Contração muscular

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SarcolemaSarcolemaSarcolema
É a membrana celular que reveste a fibra
muscular esquelética
MiofibrilasMiofibrilasMiofibrilas
Cada fibra muscular contém centenas a milhares
de miofibrilas
Cada miofibrila é composta por filamentos de mi-
osina e actina
Os filamentos mais espessos são miosina
Os filamentos mais finos são actina, tropomiosina
e troponina
Os filamentos de actina e miosina estão interdigi-
tados
Isso faz com que a miofibrila alterne faixas escu-
ras e claras
As faixas claras só contém filamentos de actina
(faixas I)(faixas I)(faixas I)
As faixas escuras contêm filamentos de miosina
(faixas A)(faixas A)(faixas A)
Disco ZDisco ZDisco Z
Dentro da banda I, existe a linha Z
As extremidades dos filamentos de actina estão
ligadas a linha Z
SarcômeroSarcômeroSarcômero
Segmento de miofibrila situada entre dois discos
Z sucessivos
Retículo SarcoplasmáticoRetículo SarcoplasmáticoRetículo Sarcoplasmático
Retículo endoplasmático especializado do músculo
esquelético
Importante para regular o armazenamento, a li-
beração e a recaptação de cálcio
Túbulos TTúbulos TTúbulos T
Os túbulos T conduzem os potenciais de ação pa-
ra o interior da fibra muscular
Mecanismo geral da
contração muscular
Os eventos que ocorrem na junção neuromuscu-
lar convertem um sinal químico (a acetilcolina libe-
rada pelo neurônio motor) em um sinal elétrico na
fibra muscular
1. Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor
até suas terminações nas fibras musculares
2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena
quantidade do neurotransmissor acetilcolina acetilcolina acetilcolina
3. A acetilcolina se liga ao receptor acoplado a pro-
teína G da membrana da fibra muscular para
abrir canais de cátion
4. A abertura desses canais permite a difusão de
íons sódio para o lado interno da membrana das
fibras musculares
5. Essa ação causa despolarização local que produz
a abertura de canais de sódio, dependentes da
voltagem, que desencadeia o potencial de ação na
membrana
6. O potencial de ação se propaga por toda a mem-
brana da fibra muscular
7. O potencial de ação despolariza a membrana e
flui para o centro da fibra muscular (pelos tubu-
los T)
8. O retículo sarcoplasmático libera cálcio
9. Os íons cálcio se ligam a troponina
10. O complexo troponina-Ca+2 afasta a tropomiosi-
na do sítio de ligação da miosina na actina
11. A miosina se liga à actinamiosina se liga à actinamiosina se liga à actina e completa o movimen-
to de força (ou força de deslocamento/inclinação
da cabeça)
12. O filamento de actina se move
13. Uma molécula de ATP liga-se a cabeça da miosina
A ligação do ATP diminui a afinidade de ligação da
Contração muscular
miosina pela actina e a miosina acaba soltando-se
da actina
1. A hidrólise do ATP fornece a energia necessária
para a cabeça da miosina se inclinar e se ligar no-
vamente à actina
Ciclo das pontes
cruzadas
O movimento das ligações cruzadas (movimento
de força) da miosina fornece a força que move
o filamento de actina
Um sinal da cálcio inicia o mov de força, produzi-
do quando as ligações cruzadas da miosina mu-
dam de conformação, movendo-se para frente
e empurrando os filamentos de actina em dire-
ção ao centro do sarcômero
Ao final do mov de força, a cabeça da miosina
solta-se da actina, inclina-se para trás e liga-se
a uma nova molécula de actina
Durante a contração, nem todas as cabeças de
miosina se soltam ao mesmo tempo
De onde é obtida a energia necessária para aDe onde é obtida a energia necessária para aDe onde é obtida a energia necessária para a
geração do movimento de força?geração do movimento de força?geração do movimento de força?
