APG 15 - SOI II

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APG 15 – The Big Ramy
· Diferenciar os tipos de fibras musculares.
· Compreender os mecanismos que desencadeiam e atuam na contração do músculo estriado esquelético.
· Entender como ocorre a junção neuromuscular (neurotransmissores e receptores).
· Descrever o processo de hipertrofia muscular.
Objetivo 1:
O tecido muscular é constituído de células alongadas, que contêm grande quantidade de filamentos citoplasmáticos compostos de proteínas cujo arranjo torna possível a transformação de energia química em energia mecânica. Estas proteínas produzem a força necessária para a contração das células e do tecido muscular, utilizando a energia armazenada em moléculas de trifosfato de adenosina (ATP). As células musculares têm origem mesodérmica, e, durante sua diferenciação, há síntese de proteínas filamentosas concomitantemente ao alongamento das células. De acordo com suas características morfológicas e funcionais, distinguem-se três tipos de tecido muscular: o músculo estriado esquelético, o músculo estriado cardíaco e o músculo liso. Por serem alongadas, as células musculares são também denominadas fibras. O músculo estriado esquelético é formado por feixes de células cilíndricas multinucleadas e muito longas, com estriações transversais. Essas células, ou fibras, têm contração rápida e vigorosa e estão sujeitas ao controle voluntário. O músculo estriado cardíaco, cujas células também apresentam estrias transversais, é formado por células alongadas, porém muito mais curtas que as do músculo esquelético. Suas fibras são ramificadas e se unem por meio de estruturas chamadas discos intercalares, encontradas exclusivamente no músculo cardíaco. A contração das células musculares cardíacas é involuntária, vigorosa e rítmica. O músculo liso é formado por células fusiformes que não têm estrias transversais. Nele, o processo de contração é lento e não está sujeito ao controle voluntário. Determinados componentes das células musculares receberam nomes especiais. A membrana celular é chamada de sarcolema; o 
O citosol, de sarcoplasma; e o retículo endoplasmático liso, de retículo sarcoplasmático
MÚSCULO ESQUELÉTICO 
O tecido muscular esquelético é formado por feixes de células muito longas (até 30 cm), cilíndricas, multinucleadas e com inúmeros filamentos cilíndricos chamados miofibrilas. O diâmetro das fibras musculares estriadas esqueléticas varia de 10 a 100 μm. Essas células se originam no embrião a partir de mioblastos. Os numerosos núcleos elípticos encontram-se logo abaixo do sarcolema. Essa localização nuclear característica ajuda a distinguir o músculo esquelético do músculo cardíaco, ambos com estriações transversais, uma vez que, no músculo cardíaco, os núcleos são centrais.
· Organização do músculo esquelético
 Os músculos, como o bíceps ou o deltoide, por exemplo, são formados por milhares de fibras musculares organizadas em conjuntos de feixes. Estes são envolvidos por uma camada de tecido conjuntivo chamada epimísio, que recobre o músculo inteiro. Do epimísio partem finos septos de tecido conjuntivo que se dirigem para o interior do músculo, separando os feixes. Esses septos constituem o perimísio. Assim, o perimísio envolve os feixes de fibras. Entre as fibras musculares há uma delicada camada de tecido conjuntivo, denominada endomísio, formada por fibras reticulares e células do tecido conjuntivo. O endomísio contém uma extensa rede de capilares sanguíneos. Cada célula muscular esquelética é envolvida por uma lâmina basal. O tecido conjuntivo do músculo contém ainda vasos linfáticos e nervos. Uma função importante do tecido conjuntivo é manter unidas as fibras musculares de um músculo, além de agir na transmissão das forças produzidas pelo músculo na sua contração. Alguns músculos se afilam nas extremidades, observando-se uma transição gradual de músculo para tendão. Nessa região de transição, as fibras de colágeno do tendão inserem-se em dobras complexas do sarcolema.
