CONTRAÇÃO MUSCULAR

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CONTRAÇÃO MUSCULAR!!
! O tecido muscular, responsável pelos movimentos corporais, é 
constituído por células alongadas e que contêm grande quantidade de 
filamentos citoplasmáticos, responsáveis pela contração. De acordo com suas 
características morfológicas e funcionais, podem-se distinguir nos mamíferos 
três tipos de tecido muscular:!
• Músculo liso: formado por aglomerados de células fusiformes que não 
possuem estrias transversais. O processo de contração é lento e não 
está sujeito ao controle voluntário.!
• Músculo estriado esquelético: formado por feixes de células cilíndricas 
muito longas e multinucleadas, que apresentam estriações transversais. 
Tem contração rápida, vigorosa e sujeita ao controle voluntário.!
• Músculo estriado cardíaco: apresenta estrias transversais, é formado 
por células alongadas e ramificadas, que se unem por intermédio dos 
discos intercalares, estruturas encontradas exclusivamente no músculo 
cardíaco. Apresenta contração involuntária, vigorosa e rítmica.!!
MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO!
! Os músculos são formados por feixes de células muito longas (até 30 
cm), cilíndricas e multinucleadas, com um diâmetro que varia de 10 a 100 mm, 
chamadas fibras musculares estriadas.!
! Em um músculo, as fibras musculares estão organizadas em grupos de 
feixes envolvidos por uma camada de tecido conjuntivo chamada epimísio. Do 
epimísio partem septos muito finos de tecido conjuntivo, que se dirigem para o 
interior do músculo, separando os feixes. Esses septos são chamados de 
perimísio. O perimísio envolve cada feixe de fibras musculares. Cada fibra 
muscular, por sua vez, é envolvida por uma camada muito fina constituída pela 
lâmina basal da fibra muscular e por fibras reticulares do endomísio.!
! O tecido conjuntivo mantém as fibras musculares unidas, permitindo que 
a força de contração gerada por cada fibra individualmente atue sobre o 
músculo inteiro. Este papel do tecido conjuntivo tem grande significado 
funcional porque na maioria das vezes as fibras não se estendem de uma 
extremidade do músculo até a outra.!
! É ainda por intermédio do tecido conjuntivo que a força de contração do 
músculo se transmite a outras estruturas como tendões, ligamentos e ossos.!
! Os vasos sangüíneos penetram no músculo através dos septos de 
tecido conjuntivo e formam uma rica rede de capilares que correm entre as 
fibras musculares.!
! Cada fibra muscular apresenta perto do seu centro uma terminação 
nervosa motora, a chamada placa motora. O citoplasma da fibra muscular 
apresenta-se preenchido por fibrilas paralelas, as miofibrilas.!
! As miofibrilas são cilíndricas, apresentam um diâmetro de 1 a 2 mm e 
correm longitudinalmente à fibra muscular, preenchendo quase completamente 
o seu interior. Ao microscópio óptico, aparecem com estriações transversais, 
pela alternância de faixas claras e escuras. Ao microscópio de polarização, a 
faixa escura é anisotrópica e, portanto, recebeu o nome de banda A, enquanto 
a faixa clara, ou banda I, é isotrópica. No centro de cada banda I aparece uma 
linha transversal escura – a linha Z.!
! A estriação da miofibrila é devida à repetição de unidades iguais, 
chamadas sarcômeros. Cada sarcômero é formado pela parte da miofibrila que 
fica entre duas linhas Z sucessivas e contém uma banda A separando duas 
semibandas I.!
! A banda A apresenta uma zona mais clara no seu centro, a banda H. A 
disposição dos sarcômeros coincide nas várias miofibrilas da fibra muscular, e 
as bandas formam um sistema de estriações transversais, paralelas, que é 
característico das fibras musculares estriadas.!
! O microscópio eletrônico revela a presença de filamentos finos de actina 
e filamentos grossos de miosina dispostos longitudinalmente nas miofibrilas e 
organizados numa distribuição simétrica paralela. Essa organização dos 
filamentos miofibrilares é mantida por diversas proteínas, como por exemplo, 
filamentos intermediários de desmina, que ligam as miofibrilas umas às outras. 
