-EL TEJIDO MUSCULAR DE LOS ANIMALES DEABASTO CONSIDERADOS SANOS EN EL MOMENTODEL SACRIFICIO Y SACRIFICADOS ENCONDICIONES HIGIÉNICAS SUFRE DESDE ESEMOMENTO UNA SERIE DE TRANSFORMACIONESPROGRESIVAS E IRREVERSIBLES (FÍSICAS,QUÍMICAS Y BIOQUÍMICAS) (HULTIN, 1985) QUELO CONVIERTEN EN UN PRODUCTO COMESTIBLELLAMADO CARNE-PARTE DEL ANIMAL APTA PARA EL CONSUMO-PRODUCTO HETEROGÉNEO RESULTANTE DE LAEVOLUCIÓN POST-MORTEM DE LOS MÚSCULOS.-LO QUE PROPORCIONA UNA CANAL EN FORMA DEMAGRO, GRASA Y HUESO

TIPOS DE PROTEINAS SEGÚN LOCALIZACIÓN

COMPOSICIÓN Y CONCENTRACIÓN DE PROTEINAS ESQUELÉTICAS

TEJIDO CONECTIVO

Niveles de organización:

- Epimisio: envuelve al músculo

- Perimisio: rodea haces de fibras

- Endomisio: rodea las miofibrillas

FACTORES DE INTERÉS DE LAS FIBRAS MUSCULARES EN LA

PRODUCCIÓN DE CARNE

OBJETIVO PRODUCTIVO: máximaproporción de magro y la justa cantidad degrasaFACTORES DE INTERÉS:- Número de fibras- Diámetro de las fibras- Tipo de fibra

FACTORES QUE AFECTAN AL NÚMERO Y DIÁMETRO DE LAS

FIBRAS MUSCULARES

- ESPECIE- EDAD- DOMESTICACIÓN- RAZA- FACTORES NUTRICIONALES- HORMONAS

RESUMEN- El crecimiento del magro depende del númerode fibras formadas en el periodo prenatal y delgrado de hipertrofia postnatal.- Una hipertrofia muscular excesiva estaríaasociada a la sensibilidad al estrés y a una pobrecalidad de la carne.Hay un número optimo de fibras que garantiza

un buen porcentaje de magro con una buenacalidad de la carne a un moderado grosor de lafibra

COMPONENTES DEL TEJIDO CONECTIVO

-FIBROSOS:-Colágeno

-Epimisio: tipo I-Perimisio. Tipo I y III-Endomisio: tipo IV y V

MOLECULARES: - Proteinas que en el caso del colageno se

estructuran en moléculas de tropocolágenoque se compone de cadenas 3 polipeptidosdonde predominan la glicina, prolina yhidroxiprolina

TEJIDO ADIPOSOTejido formado por células denominadasadipocitos.DISTRIBUCIÓN:- Grasa subcutánea- Grasa muscular:

- Intermuscular- Intramuscular

Grasa de localización más heterogénea(peri-renal, omental, mesentérica)

EVOLUCIÓN POSTMORTEM DEL MUSCULO

Proceso por el que se destruye la estructuramiofibrilar por acción de enzimas propias delmúsculo.Las principales enzimas implicadas en esteproceso son:- Cathepsinas: destruyen la troponina, algunosenlaces del colágeno y mucopolisacaridos- Calpainas: se activan por la concentración deiones Ca y destruyen la tropomiosina y titina

FASES DE LA EVOLUCIÓN POSTMORTEM DEL MÚSCULO

FASE 1 o fase de sacrificioFASE 2 o apoptosisFASE 3 0 pre-rigorFASE 2 o fase de instalación del rigor mortisFASE 3 o fase de maduración FASE 4 o putrefacción

CAMBIOS TRAS EL SACRIFICIOEl sacrificio de los animales pone en marcha en el

músculo un proceso complejo gracias al cual seproducen una serie de modificaciones estructurales,sensoriales, bioquímicas, etc. que son las responsablesde la aparición y desarrollo de las cualidades de lacarne: color, textura, flavor, etc.

Los procesos de oxidación y proteólisis son los de mayorimportancia en el desarrollo de dichas características.

