10 Estrutura e Funcionamento do Músculo (3)

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PARTE I
O MÚSCULO EM EXERCÍCIO
1. ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DO MÚSCULO 
EM EXERCÍCIO
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
✓Composto por um arranjo ordenado de tecido conjuntivo e
células contráteis;
✓O músculo inteiro é envolvido por um tecido conjuntivo
denominado EPIMÍSIO;
✓São formados por Fascículos, sendo cada um envolvido pelo
PERIMÍSIO;
✓Dentro do fascículo, vemos o 3º Tecido Conjuntivo, o
ENDOMÍSIO, que separa e isola eletricamente as células
musculares (fibras).
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
✓As fibras mais longas medem cerca de 12 cm;
✓Correspondente a cerca de 500 mil sarcômeros;
✓O número de fibras musculares variam entre algumas centenas
até mais que 1 milhão;
•O diâmetro variam entre 10 e 120 um, praticamente invisíveis a
olho nu;
✓ Observando, cuidadosamente, uma fibra muscular é circundada
por uma membrana plasmática denominada plasmalema;
✓ O plasmalema faz parte de uma unidade maior, conhecida
como sarcolema;
✓ Sarcolema é composto de plasmalema e membrana basal;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
plasmalema
✓ Tendões são constituídos de cordões fibrosos de tecido
conjuntivo que transmitem para o osso a força gerada pelas
fibras;
✓ A fibra está presa ao osso por meio de um tendão;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
plasmalema
✓ O plasmalema apresenta diversas características importantes
para o funcionamento das fibras musculares:
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
plasmalema
➢A estrutura da fibra contraída ou em repouso, tem o
aspecto de uma série de pregas rasas ao longo da
superfície;
➢Quando alongadas essas pregas desaparecem;
➢Esse dobramento permite o alongamento da fibra sem que
ocorra ruptura do plasmalema;
➢O plasmalema exibe também pregas juncionais na zona
de inervação da junção neuromuscular que auxilia na
transmissão do potencial de ação do motoneurônio para
fibra muscular;
➢Ajuda manter o equilíbrio acidobásico e transporta
metabólicos desde os vasos capilares até a fibra;
✓ Localizadas entre o plasmalema e a membrana basal;
✓ Estão envolvidas no crescimento e no desenvolvimento dos
músculos esqueléticos;
✓ Envolvidas, também, na adaptação do músculo à lesão; à
imobilização e ao treinamento;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
Células satélites
✓ Substância gelatinosa que preenche os espaços no interior e
entre as miofibrilas;
✓ Contém principalmente proteínas dissolvidas, minerais,
glicogênio, gorduras e as organelas necessárias;
✓ Difere do citoplasma da maioria das células por conter uma
grande quantidade de glicogênio armazenado, bem como
mioglobina (composto ligante de oxigênio bastante semelhante
a hemoglobina);
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
Sarcoplasma
✓ O sarcoplasma também abriga uma extensa rede de túbulos
transversos (túbulos T), extensões do plasmalema que
atravessam lateralmente a fibra muscular;
✓ Túbulos interconectados ao passarem entre as miofibrilas,
permitindo que os impulsos nervosos recebidos pelo
plasmalema sejam rapidamente transmitidos a cada miofibrila;
✓ Proporcionam caminhos desde a parte externa da fibra até seu
interior, permitindo que substâncias penetrem na célula e que
resíduos saiam;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
Túbulos transversos
✓ Rede longitudinal de túbulos;
✓ Canais membranosos que avançam paralelamente às
miofibrilas enrolando-se em torno dessa estrutura;
✓ Local de armazenamento para o cálcio, que é essencial para a
contração muscular;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Fibra muscular
Retículo sarcoplasmático
