aula-5-musculo-bio-2022

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Biofísica Geral / FCAV UNESP 
Propriedades elétricas e mecânicas do músculo 
esquelético 
Dinâmica da contração muscular
Músculo esquelético 
O que vamos estudar?
1) Vias de comunicação do sistema nervoso com o sistema
muscular;
2) Características do músculo estriado;
3) Componentes do músculo estriado e papel na contração;
4) Acoplamento excitação-condução;
5) Características elétricas e mecânicas do abalo muscular;
6) Energética da contração muscular.
Receptores
Estímulos externos e 
internos
Transmissão
Processamento
Transmissão
Resposta aos 
estímulos
Efetores
SNC
Via aferente Via eferente
Músculos
Vias de comunicação - sistema nervoso / efetor 
Ex.
Toda manifestação externa dos seres vivos 
Não só...... 
Contração muscular
Movimentos 
intracelulares 
(citoesqueleto 
celular) 
Migração celular 
(sangue, 
espermatozoides)
Equilíbrio, sustentação e 
movimentação do corpo
B CA
Contração muscular
Cílios em pulmão humano
Flagelos 
Movimento de cílios 
(pulmões, trato 
gastrointestinal)
Movimento 
durante a 
divisão celular
A
B
C
Tipos de músculos
lisos
estriados
esquelético
cardíaco
Músculo cardíaco - Impulsiona o sangue pelo sistema circulatório. É regulado
pelo sistema nervoso autônomo. Pode sofrer contrações espontâneas
Características
Esquelético – suporte e movimento do esqueleto - contração voluntária, iniciada
por impulsos nervosos
Liso - reveste órgãos ocos (estômago, intestinos, bexiga urinária, útero, vasos
sanguíneos, vias aéreas pulmonares) – movimento do conteúdo luminal/regulação
de fluxo sanguíneo por controle do diâmetro de vasos
Presentes no folículo piloso e íris
Contração controlada pelo sistema nervoso autônomo (atividade involuntária)
Tipos de músculos
C
A
B
Músculo esquelético – hierarquia estrutural 
Membrana 
que envolve o 
músculo
Fibras que 
formam o 
músculo
Feixe muscular
Núcleo
Estriações
Sarcolema
Sarcoplasma
Filamentos
Miofibrilas
Endomísio
Músculo
Músculo esquelético – hierarquia estrutural 
Fibra muscular
InervaçãoA
C
B
Músculo esquelético – hierarquia estrutural 
B
A
C
D
E
Nível de 
organização do 
músculo 
esquelético
Músculo 
Fibra
Fibrila
Sarcômeros
Proteínas
deltoide
Estriação 
transversal 
(sarcômero)
A
B
Arranjos de filamentos de uma fibra muscular – padrão de 
bandas estriadas no sarcômero
A
B
C
D
M
Estriação transversal (sarcômero)
Actina/filamento 
fino
Miosina/filamento 
grosso
Titina/filamento 
fino
Linha M
Estriação transversal 
(sarcômero)
Organização de um sarcômero
Arranjo hexagonal da actina 
em relação a miosina
Estriação – relação actina/miosina
A
B
C
Arranjos de filamentos de uma fibra muscular cardíaca
Arranjos de filamentos de uma fibra muscular lisa
Estrutura proteica do músculo
Actina – 42kD
Miosina – 542 kD
Tropomiosina – 34 kD
Contração
Relaxamento
Íon cálcio
ATP
Troponina – 22 kD
Elementos importantes no ciclo da contração muscular
Proteínas reguladoras
Evidências recentes (2016) mostram a participação de inúmeras proteínas
interagindo na composição do sarcômero
Proteínas estruturais
Outras proteínas interagindo na composição do sarcômero
Proteínas estruturais
Obscurina – família da titina e nebulina (organização 
da miofibrila)
Actina e proteínas contráteis associadas
A
B
Actina e proteínas contráteis associadas
Actina e proteínas contráteis associadas 
Relação da actina + proteínas
associadas com o disco Z
Miosina 
Corte transversal do filamento
A
B
C
D
A
B
1. Túbulos transversos (T) 
2. Retículo sarcoplasmático 
1. Condução do PA
2. Regulação do cálcio
celular
Estruturas intracelulares
A
B
Retículo sarcoplasmático e túbulos transversos
Mecanismo molecular da contração muscular
Retículo sarcoplasmático e túbulos transversos
Receptor de rianodina
(canais de Ca
intracelulares).
Rianodina – alcaloide
vegetal / afinidade
com a proteína que
forma o canal
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
Mecanismo molecular da contração muscular
A
B
Mecanismo molecular da contração muscular
A B
Mecanismo molecular da contração muscular
Unidade motora 
A
B
Junção neuro-muscular - Sinapse química
Condições que afetam o sistema 
muscular esquelético por alterações na 
junção neuromuscular
Miastenia grave
Síndrome de Guillain-Barré
Esclerose lateral amiotrófica (ELA)
Esclerose múltipla
Toxina botulínica
O sistema imune produz anticorpos que atacam os receptores musculares
da acetilcolina, na junção neuromuscular. Os anticorpos ligam-se a esses
receptores e impedem a transmissão do estímulo nervoso na região afetada
e dificultam a contração muscular.