Por que as fibras têm o aspecto estriado:
 Cada fibra muscular contém milhares de filamentos cilíndricos chamados miofibrilas, que medem 1 a 2 μm de diâmetro e são paralelas ao eixo maior da fibra muscular, isto é, percorrem a fibra em sua extensão. Cada miofibrila é formada pela sequência repetitiva de unidades denominadas sarcômeros, que medem cerca de 2,5 μm de comprimento e são formados pela região da miofibrila situada entre dois discos Z sucessivos. Cada sarcômero contém uma banda A ladeada por duas semibandas I. Os sarcômeros das inúmeras miofibrilas de cada fibra muscular estriada estão alinhadas com as faixas correspondentes das miofibrilas adjacentes. Por esse motivo, quando se observa uma fibra muscular seccionada em corte longitudinal, as bandas aparentam percorrer a fibra em toda a sua espessura.
A microscopia eletrônica revelou que as miofibrilas são constituídas por longos filamentos altamente organizados dispostos longitudinalmente e, portanto, paralelamente ao eixo das células Esses filamentos, chamados miofilamentos, são de dois tipos: finos e grossos. As miofibrilas e seus 
filamentos e discos Z são constituídos de centenas de diferentes tipos de moléculas proteicas. Nos filamentos finos predominam moléculas de actina, e nos filamentos grossos predominam moléculas de miosina II. As miofibrilas do músculo estriado contêm quatro proteínas principais: miosina, actina, tropomiosina e troponina. Os filamentos grossos são formados de miosina II, e as outras três proteínas são encontradas nos filamentos finos. A miosina e a actina, juntas, representam 55% do total das proteínas do músculo estriado. 
Obs... A distrofia muscular de Duchenne é uma miopatia hereditária, ligada ao cromossomo X. Causa lesões progressivas das fibras musculares e, frequentemente, leva à morte prematura. No músculo esquelético desses doentes, nota-se que a distrofina é inexistente ou sua molécula é defeituosa.
MÚSCULO CARDÍACO 
O músculo cardíaco é constituído por células cilíndricas alongadas e às vezes ramificadas, com aproximadamente 15 μm de diâmetro por 85 a 100 μm de comprimento. São, portanto, curtas, em comparação com as fibras musculares esqueléticas. Apesar de essas células apresentarem estriações transversais semelhantes às do músculo esquelético, suas fibras contêm apenas um ou dois núcleos elípticos, os quais se localizam no centro da fibra, e não na periferia celular, como nas fibras dos músculos esqueléticos. As fibras cardíacas são circundadas por uma delicada bainha de tecido conjuntivo equivalente ao endomísio do músculo esquelético, que contém abundante rede de capilares sanguíneos. Elas se prendem entre si por meio de junções intercelulares complexas, que são uma característica exclusiva das fibras musculares cardíacas. Os discos intercalares são vistos nas fibras musculares cardíacas como traços retos ou com aspecto de escada, nos discos intercalares encontram-se duas especializações juncionais principais: junções de adesão e junções comunicantes. 
MÚSCULO LISO 
O músculo liso é formado pela associação de células longas e fusiformes, mais espessas no centro e afiladas nas extremidades, com núcleo único elíptico e central. O tamanho delas varia de 20 a 500 micromeros a depender do local em que está inserida. Esse músculo não têm estriação transversal e, portanto, não possui miofibrilas. As fibras musculares lisas organizam-se em feixes (p. ex., nos músculos eretores dos pelos) ou, mais comumente, em camadas situadas nas paredes de órgãos ocos. As células musculares lisas são revestidas por lâmina basal e mantêm-se unidas por uma rede muito delicada de fibras reticulares. Essas fibras prendem as células musculares lisas umas às outras, de tal maneira que a contração simultânea de apenas algumas ou de muitas células se reflete na contração do músculo inteiro.
