcômeros, se associa e inibe a PLD. O estímulo mecânico promoveria uma dissociação da PLD da ?-actinina, o que atenuaria a inibição da PLD, promovendo uma subsequentemente produção de PA, e levando a ativação da mTOR 4.
Referências
1 Tidball, J. G. Mechanical signal transduction in skeletal muscle growth and adaptation. Journal of applied physiology 98, 1900-1908, doi:98/5/1900 [pii]
10.1152/japplphysiol.01178.2004 (2005).
2 Hornberger, T. A. et al. Mechanical stimuli regulate rapamycin-sensitive signalling by a phosphoinositide 3-kinase-, protein kinase B- and growth factor-independent mechanism. The Biochemical journal 380, 795-804 (2004).
3 Hornberger, T. A., Sukhija, K. B. & Chien, S. Regulation of mTOR by mechanically induced signaling events in skeletal muscle. Cell cycle (Georgetown, Tex 5, 1391-1396 (2006).
4 Hornberger, T. A., Sukhija, K. B., Wang, X. R. & Chien, S. mTOR is the rapamycin-sensitive kinase that confers mechanically-induced phosphorylation of the hydrophobic motif site Thr(389) in p70(S6k). FEBS letters 581, 4562-4566 (2007).

Autor : Bernardo Neme Ide, Ph.D.

- Doutor e Mestre em Biodinâmica do Movimento Humano, Unicamp - Pós-doc pela Unicamp e UFTM - Bacharel em Treinamento Esportivo, Unicamp