✓ Cada fibra muscular contém de várias centenas a milhares de
miofibrilas;
✓ Elementos contráteis do músculo esquelético;
✓ Longos filamentos compostos de subunidades ainda menores:
sarcômeros;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Miofibrila
✓ Ao microscópio ótico, as fibras do músculo esquelético exibem
um aspecto nitidamente listrado;
✓ Essas marcas ou estriações, denominam o músculo esquelético
em músculo estriado;
✓ O sarcômero é a unidade funcional básica da miofibrila e
também a unidade contrátil básica do músculo;
✓ Cada miofibrila é composta de numerosos sarcômeros unidos
pelas extremidades nos discos Z;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Miofibrila
Estriações e sarcômeros
✓ As estriações observadas nas fibras musculares são resultantes
do alinhamento de actina e miosina;
✓ Banda I clara: região do sarcômero em que existem apenas
filamentos finos;
✓ Banda A escura: região do sarcômero que contém filamentos
espessos e finos;
✓ Zona H: parte central da banda A ocupados apenas por
filamentos grossos;
✓ Linha M: localiza-se no centro da zona H, composta por
proteínas cuja função é servir como um local de fixação para os
filamentos grossos e estabilização dos sarcômeros;
✓ Discos Z: localizam-se em cada extremidade dos sarcômeros;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Miofibrila
Estriações e sarcômeros
✓ Cerca de 2/3 de toda proteína do músculo esquelético consiste
em miosina;
✓ Cada filamento grosso é formado por cerca de 200 moléculas
de miosina;
✓ Cada filamento grosso contém várias cabeças globulares,
denominadas cabeça da miosina;
✓ Essas cabeças se interagem durante a contração muscular com
locais ativos especializados existentes nos filamentos finos;
✓ A titina estabiliza os filamentos de miosina ao longo de seu eixo
longitudinal;
✓ Titina se estende do disco Z até a linha M;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Miofibrila
Filamentos grossos
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Miofibrila
Filamentos finos
✓ Cada filamento fino é composto por três moléculas: actina,
tropomiosina e troponina;
✓ Cada filamento fino possui uma extremidade inserida em um disco Z
e outra estendendo-se em direção ao centro do sarcômero, situando-se
no espaço entre os filamentos finos;
✓ A nebulina é uma proteína de fixação para a actina;
✓ Cada filamento fino contém locais ativos, aos quais a cabeça da
miosina pode se ligar;
✓ A tropomiosina é uma proteína de forma tubular que se torce em volta
dos filamentos de actina;
✓ A troponina é uma proteína mais complexa que está fixada em
intervalos regulares, tanto aos filamentos de actina como à
tropomiosina;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular 
✓ O motoneurônio alfa pode se conectar a muitas fibras musculares;
✓ Um único motoneurônio e todas as fibras musculares por ele
inervadas são coletivamente denominados Unidade Motora;
✓ A sinapse ou lacuna entre um motoneurônio alfa e uma fibra muscular
é denominada junção neuromuscular (comunicação entre os sistemas
nervoso e muscular)
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Potencial de ação
✓ Sinal elétrico proveniente do cérebro ou da medula espinhal até um
motoneurônio alfa;
✓ O potencial de ação chega aos dendritos (receptores especializados
presentes no corpo celular do neurônio) do motoneurônio alfa;
✓ A seguir o Potencial de ação passa pelo axônio até os terminais
axonais, localizados próximos ao plasmalema;
✓ Quando o potencial de ação chega aos terminais axonais, essas
extremidades nervosas secretam uma substância neurotransmissora
denominada Acetilcolina, que se liga aos receptores no plasmalema;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Potencial de ação
