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1 Fisiologia Muscular 1. Músculo Esquelético - Macro e micro estrutura do músculo - Tipos de fibras musculares - Tipos de contração muscular - Mecanismos de contração e relaxamento - Tétano 2. Músculo Liso - Estrutura - Localização - Mecanismos de contração e relaxamento Musculatura Esquelética e Lisa Dr. Gustavo Pedrino Goiânia, 2013 Introdução Músculo Estriado Esquelético Músculo Liso Músculo Estriado Cardíaco Fonte: Parker (2006) 2 Músculo Esquelético PLASTICIDADE Músculo Esquelético Sarcômeros - Unidades funcionais - Se estende de uma linha Z a outra linha Z Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) Fonte: Parker (2006) 3 Estrutura Molecular do Sarcômero FILAMENTO GROSSO FILAMENTO FINO 1. Actina 2. Tropomiosina 3. Troponina I 4. Troponina C 6. Troponina T Sarcômero 1. Cadeia Leve 2. Cadeia Pesada (cabeça) Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) Sarcômero Zona H: somente filamentos grossos Zona de sobreposição: sobreposição dos filamentos finos como os grossos. Linhas Linha Z: somente filamentos finos, é a união de dois sarcômeros adjacentes. Linha M: sítio de união para os filamentos de miosina Banda I (isotrópica): contém somente filamentos de actina. Faixas ou Bandas Banda A (anisotrópica): comprimento total da miosina (somente miosina + miosina e actina). Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) 4 O que você constata? Banda I ? ........................ Banda A ? ....................... Zona H ? ......................... Zona de Sobreposição ? . Linha Z ? .......................... Linha M ? ......................... diminui não se altera diminui aumenta nada nada Observação Experimental Sarcômero em repouso Sarcômero em contração Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) Fonte: Hansen & Koeppen (2003) Acoplamento Excitação-Contração Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) 5 Contração Muscular Esquelética 1 - Liberação de Acetilcolina; - Complexo receptor nicotinico-Ach; - Abertura de canais Na+ pós-sinápticos; - Potencial pós-sináptico (Potencial Miniatura da Placa); - Geração e propagação do PA pelo sarcolema; 2 - Potencial de Ação atinge o túbulos T. 3 - Abertura dos Receptores de Rianodina; - Liberação de Ca++ do retículo para o citoplasma 4 - Liberação do sítio de ligação da miosina na actina. 5 - Quebra do ATP e início do processo de contração. Acoplamento Excitação-Contração Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) Acoplamento Excitação-Contração Receptores de Diidropiridina (DHPR) Receptores de Rianodina (RYR) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) 6 Qual é a função do cálcio? O Ca ++ se liga a TROPONINA C removendo a TROPOMIOSINA que obstruía o sitio de ligação da ACTINA com a MIOSINA Acoplamento Excitação-Contração Fonte: Marieb & Hoehn (2009) Ciclo das pontes cruzadas - a miosina se liga a actina (forma a ponte) - o ATP é hidrolisado - a cabeça da miosina se torce - deslizamento do filamento fino sobre o grosso - o sarcômero se encurta Havendo mais Ca++ e ATP disponíveis, esse ciclo se repete e o encurtamento do sarcômero aumenta. Que conseqüência tem a liberação do sitio de ligação da actina? Acoplamento Excitação-Contração Fonte: Marieb & Hoehn (2009) 7 Relaxamento Cálcio-ATPase do retículo sarcoplasmático (RS) Fonte: Martini, Timmons & Tallitsch (2009) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Rigidez cadavérica Relaxamento Quebra de ATP Fonte: Marieb & Hoehn (2009) 8 Tipos de Fibras Musculares Fibras de Contração Lenta (Tipo I) - ATPase lenta - Metabolismo Oxidativo - Vascularizadas - Mioglobina (vermelhas) - Músculo Sóleo (90 ms) Fibras de Contração Rápida (Tipo II) - ATPase rápida - Metabolismo Glicolítico (Tipo II b) ou Oxidativo (Tipo II a) - Pouco vascularizadas - Pouca Mioglobina (brancas) - Músculo extensor longo dos pés (20 ms) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Força de Contração 2) Numero de unidades motoras recrutadas Quanto maior o no. de unidades motoras em atividade, maior será o desempenho mecânico. 