Objetivo 2: 
Proteínas musculares 
As miofibrilas são construídas a partir de três tipos de proteínas: (1) as proteínas contráteis, que geram força durante a contração; (2) as proteínas reguladoras, que ajudam a ativar e desativar oprocesso de contração; e (3) as proteínas estruturais, que mantêm os filamentos grossos e finos no alinhamento adequado, conferem à miofibrila elasticidade e extensibilidade e ligam as miofibrilas ao sarcolema e à matriz extracelular. Miosina e actina são as duas proteínas contráteis no músculo e componentes dos filamentos grossos e finos, respectivamente. A miosina é o principal componente dos filamentos grossos e atua como proteína motora nos três tipos de tecido muscular. As proteínas motoras empurram várias estruturas celulares para conseguir o movimento convertendo energia química em ATP em energia mecânica de movimento, isto é, produção de força. No músculo esquelético, cerca de 300 moléculas de miosina formam um único filamento grosso. Cada molécula de miosina tem a forma de dois tacos de golfe enroscados. A cauda de miosina (as hastes dos tacos de golfe enroscados) aponta para a linha M no centro do sarcômero. Caudas de moléculas vizinhas de miosina repousam paralelamente uma à outra, formando a diáfise do filamento grosso. As duas projeções de cada molécula de miosina (cabeças dos tacos de golfe) são chamadas cabeças de miosina. As cabeças se projetam para fora da diáfise de maneira espiralada, cada uma se estendendo no sentido dos 6 filamentos finos que circundam cada filamento grosso. Os filamentos finos encontram-se ancorados nas linhas Z. Seu principal componente é a proteína actina. Moléculas individuais de actina se unem para formar um filamento de actina que se enrosca como uma hélice. Em cada molécula de actina há um local de ligação com a miosina, onde a cabeça de miosina pode se prender. 
Quantidades menores de duas proteínas reguladoras – tropomiosina e troponina – também fazem parte do filamento fino. No músculo relaxado, a ligação da miosina com a actina é bloqueada porque os filamentos de tropomiosina cobrem os locais de ligação com a miosina na actina. Os filamentos de tropomiosina, por sua vez, são mantidos em seu lugar por moléculas de troponina. Logo aprenderemos que quando os íons cálcio (Ca 2+) se ligam à troponina, ela sofre uma mudança de forma que promove a movimentação da tropomiosina para longe dos locais de ligação com a miosina na actina, ocorrendo, subsequentemente, a contração muscular conforme a miosina vai se ligando à actina. Além das proteínas contráteis e reguladoras, o músculo contém cerca de 1 dúzia de proteínas estruturais, que contribuem para o alinhamento, a estabilidade, a elasticidade e a extensibilidade das miofibrilas. A titina, a αactinina, a miomesina, a nebulina e a distrofina são algumas dessas proteínas estruturaischave. A titina é a terceira proteína mais abundante no músculo esquelético (depois da actina e da miosina). O nome dessa molécula reflete seu enorme tamanho. Com massa molecular de cerca de 3 milhões de dáltons, a titina é 50 vezes maior que uma proteína de tamanho médio. Cada molécula de titina ocupa metade de um sarcômero, indo de uma linha Z a uma linha M , uma distância de 1 a 1,2 μm no músculo relaxado. Cada molécula de titina conecta uma linha Z à linha M do sarcômero, ajudando, dessa maneira, a estabilizar a posição do filamento grosso. A parte da molécula de titina na linha Z é bastante elástica. Uma vez que é capaz de se estirar pelo menos quatro vezes a sua extensão em repouso e retornar ao tamanho de repouso sem lesão, a titina é responsável por grande parte da elasticidade e extensibilidade das miofibrilas. É bem provável que a titina ajude o sarcômero a voltar ao seu comprimento de repouso depois da contração ou estiramento muscular, que ajude a evitar a extensão excessiva dos sarcômeros e que mantenha a localização central das bandas A. O material denso das linhas Z contém moléculas de alfa actinina, que se ligam às moléculas de actina do filamento fino e à titina. As moléculas da proteína miomesina formam a linha M. As proteínas da linha M se ligam à titina e conectam os filamentos grossos adjacentes uns aos outros. A miosina mantém os filamentos grossos em alinhamento na linha M. A nebulina é uma proteína longa e não elástica que acompanha cada filamento fino por toda sua extensão. Essa proteína ajuda a ancorar os filamentos finos às linhas Z e regula a extensão dos filamentos finos durante o desenvolvimento. A distrofina liga os filamentos finos do sarcômero às proteínas integrais de membrana do sarcolema, que por sua vez, estão presas às proteínas na matriz extracelular de tecido conjuntivo que circunda as fibras musculares. Acredita-se que a distrofina e suas proteínas associadas reforcem o sarcolema e ajudem a transmitir a tensão gerada pelos sarcômeros aos tendões. 