O conjunto de miofibrilas (actina e miosina) é, por sua vez, preso à membrana 
plasmática da célula muscular por meio de diversas proteínas que têm 
afinidade pelos miofilamentos e por proteínas da membrana plasmática. Uma 
dessas proteínas, chamada distrofina, liga os filamentos de actina a proteínas 
integrais da membrana plasmática.!
! Da linha Z, partem os filamentos finos (actina) que correm até o bordo 
externo da banda H. Os filamentos grossos (miosina) ocupam a região central 
do sarcômero.!
! Como resultado dessa disposição, a banda I é formada somente pela 
parte dos filamentos finos que não são invadidos pelos filamentos grossos. A 
banda A é formada principalmente por filamentos grossos e a banda H somente 
pelos filamentos grossos.!
! Na região lateral da banda A, os filamentos finos e grossos se 
interdigitam. Um corte transversal nessa região mostra uma disposição 
simétrica tal que cada filamento grossos fica rodeado por seis filamentos finos, 
num arranjo hexagonal.!
! As miofibrilas do músculo estriado contêm quatro proteínas principais: 
miosina, actina, tropomiosina e troponina. Os filamentos grossos são formados 
de miosina e as outras três proteínas são encontradas nos filamentos finos. A 
miosina e a actina juntas, representam 55% do total de proteínas do músculo 
estriado.!!
ACTINA!
! Apresenta-se sob a forma de polímeros longos (actina F) formados por 
duas cadeias de monômeros globulares (actina G) torcidas uma sobre a outra, 
em hélice dupla. Cada monômero de actina G tem 5,6 nm de diâmetro. Uma 
característica importante das moléculas de actina G é a sua assimetria 
estrutural. Quando elas se polimerizam para formar a actina F, a frente de um 
monômero combina-se com a parte posterior do outro, produzindo um filamento 
polarizado. Cada monômero globular de actina G possui uma região que 
interage com a miosina. Os filamentos de actina ancorados perpendicularmente 
em cada lado da linha Z exibem polaridades opostas, em cada lado desta linha.!!
TROPOMIOSINA!
! Molécula longa e fina, com cerca de 40 nm de comprimento, contendo 
duas cadeias polipeptídicas, uma enrolada na outra. As moléculas de 
tropomiosina unem-se umas às outras pelas extremidades, para formar 
filamentos que se localizam ao longo do sulco existente entre os dois 
filamentos de actina F.!!
TROPONINA!
! Complexo de três subunidades: TnT, que se liga fortemente à 
tropomiosina; TnC, que tem grande afinidade pelos íons cálcio; e TnI, que 
cobre o sítio ativo da actina onde ocorre a interação entre a actina e a miosina. 
Cada molécula de tropomiosina tem um local específico onde se prende um 
complexo (três subunidades) de troponina.!!
MIOSINA!
! A molécula de miosina é grande. Tem forma de bastão com 20nm de 
comprimento e 2-3nm de diâmetro, sendo formada por dois peptídeos 
enrolados em hélice. Numa de suas extremidades a miosina apresenta uma 
saliência globular ou cabeça, que possui locais específicos para combinação 
com ATP e é dotada de atividade ATPásica. É nesta parte da molécula que tem 
lugar a hidrólise do ATP. Nesta parte também se encontra o local de 
combinação com a actina. Quando submetida à ligeira proteólise, a molécula 
de miosina pode ser dividida em dois fragmentos: meromiosina leve e 
meromiosina pesada. O fragmento leve corresponde a maior parte da porção 
em bastão da molécula, enquanto a pesada contém a saliência globular 
(cabeça) mais uma pequena parte do bastão (pescoço). As moléculas de 
miosina são dispostas nos filamentos grossos de tal maneira que suas partes 
em bastão se sobrepõem e as cabeças situam-se para fora. A parte central do 
sarcômero, que corresponde à banda H, representa uma região de 
sobreposição da miosina constituída exclusivamente da parte em bastão das 
moléculas. Existe um conjunto de filamentos finos, compostos por titina, que 
estabiliza os filamentos de miosina no eixo longitudinal. Esses filamentos 
possuem aproximadamente 5nm de diâmetro e 1mm de comprimento.!
