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Sistema muscular 1 � Sistema muscular Questões de aprendizagem Qual a composição do tecido muscular? Quais as características do sistema muscular do ponto de vista histológico? Qual a diferença de massa muscular e músculo? Qual a função do tecido muscular e seus componentes do ponto de vista morfológico? Qual a classificação geral do sistema muscular? Como funciona a contração muscular? Quais seus tipos? Quantos músculos tem o corpo e quais são os grupos musculares? Quais são os tipos de fibras musculares e qual a função de cada uma? Qual o papel das macromoléculas no funcionamento do sistema muscular? Como os tipos de sistema nervoso(simpático e parassimpático) influenciam na contração muscular? Como o sistema nervoso influencia o sistema muscular? Tecido Muscular Introdução O movimento do corpo resulta da alternância entre contração e relaxamento dos músculos. Os músculos transformam energia química em energia mecânica. O tecido muscular, além de possuir a função de movimentação, estabiliza a posição do corpo, regula o volume dos órgãos, gera calor e impulsiona líquidos e alimentos pelos sistemas do corpo. Tipos de Tecido Muscular Diferem entre si na anatomia microscópica, na localização e no controle exercido pelos sistemas endócrino e nervoso. Tecido Muscular Esquelético Função principal de movimentar os ossos do esqueleto. Tecido muscular esquelético é denominado estriado - faixas claras e escuras alternadas. Atua primariamente de forma voluntária Tecido Muscular Cardíaco Encontrado apenas no coração, do qual forma a maior parte da parede. Estriado, mas de contração involuntária - controlado pelo nó sinoatrial Tecido Muscular Liso Sistema muscular 2 Localizado nas paredes das estruturas internas ocas, como vasos sanguíneos, vias aeríferas e a maioria dos órgãos situados na cavidade abdominal. Recebe o nome de liso pelo fato de não apresentar estrias quando visto ao microscópio. Músculos de ação involuntária. Tanto o músculo cardíaco quanto os lisos são controlados pelo sistema nervoso autônomo. Funções do Tecido Muscular Produção dos movimentos do corpo. Estabilização das posições do corpo. As contrações estabilizam as articulações e ajudam a manter as posições do corpo, como sentar ou ficar de pé. Armazenamento e movimentação de substâncias no interior do corpo. Ação dos esfíncteres podem evitar o efluxo de conteúdo de um órgão oco. Armazenamento temporário de alimento no estomago, ou urina na bexiga é possível pois os esfíncteres do músculo liso fecham a saída desses órgãos. A contração e relaxamento de musculatura lisa em torno de vasos sanguíneos auxilia no ajuste de diâmetro e, assim, regulam a velocidade do fluxo sanguíneo. Produção de calor Conforme o tecido muscular se contrai, produz calor. Grande parte desse calor é utilizado para manter a temperatura corpórea. As contrações involuntárias do músculo esquelético - calafrios - podem aumentar significativamente a produção de calor. Propriedades do Tecido Muscular Excitabilidade elétrica Contrabilidade Extensibilidade Elasticidade Tecido muscular esquelético Cada músculo esquelético é um órgão separado, composto por inúmeras células (chamadas de fibras musculares em decorrência de seu formato alongado. Tecidos conjuntivos envolvem as fibras musculares. Sistema muscular 3 Componentes do Tecido Conjuntivo Tecido conjuntivo envolve e protege o tecido muscular Três camadas de tecido conjuntivo reforçam e protegem o músculo esquelético: Epimísio: camada externa que envolve todo o músculo. Perimísio: envolve grupos de 10 a 100 ou mais fibras musculares individuais, separando-os em feixes chamados fascículos. Endomísio: separa as fibras musculares individuais. 