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FISIOLOGIA MUSCULAR E CONTRAÇÃO DOS MÚSCULOS Profa.: Cristiane Thalita 1) Introdução FISIOLOGIA MUSCULAR Miologia é a área da fisiologia que estuda os músculos e seus anexos. Músculo: órgão com propriedade contráctil, ou seja, de diminuir a sua longitude mediante um estímulo. Célula muscular = Fibra muscular. Movimento: contração executada pela célula ou fibra muscular de determinado músculo. 2) Funções o Movimento o Armazenamento e movimentação de substâncias no interior do corpo o Estabilizações e sustentação do corpo o Produção de calor 40% músculo esquelético e ~10% músculo liso e cardíaco FISIOLOGIA MUSCULAR **Mais de 600 músculos no corpo 3) Propriedades o Excitabilidade elétrica o Contratilidade o Extensibilidade o Elasticidade FISIOLOGIA MUSCULAR 4) Classificação Os músculos, são classificados, sob o ponto de vista morfológico ou fisiológico, em 3 categorias: FISIOLOGIA MUSCULAR 4) Classificação Músculo Estriado Esquelético o Múltiplos núcleos e periféricos; oEstriado (stria, sulco) o Bandas claras e escuras vistas ao microscópio o Fibras brancas e vermelhas; oAtividade: produção de movimento articular; o Contração forte, rápida, descontínua e voluntária. FISIOLOGIA MUSCULAR Apenas se contrai em resposta a um neurônio motor 4) Classificação Músculo Estriado Cardíaco oCada célula com 1 ou 2 núcleos e centrais (geralmente); oDiscos intercalados facilitam a transmissão do impulso nervoso; o Atividade: Bombeamento de sangue pelo coração; o Contração forte, rápida, contínua e involuntária. FISIOLOGIA MUSCULAR 4) Classificação Músculo Liso oCada célula tem 1 núcleo central; oNão possui bandas, resultando num arranjo menos organizado oCompõe as vísceras; o Localização: paredes das vísceras ocas e vasos sanguíneos; o Tipo de Atividade: peristaltismo e vasoconstricção; o Controla o movimento de materiais no interior o Contração fraca, lenta e involuntária. FISIOLOGIA MUSCULAR ML e MEC - Controle pelo sistema nervoso autônomo e e sujeito à modulação pelo sistema endócrino. 5) Componentes estruturais da Fibra muscular Sarcolema (endomísio): membrana celular da fibra muscular; Sarcoplasma: líquido intracelular entre as miofibrilas. É composto por potássio, magnésio, fosfato e enzimas protéicas; Retículo sarcoplasmático: circunda a miofibrila. É extremamente importante para o controle da contração muscular. FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais FISIOLOGIA MUSCULAR Epimísio > perimísio > endomísio Miofibrila Fibra muscular Fascículo (feixe) muscular Músculos 5) Componentes estruturais FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO: o MIOFIBRILAS: o São moléculas de proteínas polimerizadas contráteis e elásticas responsáveis pelas contrações musculares; o Cada fibra muscular contém centenas a milhares de miofibrilas; o Cada miofibrila é composta por cerca de 1.500 filamentos de miosina e 3.000 de actina; FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais FISIOLOGIA MUSCULAR MIOFIBRILA o Composta por vários tipos de proteínas: o Proteínas contráteis – actina e miosina o Proteínas regulatórias – tropomiosina e troponina o Proteínas acessórias gigantes – tinina e nebulina FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais MIOFIBRILA: Sarcômero – segmento de miofibrila situado entre dois discos Z. É a unidade estrutural do músculo; Linha Z (disco Z) – composto por filamentos de proteína diferentes dos filamentos de actina e miosina. Onde se inicia os filamentos de actina. (Z de zwischen, entre); Banda I – somente filamentos finos de actina. CLARA. (I de isotrópico) FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais MIOFIBRILA: Banda A – Região de sobreposição de filamentos actina e miosina. ESCURA. (A de anisotrópico) Zona H – Apenas filamentos grossos (miosina), região no centro