fisiologia do músculo esquelético/Livro Guyton Hall

Prévia do material em texto

Resumo 
fisiologia do músculo
esquelético
 Resumo 
fisiologia do músculo
esquelético
 livro Guyton & Hall (12ª edição)
fisiologia do músculo esquelético
Cerca de 40% do corpo é composto por músculo estriado esquelético. 
Os músculos são compostas por numerosas fibras
Cada fibra é inervada por apenas uma terminação nervosa (Significa que tem um neurônio motor
que vai estar inervando este músculo para realizar a contração dele)
O sarcolema é a membrana celular delgada (fina) que reveste a fibra muscular esquelética 
Cada fibra muscular esquelética contem centenas de milhares de miofibrilas, que por sua vez são
compostas por filamentos de actina (3.000) e miosina (1.500)
O sarcômero é uma das unidades repetitivas presentes
dentro de cada miofibrila. É composto por duas
estruturas principais: os filamentos de actina e os
filamentos de miosina. Esses filamentos estão
organizados em um arranjo altamente organizado
dentro do sarcômero.
Como dito, nos miofilamentos haverá a presença de
actina e miosina. Os filamentos mais grossos, são os
filamentos da proteína chamada miosina, e os
filamentos mais finos são os filamentos da proteína
actina. Esses filamentos estão parcialmente
interdigitados. 
FAIXA I: Chamada assim porque são isotrópicos à luz
polarizada. São bandas claras que possuem apenas
filamentos de actina
FAIXA A: Anisotrópico à luz polarizada. São faixas
escuras que englobam todo o comprimento dos
filamentos grossos (miosina) e as extremidades da
miosina também.
DISCO Z: É um composto de proteínas filamentosas
cruzando transversalmente a miofibrila, e também de
uma miofibrila a outra, conectando-as desta forma por
toda a fibra muscular. (ele está dentro da faixa I,
conseguimos observar na imagem). Então essas
proteínas filamentosas vão servir como "liga" unindo
tudo, deixando tudo conectado, porém de uma maneira
flexível.
O segmento das miofibrilas situado entre dois discos
Z sucessivos é referido como sarcômero
Os filamentos flexíveis de titina mantém o
posicionamento lado a lado dos filamentos de actina
e miosina. O filamento de titina como mostrado na
imagem parece uma "cordinha", em uma linguagem
mais clara, eles fazem com que a actina e a miosina
não percam sua posição, pois isso é muito
importante para a contração muscular.
O espeço entre as miofibrilas são preenchidos pelo
sarcoplasma. O sarcoplasma é a mesma coisa que o
citoplasma, a diferença é que o sarcoplasma é o
citoplasma dos músculos
1-Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas fibras musculares.
 2-Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da substância neurotransmissora acetilcolina
por vesículas secretoras, por exocitose.
3- A acetilcolina age em área local da fibra muscular para abrir múltiplos canais de sódio "regulados pela
acetilcolina" 
Para entender, veio o potencial de ação trazendo os neurotransmissores chamados acetilcolina, a vesícula
libera por exocitose no espaço sináptico toda a acetilcolina, e na membrana pós sináptica haverá alguns
canais de sódio que vão ser regulados pela acetilcolina 
4- A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a difusão de grande quantidade de íons Na para o
lado interno da membrana das fibras musculares. Isso causa a despolarização local, que por sua vez, produz a
abertura dos canais de sódio dependentes de vantagem. Isso desencadeia o potencial de ação da membrana 
5- O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular.
6- O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte da eletricidade do PA flui pelo
centro da fibra muscular. Aí, ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons de
cálcio.
7- Os íons de cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de actina e miosina, fazendo com que os
deslizem ao lado um do outro, que é o processo contrátil. 
8- Após essa fração de segundo, os íons de Ca++ são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela
bomba de Ca++ da membrana. 
Então, as miofibrilas vão estar envolvidas em um líquido chamado sarcoplasma. Esse líquido vai ser rico em
cálcio, magnésio, sódio e ATP, substâncias importantes para a sobrevivência das miofibrilas.