Para que el proceso de transformación del músculo encarne tenga lugar en condiciones adecuadas esnecesario el almacenamiento a baja temperatura

FASE DE SACRIFICIO-No llega Oxigeno al músculo y se instaura un

metabolismo anaerobio-El ATP es generado por glucolisis del

glucógeno.-El glucógeno se transforma en ácido láctico.-El pH inicial del músculo (7.2) disminuye.-Disminuye la Capacidad de Retención de

Agua.-La canal es flácida-Se inicia un oscurecimiento del color del

músculo

DURACIÓN DEL PROCESO DE ACIDIFICACIÓN

MODELO DE ACIDIFICACIÓN DEL M. LONGISSIMUS DORSI

MODELO ANORMAL DE ACIDIFICACIÓN

-DFD: *Malas condiciones prefaena*Agotamiento glucagón, pHf > 6.0*Carne oscura, elevada CRA,sensibles a microorganismos, difícilconservación bajo refrigeración.PSE: *pH muy bajo en la 1ª horacuando la carne aún esta caliente.*bajo rendimiento tecnológicoaltas mermas en productos

APOPTOSISEn el proceso de transformación del músculo en

carne, tradicionalmente se han considerado tresetapas:

• -pre-rigor• -rigor• -ternización o maduraciónEn la actualidad se está considerando una fase

previa: MUERTE CELULAR PROGRAMADA oAPOPTOSIS.

En los segundos posteriores al sacrificio, losanimales presentan contracciones persistentesde la musculatura a causa de excitacionesnerviosas (ETAPA DE IRRITABILIDAD), lo que nopersiste mas allá de 20-30 minutos

APOPTOSISLa apoptosis es un mecanismo de muerte fisiológicacelular programada (Taylor et al., 2008) que permiteeliminar las células dañadas o peligrosas para las demáscélulas. Es un fenómeno esencial para la vida de unorganismo, especialmente durante su desarrollo.Cuando dejan de recibir oxigeno, las células decidenmorir o “suicidarse”, iniciando el proceso de apoptosis,que comienza rápidamente y cuyo mantenimiento yprogreso depende de que las enzimas implicadaspermanezcan activas.La apoptosis es un proceso rápido (de unos pocosminutos a un par de horas), y a diferencia de la necrosis,la membrana plasmática no es totalmente destruidadurante el proceso, evitando así la eliminación de loscontenidos celulares y el consiguiente daño causado alas células vecinas.

APOPTOSISLa apoptosis induce una serie de cambios estructurales ybioquímicos.En general, durante el fenómeno de estrés, se sintetizanlas proteínas de choque térmico (Heat Shock Protein: HSP),que desempeñan un papel antiapoptótico por la formaciónde un complejo con las caspasas para inhibirlas.Este proceso tiene una regulación muy estricta, de maneraque solo se activa en la célula y momentos adecuados, ycomprende dos vías de iniciación:En el primer camino, el estímulo es externo a la célula yconsiste en la activación de un receptor la muerte celularque va ligado a la activación de las caspasas (Concannonet al 2003).

En el segundo, el evento activador es la ruptura de lamembrana mitocondrial. Esto permite la liberación citocromo Cen el citoplasma. Citocromo C forma con otras proteinas uncomplejo llamado apoptosoma, que activa las caspasas.Según Ouali et al (2006) existirá una etapa suplementaria enla evolución de la terneza, antes de la fase de rigor mortis, enla que la apoptosa tendría un papel preponderanteLas primeras proteasas activas son las caspasas, que actuaríanescindiendo proteínas celulares in vivo. Sus sustratos en lacélula serían muchos (del orden de cientos de proteínas ), loque es comparable a lo que se ha informado de las calpaínas.Las caspasas podrían degradar las proteinas clave de laorganización estructural de las miofibrillas (Nakanishi et al2001, Chen et al 2003), conjuntamente con otras proteasas, ypor tanto jugar un papel importante en la aparición tempranade la terneza, antes de las calpainas.

Ante un estímulo, extrínseco o intrínseco(condiciones críticas para la supervivenciacelular tras el sacrificio y sangrado del animal)entran en funcionamiento unas peptidasasgeneradoras de apoptosis (cisteína peptidasascon una estricta especificidad de escisión, quegenéricamente se denominan caspasas, de lasque se han identificado 14, algunas sonespecificas de determinada especie animal: lacaspasa 11 se encuentra sólo en el ratón y larata; la caspasa 13 parece que se expresa sóloen bovinos; la caspasa 12 puede estar presentesólo en el ratón). En una fase inicial se activanlas caspasas iniciadoras (8, 9 y 10), que a suvez movilizan a las caspasas efectoras (3, 6 y7), responsables de la alteración celular.