💡 Obs.: Tanto o epimísimio quanto o perimísio são são tecidos conjuntivos densos não modelados irregulares. Já o endomísio, é uma bainha fina de tecido conjuntivo frouxo 💡 Fáscia recobre o tecido muscular externamente ao epimísio - primeira camada de tecido conjuntivo. Transporta nervos, vasos sanguíneos e vasos linfáticos. Anatomia Microscópica da Fibra Muscular Esquelética Durante o desenvolvimento embrionário, cada fibra muscular esquelética origina-se da fusão de uma centena, ou mais, de pequenas células mesodérmicas denominadas mioblastos. Por isso, cada fibra muscular madura é polinucleada. Alguns mioblastos permanecem em sua forma original na forma de células satélites do músculo esquelético. Possuem por função a reparação de tecido lesado. Sarcolema, Túbulos T e Sarcoplasma Sarcolema: membrana plasmática de uma fibra muscular. Sistema muscular 4 Túbulos T: minúsculas invaginações do sarcolema. Formam um tubo desde a superfície até o centro de cada fibra. Facilita a transmissão do potencial de ação. Sarcoplasma: localiza-se dentro do sarcolema. É o citoplasma da fibra muscular. É rico em glicogênio, importante para a síntese de ATP. Contém uma proteína denominada mioglobina, responsável por liberar oxigênio conforme a necessidade das mitocôndrias para produção de ATP. 💡 As mitocôndras estão estrategicamente dispostas em fila por toda a fibra, próximas das proteínas musculares, que usam ATP durante a contração Miofibrilas e Retículo Sarcoplasmático Miofibrilas: elementos contráteis do músculos esquelético. Suas estriações proeminentes conferem ao músculo uma aparência estriada. Retículo sarcoplasmático: sistema cheio de líquido dos sacos membranáceos. Circunda cada miofibrila. Semelhante a o REL das células não musculares. Em uma fibra relaxada, o retpiculo sarcoplasmático armazena íons de cálcio e a liberação de tais íons pelas cisternas terminais (extremidades da estrutura que é ligada aos túbulos T) promove a contração. Filamentos e o Sarcômero Filamentos: estruturas ainda menores encontrados dentro das miofibrilas. Sarcômero: unidade funcional básica de contração formada por filamentos. Separados pela Linha Z. Os filamentos finos e grossos se sobrepõem, em maior ou menor grau, dependendo se o músculo é contraído, relaxadou ou estucado. Sistema muscular 5 Contração e Relaxamento das Fibras Musculares Esqueléticas Chegada do impulso nervoso (potencial de ação) e liberação de acetilcolina. Acetilcolina espalha-se pela fenda sináptica. A ligação da acetilcolina aos seus receptores permite a circulação de íons sódio na membrana. O influxo de Na+ desencadeia um potencial de ação muscular, que se propaga ao longo do sarcolema por meio do sistema de túbulos T e para o retículo sarcoplasmático, no qual libera íons cálcio (armazenado nas cisternas terminais) no sarcoplasma da fibra muscular. Na presença de Ca++ e ATP, o músculo se contrai A contração se dá pelo chamado mecanismo de filamentos deslizantes: as cabeças de miosina prendem- se aos filamentos finos, tracionando progressivamento os filamentos finos em direção da linha M. Como resultado, os filamentos finos deslizam para dentro e encontram-se no sarcômero. À medida que os filamentos finos deslizam apra dentro, as linhas Z aproximam-se ao mesmo tempo, e o sarcômero encurta. O encurtamento dos sarcômeros individuais produz encurtamento de toda a fibra muscular. O efeito do estímulo da acetilcolina dura pouco, pois ocorre liberação de uma enzima que a hidrolisa (acetilcolinesterase). Quando os potenciais de ação deixam de ser transmitidos pelo neurônio motor, a liberação de acetilcolina cessa. Com o fim da geração de potenciais de ação, o Ca++ desloca-se do sarcoplasma da fibra para dentro da membrana do retículo sarcoplasmático. Formas de Gerar energia Hidrólise da fosfato de creatina (fosfatocreatina) - anaeróbico Glicólise Sistema muscular 6 Via rápida, intensa, dura segundos Precisa ser recuperado através da reidratação Também chamada de via anaeróbia alática (sem oxigenio e sem produção de ác. lático) Anaeróbia Produto final - 2 atps e ácido lático (em ausência de oxigênio) Via glicolítica lática Ciclo de krebs e fosforilação oxidativa Continuidade da segunda via quando em presença de oxigênioTipos de Fibras Musculares Esqueléticas As fibras musculares esqueléticas variam estruturalmente no seu conteúdo de mioglobina. Fibras Vermelhas Altas concentrações de mioglobina Altas quantidades de mitocôndrias Fibra oxidativa Depende da chegada de oxigênio e glicose pelo sistema vascular Fibras nervosas do tipo ALFA Alta velocidade de disparo Acompanha a demanda de estímulo suportada pelo músculo