A miosina converte a energia da ligação química
do ATP na energia mecânica necessária para o
movimento das ligações cruzadas
A miosina é uma ATPase, que hidrolisa o ATP,
formando ADP e fosfato inorgânico
A liberação do fosfato permite que a cabeça da
miosina se desloque
A energia liberada nesse processo é capturada
pela miosina e armazenada como energia poten-
cial no ângulo formado entre a cabeça da miosi-
na e seu eixo longitudinal
Nessa posição, diz-se que a cabeça da miosina
está engatilha (pronta para disparar o mov de
força)
A energia potencial armazenada nas cabeças en-
gatilhadas transforma-se na energia cinética do
mov de força
Acoplamento
excitação-contração
Na junção neuromuscular > eventos que levam à
contração
1. A acetilcolina é liberada pelo neurônio motor so-
mático
2. A ACh leva à geração de um potencial de ação
(influxo de Na+) na fibra muscular
3. O potencial de ação muscular desencadeia a libe-
ração de cálcio pelo retículo sarcoplasmático
4. O cálcio liga-se à troponina, dando início ao pro-
cesso de contração
Þ RelaxamentoRelaxamentoRelaxamento
Para finalizar uma contração, o cálcio deve ser
removido do citosol
O retículo sarcoplasmático bombeia o Ca+2 de
volta p seu lúmen utilizando uma Ca+2 ATPase
O cálcio desliga-se da troponina
Isso permite que a tropomiosina volte à sua posi-
ção e bloqueie o sítio de ligação à miosina pre-
sente na molécula de actina
Com a liberação das ligações cruzadas, a fibra
muscular relaxa
Respostas mecânicas
do músculo
A duração da contração é determinada, em
grande parte, pela velocidade com que o retículo
sarcoplasmático remove o Ca+2 do citosol
A força de contração pode aumentar aumen-A força de contração pode aumentar aumen-A força de contração pode aumentar aumen-
tando-setando-setando-se
A frequência dos potenciais de ação (se o inter-
valo de tempo entre os PA for reduzido, a fibra
não vai ter tempo p relaxar completamente) -
isso é chamado somação
A duração do estímulo
Recrutando cada vez mais fibras do músculo em
atividade
Contrações isotônicasContrações isotônicasContrações isotônicas
Qualquer contração que gere força e movimen-
te uma carga
Os sarcômeros encurtam mais, contudo, como
os elementos elásticos já estão estirados, o
músculo inteiro encurta
Contração isométricaContração isométricaContração isométrica
Contrações que geram força sem mover uma
carga
Os músculos geram força sem encurtamento
significativo
Os sarcômeros encurtam, porém os elementos
elásticos estiram, fazendo com que o compri-
mento do músculo permaneça o mesmo
Energética da contração
muscular
Quando o músculo se contrai contra uma carga,
ele realiza trabalho
Isso significa que a energia é transferida do
músculo para a carga externa
Energia para a contração muscularEnergia para a contração muscularEnergia para a contração muscular
Fosfato de creatinaFosfato de creatinaFosfato de creatina
 Transporta uma ligação fosfato de alta energia
É clivada instantaneamente e sua energia libera-
da causa a ligação de novo íon fosfato ao ADP,
para reconstituir o ATP
Quantidade na fibra muscular é pequena, é ca-
paz de manter a contração muscular máxima
por apenas 5 a 8 seg
Glicólise do glicogênioGlicólise do glicogênioGlicólise do glicogênio
Importância: pode ocorrer mesmo na ausência
de O2, a velocidade de formação do ATP pelo
processo glicolítico é cerca de 2,5 mais rápida
que a formação do ATP
Fosforilação oxidativaFosforilação oxidativaFosforilação oxidativa
Significa combinar o O2 com os produtos finais
da glicólise e com vários outros nutrientes celu-
lares para liberar ATP
Mais de 95% de toda a energia usada p contra-
ção mantida por longo tempo são derivadas do
metabolismo oxidativo
Desvantagem: processo lento
Fonte principal de energia para músculos ativa-
dos com frequência