✓ Se uma quantidade suficiente de acetilcolina se ligar aos receptores,
o potencial de ação será transmitido por toda a extensão da fibra
muscular, ao se abrirem os canais iônicos na membrana da célula
muscular, permitindo a entrada de sódio (despolarização);
✓ É preciso que seja gerado um potencial de ação na célula muscular
antes que esta possa iniciar uma ação;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Papeldo cálcio na fibra muscular
✓ O potencial de ação se desloca através da rede de túbulos da fibra
(túbulos T) até o interior da fibra;
✓ A chegada de uma carga elétrica faz com que o RS adjacente libere
para o interior do sarcoplasma uma grande quantidade de íons de cálcio
armazenados;
✓ No estado de repouso a tropomiosina cobre os sítios da actina,
impedindo ligação da cabeça de miosina;
✓ Após liberados o cálcio se liga a troponina iniciando o processo de
contração;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Teoria dos filamentos deslizantes
✓ Quando as pontes cruzadas de miosina estão ativas, elas se ligam a
actina;
✓ A cabeça da miosina se incline e arraste o filamento fino em direção
do centro do sarcômero;
✓ Após a inclinação da cabeça da miosina, essa estrutura se separa do
sítio ativo, gira e volta a sua posição original e se fixa ao novo sítio
ativo;
✓ Esse processo tem continuidade até que as extremidades dos
filamentos de miosina atinjam os discos Z ou até que o cálcio seja
bombeado de volta ao retículo sarcoplasmático;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Energia para contração muscular
✓ A contração é um processo ativo que requer energia;
✓ A cabeça da miosina tem um sítio de ligação para o ATP;
✓ O ATP fornece energia necessária para contração muscular;
✓ A ATPase, localizada na cabeça da miosina, decompõe o ATP;
✓ A energia pela decomposição do ATP é utilizada para impulsionar a
inclinação da cabeça da miosina;
ANATOMIA FUNCIONAL DO MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
Contração da fibra muscular
Final da contração muscular
✓ A contração muscular terá continuidade enquanto houver
disponibilidade de cálcio no sarcoplasma;
✓ No final da contração, o cálcio é bombeado de volta ao RS, onde fica
armazenado até novo potencial de ação;
✓ O cálcio retorna ao RS por meio de um sistema de bombeamento
ativo, que requer energia do ATP;
✓ A energia é necessária para contração/relaxamento;
✓ No retorno do cálcio para o RS, tanto a troponina como a
tropomiosina retornam ao estado inicial;
✓ Causando um bloqueio a ligação da miosina e actina;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
✓ Um único músculo esquelético contém fibras que apresentam
diferentes intensidades e velocidades de encurtamento;
✓ As fibras musculares dividem-se em dois grupos: contração lenta ou
tipo I, e as de contração rápida ou tipo II;
✓ As fibras do tipo II sofrem subclassificações: contração rápida do tipo
IIa e de contração rápida do tipo Iix;
✓ Em média, a maioria dos músculos tem como composição
aproximadamente 50% de fibras do tipo I, 25% de fibras do tipo IIa e
25% de fibras do tipo IIx;
✓ A porcentagem de fibras musculares varia entre os diversos músculos
e entre indivíduos;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Características das fibras dos tipos I e II
✓ Tipos diferentes de fibras musculares
desempenham papéis diferentes na
atividade física. Isso se deve em grande
parte a diferença em suas características;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
ATPase
✓ As fibras do tipo I e II diferem nas velocidades de contração e é,
basicamente, resultantes das diferentes formas da enzima ATPse;
✓ As fibras do tipo I possuem uma forma lenta de miosina ATPase;
✓ As fibras do tipo II possuem uma forma rápida;