Depende de demanda cardíaca T1 Fibras Brancas Baixa concentrações de mioglobina Fibras glicolíticas anaeróbias São grossas, pois precisam armazenar glicogênio para realizar contração em ausênciia de oxigênio Fibras nervosas do tipo GAMA Fibra é inervada proporcionalmente ao tipo de fibra do músculo Contração lenta e mais forte T2a (não muda com estímulo), T2b (muda com estímulo, pode se transformar em fibra aeróbica) As fibras musculares esqueléticas também contraem e relaxam em velocidades diferentes. São classificadas em lentas ou rápidas, dependendo da velocidade de hidrolisação da ATP. Além disso, variam nas reações metabólicas que utilizam para gerar ATP Com base nessas características estruturais e funcionais, são classificadas em 3 tipos. Fibras Oxidativas Lentas Contêm grandes quantidades de mioglobina e muitos capilares sanguíneos. Contêm muitas mitocôndrias grandes, geram ATP principalmente por meio da respiração celular aeróbica. São consideradas lentas pois utilizam ATP em baixa velocidade, por isso possuem são lentas na contração. Resistentes à fadiga e são capazes de contrações sustentadas e prolongadas por muitas horas. Manutenção da postura, atividades físicas aeróbicas de ressitência. Fibras Oxidativas-Glicolíticas Rápidas Contêm grande quantidade de mioglobina e muitos capilares sanguíneos. Geram ATP considerável por meio da respiração celular aeróbica, o que as confere resistência alta à fadiga. Também geram ATP por meio da glicólise anaeróbica. São rápidas pois usam ATP em velicidade alta, fazendo com que sua velocidade de contração seja maior. Contribuem para atividades como, por exemplo, caminhada e corrida. Sistema muscular 7 Fibras Glicolíticas Rápidas Contêm a maioria das miofibilas, por isso geram as contrações mais potentes. Possuem baixo nível de mioglobina e relativamente poucos capilares sanguíneos, poucas mitocôndrias e são esbranquiçadas. Contêm grandes quantidades de glicogênio e geram ATP principalmente através da glicólise. Contraem vigorosamente devido a sua capacidade de utilizar ATP rapidamente. Essas fibras são adaptadas para movimentos anaeróbicos intensos de curta duração. Treinamento pode levar à hipertrofia da das fibras glicolíticas rápidas, levando ao aumento da massa muscular. 💡 A maioria dos músculos esqueléticos é uma mistura de todos os três tipos de fibras musculares esqueléticas - porporções variam por fatores genéticos e oelo tipo de ação do músculo. Tecido Muscular Cardíaco Principal tecido na parede do coração. Atividade não é controlada voluntariamente. Possuem comprimento menor do que as fibras musculares esqueléticas. Células possuem um núcleo central, mas podem ser polinucleadas. As extremidades das fibras cardíacas se unem às fibras vizinhas por meio de espessamentos transversais irregulares do sarcolema, chamados de discos intercalados - unidos por desmossomos e junções comunicantes. Possuem mais mitocôndrias do que as fibras esqueléticas. Possuem o mesmo arranjo de actina e miosina e as mesmas faixas, zonas e linhas Z qe as fibras musculares esqueléticas. 💡 As fibras musculares dos átrios formam uma rede funcional, enquanto as fibras musculares dos ventrículos formam uma segunda rede funcional. O tecido muscular esquelético se contrai somente quando estimulado pela acetilcolina, liberada por um potencial de ação em um neurônio motor. Já o tecido muscular cardíaco se contrai sem estímulo nervoso externo. Sua fonte de estímulo é uma rede de fibras musculares cardíacas de condução, situada dentro do coração. Assim como a musculatura esquelética, as fibras do músculo cardíaco sofrem hipertrofia em resposta ao aumento da sobrecarga. Tecido Muscular Liso Em geral, é involuntariamente ativado Tecido muscular liso visceral Encontrado em camadas enroladas, que formar parte das paredes das pequenas artérias e veias e das vísceras ocas. Assim como o musculo cardíaco, é auto-rítmico. Sistema muscular 8 Fibras comunica-se mutuamente por meio de junções comunicantes, os potenciais de ação difundem-se por toda a rede. Tecido muscular liso multiunitário Fibras individuais, cada uma com seus próprios neurônios motores terminais, e com algumas junções comunicantes entre