Miastenia grave (fraqueza muscular)
A B
Síndrome de Guillain-Barré (paralisia aguda)
Polineuropatia desmielinizante inflamatória aguda
Inflamação grave nos nervos – doença autoimune
Esclerose lateral amiotrófica (ELA) 
Stephen Hawking
Atrofia muscular esquelética e paralisia, por degeneração
progressiva de neurônios motores.
Apenas os músculos de contração voluntária são afetados e, por
isso, o paciente mantem as funções do coração, intestino e
bexiga normais.
Toxina botulínica (Botox)
• Produto de bactéria (Clostridium botulinum) - causa paralisia
muscular por inibição da liberação de acetilcolina.
• Neurotoxina funciona como protease, digerindo componentes do
complexo de fusão, inibindo a exocitose das vesículas sinápticas e
impedindo a liberação da Ach.
• Uso médico (incontinência urinária, bexiga hiperativa,
hiperatividade muscular involuntária; desordens
musculoesqueléticas; dor de cabeça; estrabismo, blefaro-espasmo,
espasmo facial, distonias, bruxismo, acalasia (esôfago).
• Uso estético (rugas, hiperidrose palmar e axilar)
Ação da toxina botulínica?
Contração muscular hiperativa 
A
B
C
D E F
Resposta à aplicação de toxina botulínica
A B C D
Alternativas ao uso de botox........
Diferentes usos de botox........
Acoplamento excitação-contração
Biofísica do sistema contrátil
Biofísica do sistema contrátil
Abalo muscular
A
B
Acoplamento excitação-contração
Biofísica do sistema contrátil
Contração isotônica
Contração isométrica
Contração isotônica e isométrica
Estímulo
Intensidade 
Frequência
Somação e tétano 
Tétano e fadiga
Contratura / câimbra / 
espasmo muscular
Contração contínua e 
involuntária de um músculo 
ou algumas fibras dele
Causas
• Fadiga (baixa de ATP)
• Mudança da concentração de eletrólitos e ácido lático.
O principal íon ligado a contração muscular é o cálcio, porém o Na (sódio), K 
( potássio) e Mg ( magnésio) podem estar envolvidos no espasmo muscular.
Fadiga 
Tipos 
Energética da contração muscular
A
B
(1)
(2)
Energética da contração muscular
Consumo energético durante o exercício
Fontes
A
B
Tipos de fibras musculares esqueléticas
Tipo I - contração lenta, resiste à fadiga
Tipo II – contração rápida, menos resistente à fadiga
✓ Tipo II A – contração oxidativa
✓ Tipo II B – contração glicolítica
Leva em consideração a atividade da
miosina ATPase
Os músculos são classificados de acordo com a velocidade de
contração e resistência à fadiga
A- Músculos extra-oculares – posição dos olhos - têm alta proporção de
fibras tipo II (contração rápida)
B - Músculo soleo – pernas (postura) – têm alta proporção de fibras tipo I
(contração lenta)
Capilares 
envolvendo 
fibras 
oxidativas
Mitocôndrias 
Diferentes tipos de fibras
Coloração para ATPase
S – fibras contração lenta
FG – Contração rápida glicolítica
FOG - Contração rápida glicolítica e
oxidativa
Predominância de tipos de fibras em pessoas
Diferença depende da genética e treinamento
* Usain Bolt
velocista
sedentário* *
Ocorrência de fadiga em diferentes tipos de fibras
A B
C
Glúteo máximo – um dos mais fortes da
estrutura humana - sustenta nosso corpo na
posição ereta. Composto por fibras de contração
lenta, resistentesà fadiga e suportam mais peso.
Soleo e gastrocnêmio – músculos da panturrilha -
associados ao glúteo. O conjunto de três músculos
(soleo, gastrocnêmio lateral e medial) é responsável
pelos principais movimentos do corpo (fibras de
contração lenta).
Masseter – músculo da mandíbula, pressão muito
grande. Músculos da mastigação: masseter, temporal,
pterigoideo medial e pterigoideo lateral. Fibras de
contração lenta e rápida.
Pálpebra superior – o mais fraco dos
músculos e um dos menores do corpo. Divide
o espaço do globo ocular com outros seis
músculos. Fibras de contração rápida.
O corpo humano tem mais de 600 músculos – alguns com poucos milímetros de
extensão, outros milhões de vezes maiores (até meio metro).
Contração isométrica em diferentes 
músculos 
Aula prática
Eletromiografia em músculo esquelético de rã
Propriedades elétricas e mecânicas do músculo 
esquelético