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Biofísica da Contração Muscular Profa. Aline Carvalho Propriedades do Tecido Muscular Elasticidade ------------------- Distensão Plasticidade ........................ Ganho de comprimento Contratilidade ----------------- Contração Tonicidade -------------------- Tônus “Os músculos são os motores que permitem as alavancas do esqueleto moverem-se ou mudar de posição”. Tipos de Tecidos Musculares Tecido Muscular Estriado ou Esquelético = Voluntários Tecido Muscular Liso ou Visceral = Involuntários Músculo Cardíaco ou Miocárdio = Estriado, contudo involuntário Estrutura do Sistema Musculoesquelético Funções do músculo estriado: Movimento e a manutenção da postura Produção de calor durante períodos de exposição ao frio Proteção e a alteração da pressão para auxiliar a circulação Absorventes de choques para proteger o corpo Força para a locomoção e respiração O tecido muscular não é constituído apenas por FIBRAS MUSCULARES. Há também o TECIDO CONJUNTIVO que as envolve e se prolongam, formando os TENDÕES ou APONEUROSES que fixam o músculo a um osso. Microestrutura dos Músculos Esqueléticos Desenho esquemático de uma célula muscular O tecido muscular tem nomenclatura celular especial: fibra : célula muscular. Sarcoplasma: citoplasma. Sarcolema: membrana plasmática. Miofibrilas: fibrilas contráteis (actina e miosina). Unidades Motoras São o conjunto de fibras musculares inervado pela arborização terminal de um único neurônio motor. O número de unidades motoras de cada músculo está relacionado com o tipo de função que o músculo deve desempenhar. Quando o nervo de um músculo é seccionado, este se atrofia. Mas, se houver regeneração do nervo (reinervação do músculo), ele recupera suas funções no espaço de um ano aproximadamente. O tecido muscular é controlado pelo sistema nervoso. “O SARCÔMERO É A UNIDADE CONTRÁTIL BÁSICA DO MÚSCULO”. Componentes do Músculo COMPONENTES ELÁSTICOS: São aqueles que retornam a sua forma original após o relaxamento. Ex: miofilamentos e o tecido conjuntivo. COMPONENTES PLÁSTICOS: São aqueles que não retornam à forma original cessada a contração, caso haja influência externa. Ex: Mitocôndrias (30-35% volume muscular), Retículo sarcoplasmático e Sistema tubular (5% do volume muscular) Forma dos Músculos O Arranjo das Fibras em um Músculo FUSIFORME= bíceps, reto abdominal, sartório UNIPENADOS = semimembranoso BIPENADOS = reto femoral MULTIPENADOS = deltóide CLASSIFICAÇÃO DOS MÚSCULOS AGONISTA = É o músculo responsável pela ação muscular desejada. Ex. Flexão do do cotovelo = bíceps braquial, Braquial e Braquiorradial ANTAGONISTA = Freia o movimento no retorno a posição inicial. Ex: Flexão do tronco: Agonista = mm do abdômem / Antagonista = mm eretores da espinha SINERGISTA = Músculos que exercem a mesma função; Auxiliam na produção da ação desejada de um músculo agonista. ESTABILIZADOR = Estabiliza uma articulação para outro músculo (agonista) realizar o movimento. NEUTRALIZADOR = Cria um torque para opor uma ação indesejada de um outro músculo. Energia para a Contração Provém da degradação do ATP!!! Um ciclo de contração de todas as pontes cruzadas em um músculo, provoca o encurtamento de apenas 1% de seu comprimento de repouso!!!!! Regulação do Acoplamento Excitação – Contração Impulso nervoso Potencial de ação Liberação de Acetilcolina (fenda sináptica) Acetilcolina + receptores na placa motora Potencial da placa Despolarização da membrana muscular Liberação de cálcio + troponina = “etapa do gatilho” MECÂNICA DE CONTRAÇÃO No músculo relaxado a tropomiosina bloqueia os sítios ativos