En la apoptosis se pueden distinguir varias fases:-las células en apoptosis se separan o aislan de las célulasvecinas;-importante condensación del núcleo y del citoplasma con laconsiguiente reducción significativa en el volumen celular;-las mitocondrias sufren severas modificaciones: liberación alcitoplasma del citocromo C, reducción en el potencial demembrana y el deterioro de su permeabilidad, con laconsiguiente apertura de poros especializados y difusión dediversas proteínas proapoptóticas;-la cromatina se escinde en fragmentos de aproximadamente

180 pares de bases;-se produce un cambio de localización de las

phosphatidylserinas, que salen al exterior de la célula, lo queconstituye una señal de reconocimiento de los cuerposapoptóticos por los fagocitos.

El modo de regulación de la apoptosis dependerá de lanaturaleza del estímulo inicial, señalándose tres víasprincipales:

Vía 1: un estímulo externo activa receptores extracelularesque ponen en marcha efectores activadores o inhibidores.La unión de un activador forma un complejo intracelularque activa a las caspasas (caspasas 8 y 10) a través de unainteracción DEDs. Para el control de este paso, las célulaspueden sintetizar proteínas que contienen DEDs queactuará como un inhibidor competitivo del complejoactivador vinculado a las caspasas. El exceso de talesproteínas puede desviar las caspasas de su complejoactivador. La activación de las caspasas 8 o 10 tambiénpuede ser inactivado por el IAP's (Inhibidores de laapoptosis), que son proteínas inhibidoras ligadas ovinculadas a los sitios activos y bloquean su acceso a lasproteínas sustratos. Si este no es el caso, las caspasaspueden activar a las caspasas efectoras (caspasas 3 y 7)responsables de la alteración celular.

Vía 2: corresponde a situaciones en las que la célula no tiene otrasolución que el suicidio (estímulo intrínseco).

Se produce un deterioro de la membrana de la mitocondria que alperder su potencial de membrana hace que la membranaexterna se convierte en permeable y que conduzca a laliberación del citocromo C (factor de proapoptóticos). Hay unasproteínas que promueven este proceso y otras que lo impiden,por lo que la concentración entre los dos antagonistasapoptóticos determinará la velocidad de liberación delcitocromo C. Este citocromo forma un complejo llamadoapoptosoma, integrado, entre otros, de una proteína llamadaApaf-1 (factor activador de la proteasa apoptótica - 1) y de lacaspasa 9. La caspasa 9 se activará dentro del apoptosoma ypuede activar las caspasas efectoras (caspasas 3 y 7). Laactivación de la caspasa 9 puede ser bloqueada por losinhibidores de la familia IAP (inhibidores de la apoptosis).

Via 3: suele acaecer en caso de estrés. Induce la síntesis deproteínas llamadas de protección de choque térmico (HSP),que preservan la función las proteínas celulares contra ladesnaturalización y la posible pérdida de la función. Talesproteínas aparecen tan pronto como la célula está enpeligro. En el proceso de la apoptosis, las HSP pueden tenerdiversas acciones antiapoptóticas, que se pueden resumiren:

-Formación de un complejo con las caspasas iniciadoras oefectoras, lo que obstaculiza su función.

-Protección de las proteínas sustratos de las caspasasefectoras, lo que previene o retrasa su degradación porestas enzimas.

-Intentar volver a establecer la estructura inicial de lasproteínas que hayan sufrido daños estructurales

A través de HSPs, el estrés puede generar acciones denaturaleza antiapoptótica. Sin embargo, en el caso deestrés intenso se puede inducir la muerte celular por la víamitocondrial.

In vivo, las membranas celulares tienen una polaridad biendefinida, dependiente de la distribución de los fosfolípidos.La fosfatidilserina (electro negativa) se encuentra en elinterior de la membrana plasmática celular, mientras que lafosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina (electro positivas) seencuentran en el exterior.