Mecanismo de deslizamento dos microfilamentos (ou microfilamento deslizante) A contração muscular ocorre porque as cabeças de miosina se prendem e “caminham” ao longo dos filamentos finos nas duas extremidades de um sarcômero, empurrando de maneira progressiva os filamentos finos na direção da linha M. Em consequência disso, os filamentos finos deslizam para dentro e se encontram no centro do sarcômero. É, até mesmo, possível avançar tanto nesse sentido a ponto de suas extremidades se sobreporem. Conforme os filamentos finos vão deslizando, a banda I e a zona H se estreitam e, por fim, desaparecem juntas quando o músculo está em contração máxima. Entretanto, a largura da banda A e os comprimentos individuais dos filamentos finos e grossos permanecem inalterados. Uma vez que os filamentos finos em cada lado do sarcômero estão presos às linhas Z, quando os filamentos finos deslizam, as linhas Z se aproximam e o sarcômero encurta. O encurtamento dos sarcômeros causa encurtamento de toda a fibra muscular, que, por sua vez, leva ao encurtamento de todo o músculo.
Ciclo da contração 
No início da contração, o retículo sarcoplasmático libera íons cálcio (Ca 2+) no sarcoplasma, onde se ligam à troponina. A troponina, por sua vez, faz com que a tropomiosina se movimente para longe dos locais de ligação com a miosina na actina. Uma vez “liberados” os locais de ligação, o ciclo da contração – a sequência repetida de eventos que faz com que os filamentos deslizem – começa. O ciclo da contração consiste em quatro etapas:
1) Hidrólise de ATP: 
A cabeça de miosina engloba um local de ligação com o ATP e uma ATPase, enzima que hidrolisa o ATP em ADP (difosfato de adenosina) e um grupo fosfato. Essa reação de hidrólise reorienta e energiza a cabeça de miosina. Observe que os produtos da hidrólise de ATP – ADP e um grupo fosfato – ainda continuam presos à cabeça de miosina. 
2) Acoplamento da miosina à actina para formar pontes transversas: 
As cabeças de miosina energizadas se fixam aos locais de ligação com a miosina na actina e liberam o grupo fosfato previamente hidrolisado. Quando as cabeças de miosina se prendem à actina durante a contração, elas são chamadas pontes transversas. 
3) Movimento de força:
 Depois da formação das pontes transversas, ocorre o movimento de força. Durante o movimento de força, o local na ponte transversa onde o ADP ainda está ligado se abre. Em consequência disso, a ponte transversa roda e libera o ADP. A ponte transversa gera força ao rodar em direção ao centro do sarcômero, deslizando o filamento fino pelo filamento grosso na direção da linha M. 
4) Desacoplamento da miosina da actina:
Ao final do movimento de força, a ponte transversa permanece firmemente presa à actina até se ligar a outra molécula de ATP. Quando o ATP se liga ao local de ligação com o ATP na cabeça de miosina, a cabeça de miosina se solta da actina.
 O ciclo da contração se repete conforme a ATPase da miosina vai hidrolisando as moléculas recentemente ligadas de ATP e continua enquanto houver ATP disponível e o nível de Ca 2+ perto do filamento fino estiver suficientemente alto. As pontes transversas se mantêm rodando a cada movimento de força, puxando os filamentos finos na direção da linha M. Cada uma das 600 pontes transversas em um filamento grosso acopla e desacopla cerca de 5 vezes por segundo. A todo instante, algumas das cabeças de miosina estão acopladasà actina, formando pontes transversas e gerando força, e outras cabeças de miosina estão desacopladas da actina, aprontando-se para se ligar de novo. Com a continuidade do ciclo da contração, o movimento das pontes transversas aplica a força que puxa as linhas Z uma na direção da outra, ocorrendo o encurtamento do sarcômero. Durante a contração muscular máxima, a distância entre duas linhas Z pode diminuir para a metade daquela em repouso. As linhas Z, por sua vez, puxam os sarcômeros vizinhos e toda a fibra muscular encurta. Alguns dos componentes musculares são elásticos: alongam-se discretamente antes de transferir a tensão gerada pelos filamentos deslizantes. Os componentes elásticos constituem as moléculas de titina, o tecido conjuntivo ao redor das fibras musculares (endomísio, perimísio e epimísio) e os tendões que prendem o músculo ao osso. Na medida em que as células de um músculo esquelético começam a encurtar, primeiramente, elas puxam seus tendões e revestimentos de tecido conjuntivo. Os revestimentos e tendões estiram e se tensionam, e essa tensão transferida pelos tendões puxa os ossos aos quais estão presos. O resultado disso é o movimento de uma parte do corpo. Logo aprenderemos, entretanto, que o ciclo da contração nem sempre produz encurtamento das fibras musculares e de todo o músculo. Em algumas contrações, as pontes transversas rodam e geram tensão, porém os filamentos finos não conseguem deslizar porque a tensão que geram não é grande o suficiente para movimentar a carga no músculo (como tentar levantar uma caixa cheia de livros com uma mão).
