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Apg 14: 1. COMPREENDER A histologia dos musculos 2. ENTENDER a fisiologia da contracao dos musculos esqueleticos. É responsável pelo movimento do corpo e de suas partes e por mudanças no tamanho e no formato dos órgãos internos. Caracteriza-se por agregados de células alongadas e especializadas, dispostas em arranjos paralelos, cuja principal função é a contração. A interação de miofilamentos é responsável pela contração das células musculares. Filamentos finos: actina Filamentos espessos: miosina, contém uma cabeça e cauda organizada helicoidalmente Sarcoplasma: onde estão os miofilamentos – juntos formam a unidade contrátil (sarcômero) MUSCULO ESQUELETICO A célula muscular/fibra muscular é um sincício multinucleado Sarcolema: membrana plasmática da fibra muscular As fibras musculares se mantem unidas por tecido conjuntivo (individual e feixes de fibras) – essencial para transdução de força – na extremidade continua como tendão (fixa musculo ao osso) • Endomísio: fibras reticulares que circunda cada fibra muscular – apresenta pequenos vasos sanguíneos que corre paralelamente a fibra. • Perimísio: circunda um grupo de fibras para formar um feixe/fascículo (unidades funcionais das fibras – atuam em conjunto para realizar a contração), são encontrados vasos sanguíneos e nervos. • Epimísio: tecido conjuntivo denso que circunda um conjunto de fascículos (fáscia de revestimento profunda), circunda músculos individuais ou grupos de músculos para formar compartimentos. Onde então os principais vasos e nervos Classificação das fibras musculares: • Velocidade de contração: determina a velocidade com a qual a fibra é capaz de se contrair e de relaxar. • Velocidade enzimática: velocidade da reação da miosina ATPase determina a taxa com que essa enzima é capaz de degradar as moléculas de ATP durante o ciclo de contração • Perfil/atividade metabólica: indica a capacidade de produção de ATP por fosforilação oxidativa ou glicólise Possui 3 tipos de fibras musculares, que se apresentam de acordo com o a mioglobina (proteína fixadora de oxigênio) e a quantidade de mitocôndrias: • Fibras do tipo I/Fibras oxidativas lentas/Vermelhas: muitas mitocôndrias e mioglobina. São unidades motoras de contração espasmódica (contração única e breve do músculo)-continua, lenta resistente à fadiga. Essas fibras exibem grande resistência à fadiga, mas geram menos tensão que outras fibras. Sua velocidade de reação da miosina ATPase é a mais lenta de todos os tipos de fibras. São encontradas nos músculos do dorso – manutenção da postura ereta (atletas de resistência) • Fibras do tipo IIa/Fibras glicolíticas oxidativas rápidas/Intermédias: muitas mitocôndrias e mioglobina. Contêm muito glicogênio e são capazes de realizar glicólise anaeróbica. A velocidade de reação da ATPase de sua miosina é alta. Constituem as unidades motoras de contração espasmódica rápida, resistentes à fadiga, que provocam alta tensão muscular máxima. – Presentes em atletas corredores, nadadores • Fibras do tipo IIb/Fibras glicolíticas rápidas/Brancas: menos mioglobina e mitocôndrias. Baixo nível de enzimas oxidativas, mas exibem alta atividade enzimática anaeróbica e armazenam quantidade considerável de glicogênio. Essas fibras são unidades motoras de contração espasmódica rápida, propensas à fadiga, que provocam alta tensão muscular máxima. Sua velocidade de reação da miosina ATPase é a mais rápida de todos os tipos de fibras. Elas também se fadigam rapidamente em consequência da produção de ácido láctico. – Músculos dos olhos e dedos (movimentos finos e precisos) Musculo esquelético – composto por fascículos – composto por fibras musculares – composto por varias miofibrilas (subunidade funcional e estrutural da fibra muscular) - composta por fascículos de miofilamentos – compostos de filamentos finos (actina) e grossos (miosina) – que juntos formam o sarcômero (unidade contrátil básica) ** Os feixes de miofilamentos que constituem a miofibrila são circundados por um retículo endoplasmático liso (REL) bem desenvolvido, também