da banda A. (H de helles, claro); Linha M – Sítio de ancoragem para os filamentos grossos, dividindo a banda ao meio (M de mittel, meio). FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais MIOFIBRILA: FISIOLOGIA MUSCULAR 5) Componentes estruturais MIOFIBRILA: FISIOLOGIA MUSCULAR Banda H Linha M 5) Componentes estruturais MIOFIBRILA: FISIOLOGIA MUSCULAR FISIOLOGIA MUSCULAR EXERCÍCIOS FISIOLOGIA MUSCULAR 1 – Não é função dos músculos: a) fornecimento de calor ao organismo; b) locomoção; c) impulsionar o sangue; d) realizar trabalho mecânico; e) a filtração do sangue. 2 – Em vertebrados, a musculatura lisa: a) não está em conexão com o esqueleto, não está sob o controle nervoso voluntário e contrai-se lentamente; b) está em conexão com o esqueleto, não está sob o controle voluntário e contrai-se lentamente; c) não está em conexão com o esqueleto, está sob o controle nervoso voluntário, contrai-se lentamente; d) não está em conexão com o esqueleto, está sob o controle nervoso voluntário, contrai-se rapidamente; e) não está em conexão com o esqueleto, está sob o controle nervoso voluntário, contrai-se rapidamente. http://www.coladaweb.com/biologia/corpo-humano/sangue 3 – Considerando o esquema dos sarcômeros representados abaixo e suas características durante a contração, assinale a afirmativa INCORRETA: a) I contém miofilamentos e corresponde à banda A, que não se encurta. b) IV contém actina e corresponde a uma banda que se encurta. c) II delimita o sarcômero e corresponde às linhas Z, que se aproximam. d) III contém miosina e corresponde à banda H, que se estreita. e) V contém miofibrilas e corresponde ao sarcômero, que não se encurta. FISIOLOGIA MUSCULAR CONTRAÇÃO MUSCULAR CONTRAÇÃO MUSCULAR FILAMENTO GROSSO (MIOSINA): 6) Contração Muscular FISIOLOGIA MUSCULAR 6) Contração Muscular FISIOLOGIA MUSCULAR FILAMENTO FINO (ACTINA): o Actina - Filamentos claros; possue locais ativos onde as pontes cruzadas se ligam; o Tropomiosina – Filamentos escuros; recobrem os locais ativos da actina durante o repouso; o Troponina (I, T e C) 6) Contração Muscular CONTRAÇÃO MUSCULAR CIRCUITO MÚSCULO-CÉREBRO: o Neurônios sensitivos o Neurônios motores 6) Contração Muscular (FASE EXCITATÓRIA) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE EXCITATÓRIA) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: o Placa motora terminal; o Fenda sináptica; o Pré-sináptica; o Pós- sináptica; o Neurotransmissor CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE EXCITATÓRIA) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: Com a chegada do PA no terminal (1), os canais de Ca++ voltagem dependentes abrem-se e ocorre a difusão de Ca++ para o interior do terminal (2). O aumento de Ca++ intracelular estimula a exocitose dos NT para a fenda sináptica (3, 4). Os NT ligam-se a receptores da membrana pós-sináptica (5). O fluxo resultante de íons muda o potencial de membrana pós-sinaptico. Os NT por outro lado, são inativados por enzimas específicas (6). CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE EXCITATÓRIA) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE EXCITATÓRIA) RESUMO DOS EVENTOS: 1. Entrada de cálcio do terminal axonal do neurônio motor 2. Potencial de ação no neurônio motor - Despolarização do elemento pré-sináptico; 3. Liberação do neurotransmissor – Acetilcolina; 4. Reconhecimento do receptor – Receptor nicotínico; 5. Potencial de ação da fibra muscular (Resposta: Contração) CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE MUSCULAR) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração Muscular (FASE MUSCULAR) JUNÇÃO NEUROMUSCULAR: CONTRAÇÃO MUSCULAR 6) Contração muscular (FASE MUSCULAR) - Ação do Ca++ o Liga-se a troponina C; o Altera a configuração da tropomiosina; o Expõe os sítios ativos da actina; o Ligação da cabeça de miosina nos filamento