Acoplamento excitação–contração
 A elevação da concentração de Ca 2+ no sarcoplasma começa a contração muscular e a diminuição cessa. Quando uma fibra muscular está relaxada, a concentração de Ca 2+ no seu sarcoplasma é muito baixa, apenas cerca de 0,1 micromol por litro (0,1 μmol/ ℓ ). No entanto, uma enorme quantidade de Ca 2+ está armazenada dentro do retículo sarcoplasmático. Conforme o potencial de ação muscular vai se propagando ao longo do sarcolema e nos túbulos T, os canais de liberação de Ca 2+ na membrana do RS vão se abrindo . Quando esses canais se abrem, o Ca 2+ sai do RS para o sarcoplasma ao redor dos filamentos grossos e finos. Em consequência disso, a concentração de Ca 2+ no sarcoplasma sobe 10 vezes ou mais. Os íons cálcio liberados se combinam com a troponina, fazendo com que mudem de forma. Essa alteração de conformação movimenta a tropomiosina para longe dos locais de ligação com a miosina na actina. Uma vez livres esses locais de ligação, as cabeças de miosina se ligam a eles para formar pontes transversas e o ciclo da contração começa. Esses eventos descritos são referidos coletivamente como acoplamento excitação–contração, já que constituem as etapas que conectam a excitação (um potencial de ação muscular se propagando pelo sarcolema e nos túbulos T) à contração (deslizamento dos filamentos). A membrana do retículo sarcoplasmático também contém bombas de transporte ativo de Ca 2+ que usam ATP para movimentar Ca 2+ de maneira constante do sarcoplasma para o RS. Enquanto os potenciais de ação musculares se propagam pelos túbulos T, os canais de liberação de Ca 2+ são abertos. Íons cálcio fluem para o sarcoplasma com mais rapidez do que são transportados de volta pelas bombas. Depois da propagação pelos túbulos T do último potencial de ação, os canais de liberação de Ca 2+ fecham. Com o Ca 2+ levado de volta para o RS pelas bombas, a concentração de íons cálcio no sarcoplasma rapidamente diminui. Dentro do RS, moléculas de uma proteína de ligação com cálcio, apropriadamente chamada calsequestrina, se ligam ao Ca 2+, possibilitando que ainda mais Ca 2+ seja sequestrado ou armazenado dentro do RS. Em consequência disso, a concentração de Ca 2+ é 10.000 vezes mais elevada no RS do que no citosol de uma fibra muscular relaxada. Com a queda do nível de Ca 2+, a tropomiosina cobre os locais de ligação da miosina e a fibra muscular relaxa.
Relação comprimento–tensão 
A Figura 10.8 mostra a relação comprimento–tensão do músculo esquelético, indicando como a força da contração muscular depende do comprimento dos sarcômeros no interior do músculo antes do começo da contração. Em um sarcômero com comprimento de cerca de 2 a 2,4 μm (o que é muito próximo da extensão de repouso da maioria dos músculos), a zona de sobreposição em cada sarcômero é ideal e a fibra muscular pode desenvolver tensão máxima. Observe na Figura 10.8 que a tensão máxima (100%) ocorre quando a zona de sobreposição entre um filamento grosso e um fino se estende da margem da zona H até uma extremidade de um filamento grosso. Quando os sarcômeros de uma fibra muscular são estirados a um comprimento mais longo, a zona da sobreposição encurta e menos cabeças de miosina podem fazer contato com os filamentos finos. Portanto, a tensão que a fibra pode produzir diminui. Quando uma fibra muscular esquelética é estirada a 170% do seu comprimento ideal, não há sobreposição entre os filamentos grossos e finos. Uma vez que nenhuma das cabeças de miosina consegue se ligar aos filamentos finos, a fibra muscular não consegue contrair e a tensão é zero. Quando os sarcômeros se tornam mais curtos que o ideal, a tensão possível de ser desenvolvida diminui. Isso acontece porque os filamentos grossos encolhem conforme são comprimidos pelos linhas Z, resultando em menos cabeças de miosina fazendo contato com filamentos finos. Normalmente, o comprimento da fibra muscular em repouso é mantido muito próximo do ideal pelas fortes fixações do músculo esquelético aos ossos (via tendões) e outros tecidos inelásticos.