Retículo sarcoplasmático: É um retículo endoplasmático especializado do músculo esquelético. Os tipos de
fibras musculares com contração muito rápida apresentam retículos sarcoplasmáticos especialmente muito
extensos. Ele serve como depósito de cálcio;
Mecanismo geral da contração
Mecanismo molecular da contração
Lembrar que a contração muscular ocorre por mecanismo de deslizamento dos filamentos.
O que faz com que os filamentos de actina e miosina deslizem entre os filamentos de miosina? O que faz
esse deslizamento é a força gerada pela interação das pontes cruzadas.
A contração muscular é um processo ativo, ou seja, necessita de energia, esse processo permite a geração
de força para mover ou resistir a uma carga. De modo contrário, o relaxamento é a liberação da tensão
que foi produzida durante a contração. Resumidamente, os eventos que ocorrem na junção
neuromuscular convertem um sinal químico (acetilcolina liberada pela neurônio motor) em um sinal
elétrico na fibra muscular. 
Miosina
Os filamentos de miosina são compostos por
múltiplas moléculas de miosina. Cada molécula
é composta por 6 cadeias polipeptídicas (Duas
pesadas e 4 leves).
Ela é formada por uma cauda e suas projeções
formam a cabeça da miosina, que possuem
dobradiças, que tornam a proteína móvel no
ponto onde as cabeças se unem à cauda.
Actina
Os filamentos de actina são compostos por Actina
F, Tropomiosina e Troponina. 
Os locais ativos referem-se a sítios específicos na
molécula de actina onde as cabeças de miosina
podem se ligar durante o processo de contração
muscular. 
A interação de um filamento de actina com dois
filamentos de actina e com íons de cálcio pode
causar a contração
1- Inibição do filamento de actina pelo complexo
troponina-tropomiosina; Ativação pelo íons de
cálcio. 
EXPLICAÇÃO: Quando o músculo está em repouso,
as proteínas tropomiosina e troponina estão 
posicionadas sobre os sítios ativos da molécula de actina, impedindo que as cabeças de miosina se liguem a
ela. Nesse estado, os filamentos de actina e miosina não conseguem formar as pontes cruzadas necessárias
para a contração muscular. No entanto, quando ocorre a ativação do músculo, como em resposta a um
estímulo nervoso, íons cálcio são liberados e se ligam à troponina presente na molécula de tropomiosina. Essa
ligação faz com que a tropomiosina se desloque, expondo os sítios ativos na molécula de actina. Com os sítios
ativos expostos, as cabeças de miosina podem se ligar a eles, formando as pontes cruzadas temporárias entre
os filamentos de actina e miosina. Esse processo de ligação e deslizamento entre os filamentos é o que resulta
na contração muscular.
ATP como fonte de energia para a
contração
Quando um músculo se contrai, é
realizado trabalho com necessidade de
energia. Quando um músculo é
estimulado a contrair, o cálcio é liberado
no citoplasma da fibra muscular, o que
leva à exposição dos locais ativos na
molécula de actina. As cabeças de miosina
se ligam a esses locais ativos, formando as
pontes cruzadas, o que é essencial para a
contração.
A formação das pontes cruzadas requer energia, e essa energia é fornecida pela quebra do ATP (trifosfato de
adenosina). A quebra do ATP libera energia e faz com que a cabeça da ponte cruzada se incline em direção ao
braço da ponte, puxando o filamento de actina. Essa energia é como uma mola "engatilhada" na cabeça de
miosina. Após a formação da ponte cruzada e o deslizamento dos filamentos, a cabeça da ponte cruzada se
desconecta da actina e libera ADP e um íon fosfato (Pi). Em seguida, uma nova molécula de ATP se liga à
cabeça da ponte cruzada, permitindo que ela se desligue da actina.
A figura mostra a cabeça de duas pontes
cruzadas se ligando e se desligando dos locais
ativos do filamento de actina. Quando a cabeça
se liga ao sítio ativo, essa ligação provoca ao
mesmo tempoalterações nas forças
intermoleculares entre a cabeça e o braço dessas
pontes cruzadas. Isso faz com que a cabeça se
incline em direção ao braço e leve com ela o
filamento de actina, essa inclinação da cabeça é
chamada de movimento de força. Esse é o
processo de contração.