as fibras vizinhas. Contração unitária: não ocorre difusão do potencial de ação. Encontrado nas paredes de grandes artérias, nas vias aeríferas para os pulmões, nos músculos eretores de pelo, nos músculos esfíncteres da íris, etc. Quando uma fibra muscular lisa se contrai, ela gira como um saca-rolha; quando relaxa, ela gira na direção oposta. Aumento da concentração de Ca+2 no citossol do músculo liso inicia a sua contração. Por não possuir túbulos transversos na fibra lisa, demora mais para os íons de cálcio adentrarem na célula, o que explica em parte a contração mais lenta de tal tipo de tecido muscular. Sistema muscular Origem e Inserção Origem A fixação do tendão de um músculo ao osso estacionário é chamada origem. Geralmente possui origem proximal. Inserção A fixação de outro tendão do músculo ao ossos móvel é chamado de inserção. Geralmente possui origem distal. 💡 A parte carnosa do músculo, entre os tendões, é chamada de ventre. Sistema de Alavancas Sistema muscular 9 A. interfixa B. Inter-resistente C. Interpotente Disposição dos Fascículos Planos Quadrados Paralelos Fusiformes Circulares Triangulares Peniformes Semipeniformes Peniformes Multipeniformes Sistema muscular 10 Tipos de contrações musculares Contração concêntrica O músculo se encurta e traciona outra estrutura, como um tendão, reduzindo o ângulo de uma articulação. Contração Excêntrica Quando aumenta o comprimento total do músculo durante a contração Contração Isométrica Quando o músculo se contrai, sem encurtar o seu tamanho. Serve para estabilizar as articulações enquanto outras são movidas, ou para sustentar um objeto em uma determinada posição no ar. Solução das Questões de Aprendizagem 1. Qual a composição do tecido muscular? O tecido muscular tem constituição proteica, sendo sua unidade funcional constituida basicamente pelas proteínas actina e miosina. Constituido pelas próprias fibras musculares e por tecido conjuntivo nos tendões. 2. Quais as características do sistema muscular do ponto de vista histológico? O tecido muscular é classificado em três tipos diferentes de acordo com a diferença de suas células: Estriada Esquelética: células originadas pela fusão de células mesodérmicas denominadas mioblastos. São células cilíndricas e multinucleadas, com núcleos posicionados na periferia da célula. A contração desse tipo de fibra é voluntária. Possui estriações pela diferença entre seus elementos contráteis (actina e miosina) Estriada Cardíaca: células com comprimento menor do que as fibras musculares esqueléticas, com núcleo central, mas podem ser polinucleadas. As estremidades desse tipo de fibra são unidas às fibras vizinhas por meio de espessamentos irregulares do sarcolema (chamado de discos intercalados). De forma geral, possuem mais mitocondrias do que as fibras esqueléticas, apesar disso, possuem o mesmo arranjo de actina e miosina do que a fibra esquelética. Possuem contração involuntária. Lisa: células alongadas, com apenas um núcleo central e formato fusiforme. Não apresenta estrias. Seu tipo de contração é involuntária e lenta. Sua contração se dá através de torção. Dentro das fibras musculares esqueléticas há ainda uma subclassificação: fibras vermelhas e fibras brancas. 3. Qual a diferença de massa muscular e músculo? Massa muscular tem relaçãocom volume muscular (conjunto de músculos), músculo é a unidade em sí. 4. Qual a função do tecido muscular e seus componentes do ponto de vista morfológico? Sistema muscular 11 O tecido muscular além de possuir a função de movimentação, estabiliza a posição do corpo, regula o volume dos órgãos, gera calor e impulsiona líquidos e alimentos pelos sistemas do corpo. O sistema muscular é constituído de: Ventre muscular: porção contrátil do músculo. Tendões: estruturas responsáveis por fazer a conexão do ventre em ossos, no tecido subcutâneo ou nas cápsulas articulares. Aponeurose: estrutura formada por tecido conjuntivo. Envolve grupos musculares Bolsas Sinovias: encontradas entre músculos ou entre um músculo e um ossos. Possibilita o deslizamento muscular 5. Qual a classificação geral do sistema muscular? O sistema muscular é classificado em três: Muscular esquelético: função principal de movimentação e atua primariamente de forma voluntária Muscular cardíaco: encontrado apenas no coração, estriado e de contração involuntária. Muscular liso: localizado nas paredes das estruturas internas ocas, como vasos sanguíneos, vias aeríferas e a maioria dos órgãos situados na cavidade abdominal. São músculos de contração involuntário. Superficiais, profundos. disposição da fibra. 