· Objetivo 3
Junção neuromuscular 
Conforme observado anteriormente, os neurônios que estimulam as fibras musculares esqueléticas a se contraírem são chamados de neurônios somáticos motores. Cada neurônio somático motor apresenta um axônio filiforme que se estende do encéfalo ou medula espinal até um grupo de fibras musculares esqueléticas. A fibra muscular se contrai em resposta a um ou mais potenciais de ação que se propagam ao longo de seu sarcolema e pelo seu sistema de túbulos T. Os potenciais de ação muscular emergem na junção neuromuscular (JNM), que consiste na sinapse entre um neurônio somático motor e uma fibra muscular esquelética. Sinapse é a região onde ocorre a comunicação entre dois neurônios ou entre um neurônio e uma célulaalvo – neste caso, entre um neurônio somático motor e uma fibra muscular. Na maioria das sinapses, um pequeno intervalo, chamado de fenda sináptica, separa as duas células. Uma vez que as células não se tocam fisicamente e o potencial de ação não consegue “pular o intervalo” entre uma célula e outra, a primeira célula se comunica com a segunda liberando um mensageiro químico chamado neurotransmissor. Na JNM, a terminação do neurônio motor, chamada de terminal axônico (terminação axônica), dividese em um grupo de botões sinápticos (Figura 10.9A, B), que constituem a parte neural da JNM. Suspensos no citosol dentro de cada botão sináptico, se encontram centenas de estruturas saculares envoltas por membrana chamados de vesículas sinápticas. Dentro de cada vesícula sináptica há milhares de moléculas de acetilcolina (ACh), o neurotransmissor liberado na JNM. A região do sarcolema oposta aos botões sinápticos terminais, chamada de placa motora (Figura 10.9B, C), é a parte da fibra muscular na JNM. Dentro de cada placa motora terminal, há 30 a 40 milhões de receptores de acetilcolina, proteínas integrais transmembrana às quais a ACh se liga especificamente. Esses receptores são abundantes nas dobras juncionais, sulcos profundos na placa motora terminal que oferecem uma grande área de superfície para a ACh. Conforme será observado, os receptores de ACh são canais iônicos dependentes de ligante. Assim, uma junção neuromuscular inclui todos os botões sinápticos terminais de um lado da fenda sináptica e a placa motora da fibra muscular do outro lado.
O impulso nervoso (potencial de ação nervoso) evoca um potencial de ação muscular da seguintemaneira:
1) Liberação de acetilcolina: A chegada do impulso nervoso nos botões sinápticos terminais estimula a abertura dos canais dependentes de voltagem. Uma vez que os íons cálcio estão mais concentrados no líquido extracelular, o Ca 2+ flui para dentro através dos canais abertos. O Ca 2+, por sua vez, estimula as vesículas sinápticas a sofrerem exocitose. Durante a exocitose, as vesículas sinápticas se fundem com a membrana plasmática do neurônio motor, liberando ACh na fenda sináptica. Em seguida, a ACh se difunde pela fenda sináptica entre o neurônio motor e a placa motora. 
2) Ativação dos receptores de ACh: A ligação de duas moléculas de ACh ao receptor na placa motora abre um canal iônico no receptor de ACh. Uma vez aberto o canal, pequenos cátions, sobretudo Na 2+, podem fluir através da membrana. 