✓ Em resposta à estimulação nervosa, o ATP é decomposto mais
rapidamente nas fibras do tipo II, com isso as pontes cruzadas
completam seu ciclo mais rápido nas fibras do tipo II;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Retículo sarcoplasmático
✓ As fibras do tipo II tem um RS mais desenvolvidos do que as fibras do
tipo I, aumentando a capacidade de liberação de cálcio;
✓ Talvez, isso seja um fator de maior velocidade de contração: 5 a 6
vezes mais rápido;
✓ Fibras do tipo I e do tipo II com o mesmo diâmetro geram a mesma
quantidade de força, porém a potência da fibra do tipo II é de 3 a 5
vezes maior que aquela do tipo I;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Unidades motoras
✓ É formada por um motoneurônio alfa e todas as fibras por ele
inervadas;
✓ Aparentemente é o motoneurônio alfa que determina se as fibras são
do tipo I ou do tipo II;
✓ O motoneurônio alfa em uma UM do tipo I possui um corpo celular
menor e inerva um grupo de 300 fibras musculares ou menos;
✓ O motoneurônio alfa em uma UM do tipo II possui um corpo celular
maior e mais axônios , inervando 300 fibras musculares ou mais;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Distribuição dos tipos de fibras
✓ As porcentagens de tipos de fibras não são as mesmas em todos os
músculos do corpo;
✓ Em geral, os músculos dos braços e das pernas exibem composições
semelhantes de fibras;
✓ As exceções: músculo sóleo é composto de um percentual bastante
alto de fibras do tipo I em todas as pessoas;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Fibras do tipo I
✓ Apresentam um elevado nível de resistência aeróbia;
✓ São mais eficientes na produção de ATP com base na oxidação de
carboidratos e gorduras;
✓ Desde que a oxidação ocorra, as fibras continuarão ativas;
✓ Essas fibras são recrutadas com maior frequência durante eventos de
resistência de baixa intensidade (caminhada) e na maioria das
atividades cotidianas, em que as necessidades de força muscular são
baixas;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Fibras do tipo II
✓ Apresentam uma resistência aeróbia relativamente baixa em relação
ao tipo I;
✓ São muito eficientes para o desempenho anaeróbio;
✓ O ATP se forma na ausência de oxigênio;
✓ Unidades motoras do tipo IIa geram força consideravelmente maior
que as UM do tipo I;
✓ Por sua limitada resistência entram em fadiga mais facilmente;
✓ Eventos mais curtos e de maior intensidade;
✓ Corrida de 1000m, nado de 400m;
✓ As fibras do tipo IIx, elas aparentemente não são ativadas com
facilidade pelo SNC;
✓ São utilizadas de maneira bastante incomum nas atividades de baixa
intensidade;
✓ Predominantes em eventos de alta explosão;
✓ Provas de 100m rasos e 50m nado livre;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras musculares
Determinação do tipo de fibras
✓ Parecem ser determinadas no início da vida;
✓ Estudos em gêmeos idênticos, na maioria dos casos, o tipo de fibras
é determinado geneticamente;
✓ Esses estudos revelam que gêmeos idênticos possuem composições
de fibras praticamente idênticos;
✓ Depois de estabelecida a inervação, as fibras se tornam
especializadas de acordo com o tipo de motoneurônio alfa que as
estimula;
✓ Evidências recentes sugerem que o treinamento e a inatividade
muscular possam provocar desvios nas isoformas da miosina;
✓ O treinamento pode induzir a pequenas mudanças (<10%) no
percentual de fibras dos tipos I e II;
✓ Foi demonstrado que tanto o treinamento de força como o de
resistência reduzem o percentual de fibras IIx, enquanto aumentam a
fração do tipo IIa;
✓ Estudos demonstraram que o envelhecimento pode altera a
distribuição da fibras I e II;
Classificações dos tipos de Fibras Musculares
Funcional fisiológica Anatômica Histol.
