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Biofísica - Biofísica da Contração Muscular

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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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