3) Produção do potencial de ação muscular: O influxo de Na 2+ (contra o seu gradiente eletroquímico) torna o interior da fibra muscular mais positivamente carregado. Essa mudança no potencial de membrana desencadeia um potencial de ação muscular. Cada impulso nervoso normalmente evoca um potencial de ação muscular. O potencial de ação, por sua vez, se propaga pelo sarcolema para o sistema de túbulos T, fazendo com que o retículo sarcoplasmático libere seus Ca 2+ armazenados no sarcoplasma e a fibra muscular subsequentemente se contraia. 
4) Término da atividade da ACh: O efeito da ligação da ACh dura pouco porque a ACh é logo degradada por uma enzima chamada acetilcolinesterase (AChE). Essa enzima está presa às fibras de colágeno na matriz extracelular da fenda sináptica. A AChE degrada a ACh em acetil e colina, produtos incapazes de ativar o receptor de acetilcolina. Se outro impulso nervoso libera mais acetilcolina, as etapas e se repetem. Quando os potenciais de ação no neurônio motor cessam, a ACh não é mais liberada e a AChE rapidamente degrada a ACh presente na fenda sináptica. Isso termina a produção de potenciais de ação muscular, o Ca 2+ vai do sarcoplasma da fibra muscular de volta ao retículo sarcoplasmático e os canais de liberação de Ca 2+ no retículo sarcoplasmático fecham. Em geral, a JNM fica próxima ao ponto médio da fibra muscular esquelética. Os potenciais de ação muscular que surgem na JNM se propagam na direção das duas extremidades da fibra. Essa distribuição possibilita a ativação praticamente simultânea (e, com isso, a contração) de todas as partes da fibra muscular. Várias substâncias e produtos derivados de plantas bloqueiam de maneira seletiva determinados eventos na JNM. A toxina botulínica, produzida pela bactéria Clostridium botulinum, bloqueia a exocitose das vesículas sinápticas na JNM. Em consequência disso, a ACh não é liberada e não ocorre a contração muscular. As bactérias se proliferam em alimentos enlatados inadequadamente e sua toxina é uma das substâncias químicas mais letais conhecidas. Uma minúscula quantidade pode ocasionar a morte por paralisação dos músculos esqueléticos. A respiração para devido à paralisia dos músculos respiratórios, inclusive do diafragma. Ainda assim, é a primeira toxina bacteriana a ser usada como medicamento (Botox ® ). As injeções de Botox ® nos músculos afetados podem ajudar pacientes com estrabismo, blefarospasmo (ato de piscar de maneira descontrolada) ou espasmo das cordas vocais que interferem na fala. Além disso, é usada para amenizar dor crônica na coluna decorrente de espasmos musculares na região lombar e como tratamento estético para relaxar músculos causadores de rugas faciais. O derivado vegetal curare, um veneno usado pelos índios da América do Sul em flechas e dardos de zarabatanas, causa paralisia muscular ligandose e bloqueando os receptores de ACh. Na presença do curare, os canais iônicos não se abrem. Medicamentos similares ao curare são muitas vezes usados durante cirurgias com objetivo de relaxar os músculos esqueléticos. Uma família de substâncias químicas chamada agentes anticolinesterásicos possui a propriedade de retardar a atividade enzimática da acetilcolinesterase, atrasando, desse modo, a remoção de ACh da fenda sináptica. Em doses baixas, esses agentes podem fortalecer contraçõesmusculares fracas. Um exemplo é a neostigmina, usada para tratar pacientes com miastenia gravis .
Objetivo 4:
Atividades repetidas e regulares como corrida e dança aeróbica aumentam o suprimento de sangue rico em oxigênio disponibilizado aos músculos esqueléticos para a respiração aeróbica. Em contraste, atividades como levantamento de peso dependem mais da produção anaeróbica de ATP por meio da glicólise. Essas atividades de treino anaeróbico estimulam a síntese de proteínas musculares e resultam, ao longo do tempo, em aumento do tamanho muscular (hipertroͅfia muscular). Atletas que realizam treinamento anaeróbico devem ter uma dieta que inclua a quantidade adequada de proteínas. Essa ingestão de proteína possibilita que o corpo sintetize proteínas musculares e aumente a massa muscular. Em consequência disso, o treino aeróbico promove resistência para atividades prolongadas; em contraste, o treino anaeróbico aumenta a força muscular para atividades curtas. O treino intervalado é um regime que incorpora os dois tipos de treinamento.