denominado retículo sarcoplasmático - As mitocôndrias e os depósitos de glicogênio estão localizados entre as miofibrilas em associação ao REL SACÕMERO Estrias transversais (característica histológica) Banda A: escuras, filamentos grossos (miosina) e actina Banda I: claras, filamentos finos (actina) - exclusivo Linha Z: divide a banda I (delimita o sarcômero) Banda H: divide a banda A (exclusivo miosina) Linha M: divide a banda H ** Quando um músculo se contrai, cada sarcômero encurta, mas os miofilamentos conservam o mesmo comprimento. **titina: sustentação para miosina FILAMENTOS FINOS - ACTINA filamentos finos: actina(F) entrelaçada a proteínas reguladora tropomiosina e troponina Tropomiosina: Forma filamentos que se alojam no sulco existente entre as moléculas de actina F no filamento fino. No músculo em repouso, a tropomiosina e a sua proteína reguladora, o complexo de troponina, mascaram o local de ligação da miosina na molécula de actina Complexo troponina: consiste em três subunidades globulares. Cada molécula de tropomiosina contém um complexo de troponina • troponina C (TnC) é a menor subunidade do complexo de troponina. A ligação da troponina C ao Ca2+ constitui uma etapa essencial no início da contração (fixa o cálcio) • troponina T (TnT) liga-se à tropomiosina, ancorando o complexo de troponina • troponina I (TnI) liga-se à actina, inibindo, assim, a interação actina-miosina. FILAMENTOS GROSSOS – MIOSINA Miosina II - proteínas motoras, que produzem motilidade pela interação cíclica com subunidades de actina no músculo estriado Forma de bastonete – duas cadeias polipeptídicas pesadas e quatro cadeias leves (1 par pesadas – cauda, e 2 pares leves – cabeça, sitio de ligação para ATP e actina) Tem duas cabeças globulares conectadas por braços de alavanca com a cauda (cadeia leve essencial e proteína leve reguladora) Interação das cadeias pesada e leve determina a velocidade e a força da contração muscular Cabeça da miosina: meromiosina pesada, local de ligação para ATP e actina (cadeia leve essencial e leve reguladora) Cauda da miosina: meromiosina leve (cadeia pesada) CICLO DE LIGAÇÃO CRUZADA DA ACTOMIOSINA Repouso: as cabeças de miosina são impedidas de se ligar às moléculas de actina pela tropomiosina, que recobre os locais de ligação da miosina nas moléculas de actina Contração: após estimulação nervosa, o Ca2+ é liberado para o sarcoplasma e liga-se à troponina. Esta, quando ligada ao Ca2+, atua sobre a tropomiosina, expondo os locais de ligação de miosina nas moléculas de actina. Uma vez expostos os locais de ligação, as cabeças de miosina tornam-se capazes de interagir com moléculas de actina, formando ligações cruzadas que promovem o deslizamento dos dois filamentos, um sobre o outro. ** A miosina, uma proteína motora associada à actina com atividade de ATPase, converte a energia química em força mecânica pelo ciclo estabelecido entre os estados de associação e dissociação com a actina durante o ciclo da ATPase. Cada ciclo de ligação cruzada é formado por cinco estágios: é a miosina andando sobre a actina pra gerar tensão/força 1. Fixação: inicio do ciclo, cabeça da miosina está firmemente ligada à molécula de actina do filamento fino, e o ATP está ausente 2. Liberação: o ATP liga-se à cabeça da miosina e induz mudanças de conformação no local de ligação da actina - diminui a afinidade da cabeça da miosina pela molécula de actina, produzindo o desacoplamento da cabeça da miosina do filamento fino de actina 3. Inclinação: O local de ligação do ATP na cabeça da miosina sofre alterações adicionais na sua conformação, fazendo com que a cabeça da miosina se inclineem consequência da rotação do braço de alavanca da miosina, assumindo a mesma posição observada antes da produção de tensão (power stroke). – devido degradação do ATP “movimento de recuperação” 4. Geração de força: A cabeça da miosina liga-se fracamente a seu novo local de ligação na molécula de actina do filamento fino, causando a liberação de fosfato inorgânico, causando: - a afinidade de ligação entre a cabeça da miosina e o