! A microscopia eletrônica mostra a presença de pontes transversais(pontes cruzadas) entre os filamentos finos e os grossos. Estas pontes são 
formadas pela cabeça da miosina mais um pequeno segmento da parte 
alongada (bastão) da molécula. A atividade ATPásica presente nas cabeças da 
miosina participa diretamente na transdução da energia química em energia 
mecânica, durante a contração muscular.!!!
CONTRAÇÃO MUSCULAR!
! O sarcômero em repouso consiste em filamentos finos e grossos que se 
sobrepõem parcialmente. Durante o ciclo de contração os dois tipos de 
filamentos conservam seus comprimentos originais. Desde que a contração 
não é devida ao encurtamento dos filamentos, deve ser conseqüência de um 
aumento na zona de sobreposição entre os filamentos.!
! A contração se inicia na banda A, onde os filamentos finos e grossos se 
sobrepõem. Durante o ciclo de contração a actina e a miosina interagem da 
seguinte maneira: durante o repouso, ATP liga-se à ATPase das cabeças da 
miosina. Para atacar a molécula de ATP e libertar energia, a miosina necessita 
da actina, que atua como cofator. No músculo em repouso a miosina não pode 
associar-se à actina, devido à repressão do local de ligação pelo complexo 
troponina-tropomiosina fixado sobre o filamento de actina F. Todavia, quando 
há disponibilidade de íons cálcio, estes se combinam com a unidade TnC da 
troponina. Isto muda a configuração espacial das três subunidades de 
troponina e empurra a molécula de tropomiosina mais para dentro do sulco da 
hélice de actina. Em conseqüência, ficam expostos os sítios de ligação dos 
componentes globulares da actina, que fica livre para interagir com a cabeça 
das moléculas de miosina. A combinação dos íons cálcio com a subunidade 
TnC corresponde à fase em que o complexo miosina - ATP é ativado. Como 
resultado da ponte entre a cabeça da miosina e a subunidade de actina G do 
filamento fino, o ATP é convertido em ADP + Pi (fosfato inorgânico) + energia. 
Esta atividade leva a uma deformação da cabeça e de parte do bastão da 
miosina, aumentando a curvatura da cabeça. Como a actina está combinada 
com a miosina, o movimento da cabeça da miosina empurra o filamento da 
actina, promovendo seu deslizamento sobre o filamento de miosina. Embora o 
filamento grosso possua um elevado número de cabeças de miosina, em cada 
momento da contração apenas um pequeno número de cabeças alinha-se com 
os locais de combinação da actina. À medida que as cabeças de miosina 
movimentam a actina, novos locais para formação das pontes actina-miosina 
aparecem. As pontes antigas de actina-miosina só se desfazem depois que a 
miosina se une à nova molécula de ATP; esta ação determina também a volta 
da cabeça de miosina para sua posição primitiva, preparando-se para novo 
ciclo.!
! Uma única contração muscular é o resultado de milhares de ciclos de 
formação e destruição de pontes actina-miosina. A atividade contrátil, que leva 
a uma sobreposição completa entre os filamentos finos e grossos, continua até 
que íons cálcio sejam removidos e o complexo de troponina-tropomiosina cubra 
novamente o local de combinação da miosina.!
! Durante a contração a banda I diminui de tamanha, à medida que os 
filamentos de actina penetram na banda A. Concomitantemente, a banda H – 
parte da banda A contendo somente filamentos grossos – também se reduz, à 
medida que os filamentos finos se sobrepõem completamente aos grossos. 
Como resultado, cada sarcômero, e em conseqüência a fibra muscular inteira, 
sofrem encurtamento.!