Interação entre o filamento de actina "ativado" e as pontes cruzadas de miosina (MOVIMENTO DE
FORÇA)
Esse processo se inicia após o cálcio se ligar a troponina, o que permite a liberação total do sítio de
ligação à miosina.
Bombeamento de íons de cálcio do sarcoplasma para retículo sarcoplasmático quando cessa a contração
Bombeamento de íons de sódio e potássio, através da membrana da fibra muscular, para manter o
ambiente iônico apropriado para a propagação do potencial de ação das fibras musculares.
Também são necessárias pequenas quantidades de ATP para:
Quando o estímulo nervoso cessa e não há mais necessidade de contração, o cálcio é bombeado de volta para
o retículo sarcoplasmático através de um processo ativo que requer energia.
As fibras musculares, assim como outras células do corpo, possuem uma membrana celular que é
semipermeável, o que significa que permite a passagem seletiva de íons através dela. Essa membrana é
essencial para a geração e propagação do potencial de ação, que é o sinal elétrico responsável pela contração
muscular. Para garantir que a fibra muscular possa se recuperar e gerar novos potenciais de ação, é
necessário remover o excesso de íons sódio que entrou na célula e restabelecer a concentração de íons de
sódio fora da célula. Essa regulação iônica é crucial para a função elétrica das células musculares, permitindo
que elas gerem e propaguem os potenciais de ação necessários para a contração muscular e a coordenação
dos movimentos do corpo.
Fontes de energia para a contração muscular:
Fosfocreatina: A fosfocreatina é uma molécula armazenadora de energia nos músculos. Durante o
repouso, uma enzima chamada creatina quinase catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP
para a creatina, formando fosfocreatina e ADP. Quando o músculo é estimulado a contrair, a
fosfocreatina doa seu grupo fosfato de volta ao ADP, regenerando rapidamente o ATP. Esse sistema
fornece uma rápida fonte de energia para a primeira fase da contração muscular, mas sua reserva é
limitada.
Glicólise anaeróbica: A glicólise é uma via metabólica que ocorre no citoplasma da célula muscular.
Ela converte a glicose (ou glicogênio, sua forma armazenada) em piruvato, produzindo ATP no
processo. A glicólise anaeróbica é rápida e não requer oxigênio, mas produz apenas pequenas
quantidades de ATP. É importante para atividades de alta intensidade e curta duração, como
exercícios explosivos.
Glicólise aeróbica e oxidação de ácidos graxos: Durante atividades de intensidade moderada e longa
duração, o músculo utiliza principalmente o sistema aeróbico para gerar ATP. A glicólise aeróbica
ocorre no citosol e, em seguida, o piruvato formado entra nas mitocôndrias para ser convertido em
Acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs e na fosforilação oxidativa, gerando um grande número de
moléculas de ATP.
Oxidação de ácidos graxos: Durante exercícios de baixa intensidade e longa duração, como atividades
aeróbicas de longa distância, os ácidos graxos armazenados nas células adiposas e no próprio músculo são
mobilizados e oxidados nas mitocôndrias, fornecendo uma fonte significativa de ATP.
Outras fontes de energia: Em situações extremas, como durante o jejum prolongado, os aminoácidos
provenientes da degradação de proteínas podem ser convertidos em piruvato, acetil-CoA ou intermediários
do ciclo de Krebs para gerar ATP.
Somação de forças
Pelo aumento do número de unidades motoras que se contraem ao mesmo tempo, referido
como somação por fibras múltiplas (princípio do tamanho). 
Pelo aumento da frequência de contração, que é referido como somação por frequência que
pode levar à tetanização.
Significa a soma de abalos individuais, para aumentar a intensidade da contração total.
Ocorre por meio de:
Não estamos falando no aumento da quantidade de fibras, pois fibras musculares não fazem
hiperplasia, mas sim hipertrofia (aumenta de tamanho). Quando ocorre o aumento da fibra
muscular (exemplificando: pela musculação) a fibra muscular vai aumentar e apresentar divisões. 
A frequência de contração muscular refere-se à quantidade de vezes que um músculo se contrai em
um determinado período de tempo. Tetanização é estado de contração sustentada e contínua de um
músculo, que ocorre quando a estimulação nervosa é tão frequente que não há tempo suficiente
para o músculo relaxar completamente entre as contrações individuais.