Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
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;
Compartilhar