Cuando comienza el proceso de apoptosis, se produce unainversión en la distribución de los fosfolípidos. Este cambioaísla la célula apoptótica de las señales de las célulasvecinas y de su estado de suicidio. Sin embargo, lamembrana de las células apoptóticas sigue siendoimpermeable para evitar la difusión de los componentesintracelulares en el medio extracelular. La transferencia alexterior de la fosfatidilserina es también un signo dereconocimiento por los macrófagos que in vivo participan enla degradación de las células que mueren. La translocaciónde los fosfolípidos está garantizada por diferentes tipos detranslocasas. La muerte celular no se coordina, de maneraque cada una de ellas inicia el proceso en momentosdiferentes.

Dentro de las células, los componentes ácidos sesustituirán por otros de carácter más bienbásico. Podemos, por tanto, esperar unaneutralización parcial de los protones generadospor la glicólisis y, en consecuencia, unadesaceleración del proceso de acidificación. Enlas primeras 8-10 horas post mortem en bovinosy 1-6 horas en ovinos se observa una o dosmesetas en el descenso del pH. Los músculoscon dos mesetas suelen presentar mayor durezaque los que sólo presentan una meseta. Elsignificado exacto de esta estabilidad transitoriadel pH no es bien conocido.

PRE-RIGOR (0-12 horas)Tras la muerte, las células pretenden mantener la homeostasis

pero cuando se agota la phosphocreatina, la energíanecesaria se obtiene principalmente a través de ladegradación de glucógeno por la glicólisis.

El tipo del proceso depende del tipo de músculo, pero persistesiempre y cuando las enzimas no son inhibidas por pHácido. Por tanto, la discontinuidad en la caída del pHobservado no se puede explicar por una reduccióntransitoria en la actividad de la phosphocreatina quinasa yotras enzimas de la vía glicolítica sino más bien por unamodificación de la capacidad amortiguadora y / odistribución de la carga dentro de las células musculares. Lasustitución de los componentes ácidos (fosfatidilserina) porlos básicos (fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina) en elcompartimento intracelular, acompañado por unaredistribución de los iones, podría explicar la existencia deuna estabilidad transitoria del pH.

La salida de la fosfatidilserina al espacio extracelular alterarápidamente las sinapsis y la conducción eléctrica.

Esto puede explicar porqué la estimulación eléctrica de bajatensión de las canales es eficaz sólo si se aplica en losprimeros minutos tras el aturdimiento y sangrado delanimal.

La tasa de descenso del pH difiere significativamente cuandola estimulación de baja tensión (100 V, 2 min) se aplica 15minutos postmortem en comparación con el efecto de laestimulación aplicada a 2 min postmortem. Después de 2minutos, la cinética de la caída del pH es totalmentecomparable a la obtenida con estimulación con altatensión (750 V, 2 minutos) aplicada 30 minutospostmortem.

RIGOR MORTISLas reservas de ATP no son suficientes paraliberar las cabezas de miosina de las cadenasde actina, por lo que el músculo pierdeelasticidad y se instaura el rigor mortis. Este sedesarrolla hasta 9 horas después del sacrificio yse completa en 12-24 horas. Puede seracelerado mediante la estimulación eléctrica.La dureza ligada al rigor mortis vadesapareciendo paulatinamente a consecuenciade los procesos de maduración.

RIGOR MORTIS (12-72 horas)-Cesa el aporte de oxígeno, la fosforilaciónoxidativa y con ello el aporte de ATP aerobio.Se modifica la ruta metabólica y se establecela vía glicolítica anaerobia, ineficaz oinsuficiente, y el glucógeno se transforma enácido láctico, a la vez que se liberanprotones. Se acumula piruvato

-Desciende pH. La formación de ácido lácticocontribuye a la acidificación progresiva de lacélula, permitiendo que diversas enzimasactúen hasta que se alcanza un pH de 4.5-5.

-La velocidad de caída del pH depende, entreotros factores de la especie, temperatura ytipo del músculo, nivel de reservas, etc. Lainyección de determinadas sales retrasa(sulfato de magnesio) o acelera (calcio) elproceso. También la estimulación eléctricamodifica la curva de descenso (mayor caídadel pH).