! A contração muscular depende da disponibilidade de íons cálcio e o 
relaxamento muscular está na dependência da ausência desses íons. O 
retículo sarcoplasmático regula o fluxo do íon cálcio, necessário para a 
realização rápida dos ciclos de contração e relaxamento. O retículo 
sarcoplasmático consiste em uma rede de cisternas do retículo endoplasmático 
liso, que envolve grupos de miofilamentos, separando-os em feixes cilíndricos. 
Quando a membrana do retículo sarcoplasmático é despolarizada pelo 
estímulo nervoso, os íons cálcio concentrados nas cisternas do retículo 
sarcoplasmático são liberados passivamente e atingem os filamentos finos e 
grossos da vizinhança, ligando-se à troponina e permitindo a formação de 
pontes cruzadas entre a actina e a miosina. Quando cessa a despolarização, o 
retículo sarcoplasmático por processo ativo (que consome energia) transporta 
novamente o cálcio para dentro das cisternas, o que interrompe a atividade 
contrátil.!
! A despolarização da membrana do retículo sarcoplasmático, que resulta 
na liberação de íons cálcio, inicia-se na placa motora, uma junção mioneural 
situada na superfície da fibra muscular. A despolarização iniciada na superfície 
teria de se difundir através da espessura da fibra muscular para efetuar a 
liberação de cálcio nas cisternas profundas do retículo sarcoplasmático. Nas 
fibras musculares mais calibrosas isto levaria a uma onda de contração lenta, 
de tal maneira que as miofibrilas periféricas contrair-se-iam antes que as 
situadas mais profundamente. O sistema de túbulos transversais ou túbulos T é 
responsável pela contração uniforme de cada fibra muscular esquelética. Este 
sistema é constituído por uma rede de invaginações tubulares da membrana 
(sarcolema) da fibra muscular, cujos ramos vão envolver ambas as junções das 
bandas A e I de cada sarcômero.!
! Em cada lado de cada túbulo T existe uma expansão ou cisterna 
terminal do retículo sarcoplasmático. Este complexo, formado por um túbulo T 
e duas cisternas terminais do retículo sarcoplasmático, é conhecido como 
tríade. Na tríade, a despolarização dos túbulos T é transmitida ao retículo 
sarcoplasmático.!
! A contração normal das fibras musculares esqueléticas é comandada 
por nervos que se ramificam no tecido conjuntivo do perimísio, onde cada 
nervo origina sua bainha de mielina e forma uma dilatação que se coloca 
dentro de uma depressão da superfície da fibra muscular. Esta estrutura 
chama-se placa motora. Neste local o axônio é recoberto por uma delgada 
camada de citoplasma das células de Schwann. O terminal axônico apresenta 
numerosas mitocôndrias e vesículas sinápticas com o neurotransmissor 
acetilcolina. Entre o axônio e a superfície da fibra muscular existe uma fenda 
sináptica, contendo material que forma uma lâmina basal. Na junção, o 
sarcolema forma as dobras juncionais. O sarcoplasma abaixo dessas dobras 
contém núcleos da fibra muscular, numerosas mitocôndrias, ribossomos e 
grânulos de glicogênio.!
! Quando uma fibra do nervo motor dispara (impulso nervoso), o terminal 
axônico libera acetilcolina, que se difunde através da fenda sináptica e vai se 
prender a receptores situados no sarcolema das dobras juncionais. A ligação 
com o neurotransmissor faz o sarcolema ficar mais permeável ao sódio, o que 
resulta na sua despolarização. O excesso de acetilcolina é hidrolisado pela 
colinesterase presente na fenda sináptica. A destruição da acetilcolina é 
necessária para evitar o contato prolongado do neurotransmissor com os 
receptores do sarcolema.!
! A despolarização iniciada na placa motora propaga-se ao longo da 
membrana da fibra muscular e penetra na profundidade da fibra através do 
sistema de túbulos transversais. Em cada tríade o sinal despolarizador passa 
para o retículo sarcoplasmático e resulta na liberação de cálcio, que inicia o 
ciclo de contração. Quando a despolarização termina, o cálcio é transportado 
ativamente de volta para as cisternas do retículo sarcoplasmático e o músculo 
relaxa. !
!