seu novo local de fixação aumenta - a cabeça da miosina gera uma força quando ela retorna à sua posição não inclinada original. ** à medida que a cabeça da miosina volta à sua posição original, ela força o movimento do filamento fino ao longo do filamento espesso. Esta é a produção de tensão (power stroke). Durante esse estágio, ocorre perda do ADP da cabeça da miosina 5. Refixação: cabeça da miosina é mais uma vez firmemente ligada a uma nova molécula de actina do filamento fino (configuração rígida), e o ciclo pode se repetir REGULAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR A existência de Ca2+ é necessária para que ocorra a reação entre a actina e a miosina. Depois da contração, o Ca2+ precisa ser removido. Esse aporte e remoção rápidos de Ca2+ são realizados pela atuação combinada do retículo sarcoplasmático e do sistema tubular transverso (túbulos em T). • Reticulo sarcoplamático: compartimento de cisternas achatadas que atuam como reservatório de Ca2+, formado uma serie de redes ao redor das miofibrilas, um circunda a banda A e outro a banda I, quando se duas redes se encontram formam: • Cisternas terminais: reservatório de cálcio. Apresenta em sua membrana os canais de liberação de cálcio (receptores de rianodina), que liberam o cálcio no sarcoplasma • Sistema de túbulos transversais/ tubulos T: invaginações do sarcolema, entre as cistenas terminais continuas., penetram a fibra muscular e seus ramos envolvem as junções das bandas A-I. Apresentam proteínas sensoras de voltagem (são ativados quando a membrana despolariza – afetam diretamente os canais de liberação de cálcio) ** O complexo formado por um túbulo T e duas expansões ou cisternas terminais adjacentes do retículo sarcoplasmático é denominado tríade – resulta em contração muscular INERVAÇÃO MOTORA Fibras musculares são inervadas por neurônios motores A junção neuromuscular é o contato estabelecido pelos ramos terminais do axônio com a fibra muscular A terminação axônica é uma estrutura pré-sináptica típica que contém numerosas mitocôndrias e vesículas sinápticas, as quais contêm o neurotransmissor acetilcolina (ACh). A liberação de acetilcolina na fenda sináptica inicia a despolarização da membrana plasmática, levando à contração da célula muscular. Receptores nicotínicos: é um canal de Na+ com comporta para o transmissor. A ligação da ACh abre os canais de Na+, causando um influxo de Na+ dentro da célula muscular estriada. Esse influxo resulta em uma despolarização localizada da membrana acetilcolinesterase (AChE) degrada rapidamente a acetilcolina, a fim de impedir estimulação continuada. Um neurônio, juntamente com as fibras musculares específicas que ele inerva, é denominado unidade motora. **A natureza da contração muscular é determinada pelo número de terminações nervosas motoras, bem como pelo número de tipos específicos de fibras musculares que são despolarizados. Embora a despolarização de uma fibra muscular em uma única junção neuromuscular seja caracterizada por um fenômeno de “tudo ou nada”, nem todas as terminações nervosas sofrem descarga ao mesmo tempo, o que possibilita uma resposta gradativa ao estímulo contrátil. CONTRAÇÃO DO MUSCULO ESQUELÉTICO 1. A contração de uma fibra muscular esquelética é iniciada quando o impulso nervoso que se propaga ao longo do axônio de um neurônio motor chega à junção neuromuscular. 2. O impulso nervoso desencadeia a liberação de acetilcolina na fenda sináptica, que se liga aos canais de Na+ regulados por ACh, causando despolarização local do sarcolema. 3. Os canais de Na+ regulados por voltagem se abrem, e o Na+ entra na célula. 4. Uma despolarização generalizada propaga-se pela membrana plasmática da célula muscular e continua através das membranas dos túbulos T. 5. As proteínas sensoras de voltagem (DHSR) na membrana plasmática dos túbulos T modificam a sua conformação. 6. Nas tríades de células musculares, os túbulos T estão em íntimo contato com as dilatações laterais do retículo sarcoplasmático, em que os canais de liberação de Ca2+ com comporta (RyR1) são ativados por mudanças na conformação das proteínas sensoras de voltagem. 