de actina; o Após, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba de cálcio, onde permanecem até que novo potencial de ação muscular seja gerado. CONTRAÇÃO MUSCULAR 7) Deslizamento dos filamentos CONTRAÇÃO MUSCULAR Etapa4: Ligação de um novo ATP na miosina, ela perde a afinidade pela actina e desfaz o complexo actomiosina. Etapa 3: A miosina, após ligar-se com a actina traciona-a em direção ao centro do sarcômero. Etapa 2: Ao hidrolisar um ATP, a miosina passa a ter alta afinidade pela actina. Há a formação do complexo actomiosina ou ponte cruzada. Etapa 1: Em repouso, a cabeça da miosina esta ligada a uma molécula de ATP, possuindo baixa afinidade pela actina. Miosina: motor Actina: são os trilhos ATP: combustível. 7) Deslizamento dos filamentos CONTRAÇÃO MUSCULAR Etapa 4: Ligação de um novo ATP na miosina, ela perde a afinidade pela actina e desfaz o complexo actomiosina. Etapa 3: A miosina, após ligar-se com a actina traciona-a em direção ao centro do sarcômero. Etapa 2: Ao hidrolisar um ATP, a miosina passa a ter alta afinidade pela actina. Há a formação do complexo actomiosina ou ponte cruzada. Etapa 1: Em repouso, a cabeça da miosina esta ligada a uma molécula de ATP, possuindo baixa afinidade pela actina. Miosina: motor Actina: são os trilhos ATP: combustível. RIGOR MORTIS? 7) Deslizamento dos filamentos (Sarcômero x Contração muscular) NO ESTADO DE REPOUSO: as extremidades dos filamentos de actina que se estendem de dois discos Z, mal se sobrepõem; NO ESTADO CONTRAÍDO: os filamentos de actina estão tracionados por entre os filamentos de miosina, de forma que suas extremidades se sobrepõem, em sua extensão máxima; Isso resulta da força gerada pela interação das pontes cruzadas dos filamentos de miosina com os filamentos de actina; CONTRAÇÃO MUSCULAR 8) Tipos de contração CONTRAÇÃO ISOTÔNICA: CONTRAÇÃO MUSCULAR o A contração isotônica caracteriza-se como uma contração em que as fibras musculares se encurtam ou alongam enquanto exercem uma força constante. Essa força acarreta em uma alteração no tamanho do músculo, gerando assim, um movimento na articulação envolvida. oConcêntrica (positiva): ocorre o encurtamento do músculo. o Excêntrica (negativa): ocorre o alongamento do músculo. 8) Tipos de contração CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA: CONTRAÇÃO MUSCULAR o A contração isométrica ocorre quando o músculo se contrai, produzindo força sem mudar seu comprimento. Não ocorre nenhuma alteração no comprimento total do músculo, resultando em uma força estática. o EX: segurar um livro com o braço mantendo-o imóvel. 9) Diferença entre: FADIGA X CAIMBRA X ESTIRAMENTO X DISTENSÃO MUSCULAR CONTRAÇÃO MUSCULAR EXERCÍCIOS CONTRAÇÃO MUSCULAR 5 – Para ocorrer a contração muscular, a fibra muscular deve ser excitada. Enumere de 1 a 5 os eventos da excitação: a. ( ) Potencial de ação na fibra muscular. b. ( ) Liberação de aceltilcolina na fenda sináptica. c. ( ) Ligação de acetilcolina no receptor nicotínico da fibra muscular. d. ( ) Potencial de ação no neurônio motor. e. ( ) Entrada de cálcio no terminal axonal do neurônio motor CONTRAÇÃO MUSCULAR 6 – Após o potencial de ação ter se propagado pela fibra muscular, os seguintes eventos culminam na contração muscular. Ordene-os de 1 a 8: a. ( ) Ligação do Ca++ na troponina C. b. ( ) Liberação de Ca++ do retículo sarcoplasmático da fibra muscular. c. ( ) Atração entre actina e miosina. d. ( ) Recaptação do Ca++ para dentro do retículo sarcoplasmático. e. ( ) Relaxamento. f. ( ) O complexo troponina-Ca++ puxa a tropomiosina fixada na actina e ocorre liberação dos sítios ativos da actina. g. ( ) Quebra do ATP em ADP+Pi pela miosina e ligação da actina com a miosina deformada. h. ( ) Miosina deformada puxa a actina ao voltar a sua posição inicial: contração. CONTRAÇÃO MUSCULAR DÚVIDAS? CONTRAÇÃO MUSCULAR