Contração 
Rápida (CRA)
Glicolítica lenta
Branca
IIa
Contração 
Rápida (CRB)
Glicolítica 
rápida
IIx
Contração 
Lenta (CL)
Oxidativa Vermelha I
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
Características dos tipos de Fibras Musculares
Característica Tipo de fibra
CL CRA CRx
Fibra por motoneurônio ≤ 300 ≥ 300 ≥ 300
Tamanho do motoneurônio pequeno grande Grande
Velocidade condução nervosa Lenta Rápida Rápida
Tempo para contração (ms) 110 50 50
Tipo de miosina ATPase Lenta Rápida Rápida
Força da unidade motora Baixa Alta alta
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
Características dos tipos de Fibras Musculares
Característica Tipo de fibra
CL CRA CRx
Capacidade aeróbica Alta Moderada baixa
Capacidadeanaeróbica baixa Alta Alta
Índice de fadiga 0,8-1,2 0,0-0,8 0,0-0,8
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
ASPECTOS ESTRUTURAIS
 CL CRa CRx 
DIÂMETRO DAS FIBRAS PEQUENO GRANDE GRANDE 
DESENV. DO RETÍCULO 
SARCOPLASMÁTICO 
MENOS MAIS MAIS 
DENSIDADE 
MITOCÔNDRICA 
ALTA ALTA BAIXA 
DENSIDADE CAPILAR ALTA MÉDIA BAIXA 
CONTEÚDO 
MIOGLOBINA 
ALTO MÉDIO BAIXO 
 
 
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
SUBSTRATOS ENERGÉTICOS
RESERVAS CL CRa CRx 
FOSFOCREATINA BAIXAS ALTAS ALTAS 
GLICOGÊNIO BAIXAS ALTAS ALTAS 
TRIGLICERÍDEOS ALTAS MÉDIAS BAIXAS 
 
 
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
ASPECTOS ENZIMÁTICOS
ATIVIDADE CL CRa CRx 
MIOSINA ATP-ase BAIXA ALTA ALTA 
ENZIMAS 
GLICOLÍTICAS 
BAIXA ALTA ALTA 
ENZIMAS 
OXIDATIVAS 
ALTA ALTA BAIXA 
 
 
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
ASPECTOS FUNCIONAIS
 CL CRa CRx 
TEMPO DE CONTRAÇÃO LENTO RÁPIDO RÁPIDO 
TEMPO DE RELAXAMENTO LENTO RÁPIDO RÁPIDO 
PRODUÇÃO DE FORÇA BAIXA ALTA ALTA 
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ALTA BAIXA BAIXA 
RESISTÊNCIA À FADIGA ALTA BAIXA BAIXA 
ELASTICIDADE BAIXA ALTA ALTA 
 
 
Adaptado de: Wilmore, Costill & Kenney, 2010
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Recrutamento de fibras musculares
✓ Quando um motoneurônio alfa transporta um Potencial de Ação até
as fibras musculares na unidade muscular, todas as fibras na unidade
desenvolvem força;
✓ Somente ativação de mais unidade motoras produzirá mais força;
✓ A contração do músculo envolve um recrutamento progressivo de
unidades motoras do tipo I e, em seguida, do tipo II (depende da
necessidade do tipo da atividade realizada);
✓ Ordem conforme aumento da intensidade da atividade: Tipo I → Tipo
IIa → Tipo Iix;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Recrutamento ordenado de fibras 
musculares e princípio do tamanho
✓ A uma concordância na comunidade científica que as unidade
motoras são ativadas em uma ordem de recrutamento de fibras fixa;
✓ As unidades motoras dentro de um determinado músculo parecem
estar ordenadas (princípio do recrutamento ordenado) (ex. escala que
começa pela primeira Unidade motora sendo recrutada e as seguintes
em uma ordem crescentes>primeira, segunda e assim por diante);
✓ A medida que a necessidade de produção de força aumenta, as
unidades seguintes seriam recrutadas;
✓ O princípio do tamanho afirma que a ordem de recrutamento de
unidades motoras está ligada ao tamanho de seu motoneurônio;
✓ As unidades motoras com motoneurônio menores serão recrutadas
em primeiro lugar;
✓ Em seguida as unidades motoras do tipo II são recrutadas à medida
que vai aumento a necessidade da força para realizar o movimento;
✓ Um exercício contínuo pode haver esgotamento do seu combustível
principal e outras fibras podem ser recrutadas para manutenção de
atividades longas;
MÚSCULO ESQUELÉTICO E EXERCÍCIO
Tipos de fibras e desempenho atlético
✓ Fibra do Tipo I em um grau elevado, sugere que os atletas possam ter
alguma vantagem em atividades de resistência;
✓ Fibra do tipo II em um grau elevado, sugere que os atletas tenham
vantagens em atividades de alta intensidade e curta duração;