7. O Ca2+ é rapidamente liberado do retículo sarcoplasmático no sarcoplasma. 8. O Ca2+ acumulado difunde-se para os miofilamentos, em que se liga à porção TnC do complexo de troponina. 9. O ciclo de ligação cruzada da actomiosina é iniciado. 10. O Ca2+ retorna às cisternas terminais do retículo sarcoplasmático, em que é concentrado e capturado pela calsequestrina, uma proteína ligante do Ca2+. INERVAÇÃO SENSORIAL receptores sensoriais encapsulados dos músculos e dos tendões fornecem exemplos de proprioceptores. (informações do grau de estiramento e tensão em um musculo) fuso muscular é o receptor de estiramento especializado localizado no músculo esquelético., que consiste em dois tipos de fibras: - células do fuso - terminais neurais fibras nervosas aferentes sensoriais (Ia e II) transportam a informação a partir do fuso muscular. células fusais recebem inervação motora (eferente) da medula espinal e do encéfalo por meio de dois tipos de fibras nervosas eferentes motoras (tipo γ) órgãos tendíneos de Golgi são encontrados nos tendões do músculo e respondem ao aumento de tensão sobre o músculo. Esses receptores contêm apenas fibras nervosas sensoriais (aferentes, Ib) e monitoram a tensão muscular (ou força de contração) dentro de uma amplitude ideal. MUSCULO CARDIACO • As células musculares cardíacas (miócitos cardíacos) são células cilíndricas curtas com um único núcleo de localização central. Estão presas umas às outras por discos intercalares, formando uma fibra muscular cardíaca • Os discos intercalares representam junções adesivas altamente especializadas entre as células e contêm fáscia de adesão (ancoram filamentos de actina), junções comunicantes (passagem de íons/sincício) e máculas de adesão (desmossomos – unem as fibras cardíacas) • As cisternas terminais são muito menores que as do músculo esquelético, e os túbulos T formam díades, que se localizam no nível da linha Z (uma por sarcômero) • A passagem de Ca2+ do lúmen do túbulo T para o sarcoplasma de um miócito cardíaco é essencial para iniciar o ciclo de contração • As células musculares de condução cardíaca especializadas (fibras de Purkinje) exibem contração rítmica espontânea. Geram e transmitem rapidamente potenciais de ação para várias partes do miocárdio • O sistema nervoso autônomo regula a velocidade de contração do músculo cardíaco. MUSCULO LISO • O músculo liso geralmente ocorre em feixes ou folhetos de pequenas células fusiformes alongadas (denominadas fibras), com extremidades finamente afiladas. Essas células são especializadas para contrações lentas e prolongadas • As células musculares lisas contêm um aparelho contrátil de filamentos finos e espessos e um citoesqueleto de filamentos intermediários de desmina e vimentina. No músculo liso, a miosina é montada como filamentos espessos em arranjo polar lateral • Não formam sarcômeros e não exibem estriações • Os filamentos finos contêm actina, tropomiosina (uma isoforma do músculo liso), caldesmona e calponina. Não há troponina associada à tropomiosina do músculo liso • Os filamentos finos estão fixados a densidades citoplasmáticas (corpos densos), que contêm α-actinina e que se localizam emtodo o sarcoplasma e próximo ao sarcolema – permite que a célula se contraia de uma vez • A contração do músculo liso é desencadeada por vários impulsos, incluindo estímulos mecânicos (estiramento passivo), elétricos (despolarização nas terminações nervosas) e químicos (hormônios que atuam por um segundo mensageiro) • Como as células musculares lisas não têm túbulos T, o Ca2+ é liberado por cavéolas e vesículas citoplasmáticas • A contração do músculo liso é iniciada pela ativação da quinase da cadeia leve de miosina (MLCK) e pelo complexo Ca2+–calmodulina. ROSS, M. H.; PAWLINA, W. Histologia: texto e atlas, correlações com Biologia celular e molecular. 7.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016 GUYTON, A.C. e Hall J.E. – Tratado de Fisiologia Médica. Editora E lsevier. 13ª ed., 2017
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