6. Como funciona a contração muscular? Quais seus tipos? A contração muscular ocorre em uma cascata de eventos: Chegada do impulso nervoso Liberação da acetilcolina pela fenda sináptica, permitindo a circulação de sódio na membrana Influxo de sódio permite a liberação de íons cálcio do sarcoplasma Na presença de Ca++ e ATP, o músculo se contrai A contração se dá pelo chamado mecanismo de filamentos deslizantes: as cabeças de miosina prendem-se aos filamentos finos, tracionando progressivamento os filamentos finos em direção da linha M. Como resultado, os filamentos finos deslizam para dentro e encontram-se no sarcômero O efeito do estímulo da acetilcolina dura pouco, pois ocorre liberação de uma enzima que a hidrolisa (acetilcolinesterase). Quando os potenciais de ação deixam de ser transmitidos pelo neurônio motor, a liberação de acetilcolina cessa. Com o fim da geração de potenciais de ação, o Ca++ desloca-se do sarcoplasma da fibra para dentro da membrana do retículo sarcoplasmático. Tipos de contração: Contração concêntrica: o músculo se encurta e traciona outra estrutura, como um tendão, reduzindo o ângulo de uma articulação. Contração Excêntrica: quando aumenta o comprimento total do músculo durante a contração Contração Isométrica: quando o músculo se contrai, sem encurtar o seu tamanho. Serve para estabilizar as articulações enquanto outras são movidas, ou para sustentar um objeto em uma determinada posição no ar. 7. Quantos músculos tem o corpo e quais são os grupos musculares? Sistema muscular 12 O corpo humano possui mais de 650 músculos e está subdividido em 5 grupos musculares: músculos da cabeça, músculos do pescoço, músculos do tronco, músculos do membro superior e músculos do membro inferior. 8. Quais são os tipos de fibras musculares e qual a função de cada uma? Fibras vermelhas: possuem altas concentrações de mioglobina e grande quantidade de mitocôndrias. É uma fibra oxidativa, que depende da chegada de oxigênio e glicose pelo sistema vascular. Recrutadas em exercícios de duração prolongada e intensidade moderada. Fibras Brancas: possuem baixas concentrações de mioglobina e menor quantidade de mitocôndrias. São fibras glicolíticas anaeróbias e são mais grossas, uma vez que precisam armazenar o glicogênio para realizar a contração na ausência de oxigênio. Recrutadas em exercícios de alta intensidade e curta duração. 9. Qual o papel das macromoléculas no funcionamento do sistema muscular? As macormoléculas possuem papel fundamental na atividade do tecido muscular. São elas que possibilitar a geração de energia nas células para possibilitar a contração. Tal mecanismo energético pode ser subdividido em três vias: Hidrólise da fosfato de creatina (fosfatocreatina) - anaeróbico Via rápida, intensa, dura segundos Precisa ser recuperado através da reidratação Também chamada de via anaeróbia alática (sem oxigenio e sem produção de ác. lático) Glicólise Anaeróbia Produto final - 2 atps e ácido lático (em ausência de oxigênio) Via glicolítica lática Ciclo de krebs e fosforilação oxidativa Continuidade da segunda via quando em presença de oxigênio 10. Como os tipos de sistema nervoso(simpático e parassimpático) influenciam na contração muscular? Sistema nervoso autônomo: realiza as contrações musculares involuntárias, como a contração das fibras cardíacas e a da musculatura lisa. Sistema nervoso voluntário/somático: controle das fibras esqueléticas, de contração voluntária. 11. Como o sistema nervoso influencia o sistema muscular? Controle da contração muscular, tanto voluntária, quanto involuntária Fontes: Tortora: princípios de anatomia humana http://ulbra-to.br/morfologia/2011/08/17/Sistema-Muscular http://ulbra-to.br/morfologia/2011/08/17/Sistema-Muscular
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