RIGOR MORTIS

-Capacidad de Retención de Agua mínima-La canal está rígida y los músculos durosdado que al agotarse el ATP, el complejoactomiosina es irreversible lo que hace queel músculo esté duro e inextensible-Hay un aclaramiento del color del músculo

TIEMPO NECESARIO PARA LLEGAR AL RIGOR MORTIS

El momento de aparición del rigor mortis depende dela especie, tipo de fibra muscular y manejo pre-mortem (estrés). En cerdos se instaura hacia 6-8horas post-mortem y en bovinos 10-12 horas; Enlas fibras blancas el descenso del H es más rápidoque en las rojas. Un estrés intenso previo alsacrificio puede motivar un escaso descenso del pH.

El descenso del pH, aumento de la presión osmótica yliberación de Ca+ activan determinadas enzimas(calpainas y catepsinas) que destruyenparcialmente las miofibrillas: músculo blando einextensible.

Se produce una modificación de los espacios intra yextracelulares con trasvase de agua intracelular(capacidad de retención de agua), así comocambios en la luminosidad y color del músculo,cambios en el flavor y jugosidad.

MADURACIÓNLa alteración de la estructura celular provoca,

entre otros hechos, la liberación dedeterminadas enzimas. Este proceso, quedebe acontecer a baja temperatura, es elque permite que se desarrollen lascualidades o características apetecidas de lacarne.

MADURACIÓNLa maduración es la resultante de la acción de las proteasasmusculares, cuyos efectos más marcados tienen lugar en lasprimeras 48 horas tras el sacrificio.Los sistemas proteolíticos degradan las proteinasmiofibrilares y del citoesqueleto. Rompen los enlaces ouniones inter e intra miofibrilares, las unionesmiofibrilla/sarcolema y las uniones de las células a la laminabasal. Esta proteolisis relaja progresivamente el músculo yse establece un valor de terneza máxima de la carne.Sin embargo, el colágeno no se afecta significativamentepor este proceso, por lo que el tenor en colágeno determinaun nivel basal de dureza que limita la terneza máxima de lacarne cruda o poco cocinada. En el caso de carnescocinadas durante mucho tiempo o a temperaturaselevadas, el papel del colágeno en la dureza de la carne esirrelavante ya que se solubiliza. En este caso la dureza de lacarne dependerá de las propiedades de las miofibrillas.

MADURACIÓN-Aumento del pH por la degradación de lasproteinas-Aumenta la Capacidad de Retención de Agua-La canal es flexible y el músculo tierno. El procesode proteolisis de las proteinas miofibrilares es unfenómeno clave en el establecimiento de laterneza. Es variable de un músculo a otro y de unanimal a otro. Esta proteolisis puede ser moduladapor la oxidación de las proteinas, ya que lasproteinas oxidadas forman agregados menossensibles a las proteasas (Morzel et al 2006).-El color del músculo es rojo brillante

VELOCIDAD DE MADURACIÓN SEGÚN LA ESPECIE

Los sistemas proteolíticos mas estudiadosson :

MIOFIBRILARES-cathepsinas,-calpainas y el-proteasoma 20S.DEL TEJIDO CONECTIVO-metaloproteinasas

-cathepsinas (sistema descubierto enlos años 1950 por De Duve,Pressman, Gianetto, Wattiaux yAppelmans, 1955).

-calpainas (peptidasas calcio-dependientes puestas al descubiertoen cerebros de ratas por Guroff,1964). Las calpainas son inhibidaspor la calpastatina, proteína muypolimórfica.

-proteasoma 20S (descubiertos porWilk y Orlowski, 1980)

Las cathepsinas tienen sus propios inhibidores:cystatinas, de las que se reconocen cuatro grupos ofamilias:

-Familia 1: también llamadas stefinas, son de bajo pesomolecular, contienen una copia de la estructura básicadel inhibidor y no poseen puentes disulfurointramoleculares. Las mejor caracterizadas son lastefina A y stefina B. En general se encuentranintracelularmente.

-Familiar 2: también designadas como cystatinas, son debajo peso molecular, contienen un copia de laestructura básica inhibitoria y al menos un puentedisulfuro intramolecular. Su localización espredominantemente extracelular. Las masrepresentativas de la familia son la cystatina C y lacystatina del pollo.

-Familia 3: denominadas kininogenas, sonde alto peso molecular, poseengeneralmente tres copias de la estructurabásica y varios puentes disulfuro. Lafamilia se compone de tres kininogenas.En general, se encuentran en los fluidoscorporales.

-Familia 4: son los inhibidores de laproteína glicosilada. Contiene dos copiasde la base inhibitoria y varios puentesdisulfuro intramoleculares.