na molécula de actina.!!!! O gatilho para a contração é a liberação do cálcio (armazenado no retículo sarcoplasmático) Ca++ se liga a troponina Mudança de posição da tropomiosina (descobrindo os sítios ativos da actina) Miosina + Actina = contração ATP + pontes cruzadas de miosina Ruptura da ligação miosina + actina Relaxamento = enfraquecimento da ligação Filamento de Miosina Molécula de Miosina Filamento de Actina Características Moleculares dos Filamentos Conjunto que compreende duas linhas Z, junto com filamentos finos de actina (banda I) e espessos de miosina (banda A e zona Z). Cada sarcômero mede de 2 a 3 µm. Sarcômero: Unidade Motora Unidade funcional do movimento: motoneurônio e todas as fibras por ele inervadas SISTEMA NERVOSO E CONTROLE DA ATIVIDADE MUSCULAR UNIDADE MOTORA (UNIDADE BÁSICA NEUROMUSCULAR) = 250 milhões de fibras musculares para 420 mil nervos motores. OLHO = 1 motoneurônio inerva 10 fibras musculares QUADRÍCEPS = 1 motoneurônio inerva 150 fibras musculares JUNÇÃO NEUROMUSCULAR Tetanização: Quando o músculo é estimulado a freqüências cada vez maiores, as fibras musculares não relaxam e atinge-se num determinado momento uma freqüência tal que as contrações sucessivas fundem-se em uma só. Tetanização é conhecido como a menor freqüência de estímulos capaz de determiná-la, é denominada FREQUÊNCIA CRÍTICA TÉTANO “Resulta de uma freqüência rápida (tempo menor entre cada estímulo), existindo ainda tensão na fibra quando ocorrer o próximo estímulo. Um estímulo continuado manterá a tensão no músculo alta até que ocorra a fadiga”. HETEROGENEIDADE DAS FIBRAS MUSCULARES Fibras Vermelhas = Tipo 1 Alto teor de mioglobina possibilita uma ação muscular regular, contraem-se lentamente com elevada resistência à fadiga. Fibras Brancas = Tipo 2 De contração rápida, têm tempos de contração mais reduzidos fadigando-se mais rapidamente. FREQUÊNCIA DE ESTIMULAÇÃO Músculos lentos = 10 Hz Músculos rápidos 50 Hz Recrutamento de unidades motoras Principio do tudo ou nada Se um motoneurônio é recrutado, ele ativará todas as suas fibras. Principio do tamanho Quanto maior o calibre do neurônio, maior seu limiar para ativação. Portanto, neurônios menos calibrosos são recrutados primeiro. Neurônios mais calibrosos requerem um grande estimulo para ser recrutado. Contração muscular O estímulo para contração muscular é um impulso nervoso através de um nervo. O impulso nervoso propaga-se pela membrana das fibras musculares (sarcolema) e atinge o RS, liberando o Ca++ no citosol. O Ca++ desbloqueia os sítios de ligação da actina e permite que se ligue à miosina, iniciando a contração muscular. Assim que cessa o estímulo, o Ca++ é imediatamente rebombeado para o interior do RS, cessando a contração. A actina e a miosina são cadeias protéicas que se deslizam para encurtar e alongar a fibra muscular, podendo diminuir cerca de 2/3 do seu comprimento, ou até mesmo à metade. O período de recuperação do músculo esquelético é tão curto que o músculo pode responder a um 2°estímulo quando ainda perdura a contração correspondente ao 1º. Contração muscular Teoria da contração muscular: 1.O retículo sarcoplasmático (RS) e o sistema T liberam íons de Ca++ e Mg++ para o citoplasma; 2. Em presença desses dois íons, a miosina adquire uma propriedade ATPásica, (desdobra o ATP) liberando a E de um radical fosfato: ATP= miosina = ADP +P+Energia Ca++ e Mg++ 3. A E liberada provoca o deslizamento da actina entre os filamentos de miosina, encurtamento as miofibrilas. Na fibra muscular a glicose é a fonte primária de E para contração
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