3) Área de secção transversal do músculo a) Diferenças inter-sexuais b) Uso/Desuso HIPERTROFIA: maior quantidade de miofilamentos contrateis ATROFIA: menor quantidade de miofilamentos ANABOLIZANTES Drogas sintéticas da testosterona (hormônio masculino) Entre os vários efeitos causa hipertrofia muscular 1) Freqüência de estimulação das unidades motoras Quanto maior a freqüência da estimulação das unidades motoras, maior será a contração (até atingir o tétano). 9 Contração Fraca RESPOSTAS MECÂNICAS DO MÚSCULO ABALO: tensão mecânica isolada do músculo SOMAÇAO: somação mecânica de abalos sucessivos TÉTANO: somação mecânica máxima em resposta a freqüência elevada de PA Fibras musculares neurônio PA ACh Força de Contração Contração Intermediária Contração Forte Fonte: Marieb & Hoehn (2009) CONTROLE DA GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO PELOS MOTONEURÔNIOS Força de Contração Fadiga Depleção das reservas de Glicogênio Unidades Motoras Rápidas (Tipo II) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) 10 EXERCÍCIO PARA MELHORAR A RESISTÊNCIA - Cargas leves são movidas continuamente por longos períodos de tempo - Corridas de longa distância Metabolismo aeróbico Aumento de mitocôndrias e na densidade de capilares Fibras lentas (Tipo I) EXERCÍCIO PARA MELHORAR A FORÇA - Cargas pesadas são movidas por pequeno período de tempo por determinado grupo de músculo - Corridas de curta distância Metabolismo anaeróbico Hipertrofia muscular (aumento de proteínas contrateis) Fibras rápidas (Tipo II) Exercício Físico Músculo Liso Fonte: Tortora (2007) 11 Características: • Não possui estriações; • Um núcleo • Filamentos grossos e finos não são organizados em sarcômeros; • Não possuem troponina; • Fibras musculares: 1 a 5 m de diâmetro e 20 a 500 m de comprimento (30 X menor que a fibra muscular esquelética e milhares de vezes menor em comprimento); Músculo Liso Vasos Intestinal Testículos Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Músculo Liso Unitário: - Localização: Trato GI, bexiga, útero, ureter; - Centenas a milhares de fibras musculares lisas contraem como uma só unidade; - São acopladas eletricamente; - Membranas celulares aderidas umas às outras por múltiplos pontos por gap junctions (junções abertas) - permite rápido espalhamento da atividade elétrica através do órgão, seguido por contração coordenada. Tipos: Fonte: Hansen & Koeppen (2003) 12 Músculo Liso Multiunitário: - Localização: íris, músculos ciliares do cristalino e canal deferente; - Cada fibra comporta-se como unidade motora separada (como no músculo esquelético); - Não são acopladas eletricamente; - Densamente inervadas pelo SNAsimpático e parassimpático. Tipos: Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Músculo Liso Aparato Contrátil: Cavéola: Invaginações na membrana semelhantes ao Túbulo T. Aumentam a relação superfície volume e estão freqüentemente relacionadas com o RS. Retículo Sarcoplasmático: possui receptores de Rianodina (ativados pelo Ca++) e receptores de trifosfato de inositol (IP3). Corpo denso: equivalente ao sarcômero. Fonte: Koeppen & Stanton (2009) Fonte: Koeppen & Stanton (2009) 13 Músculo Liso Contração: 1. Influxo de Ca++ Extracelular; 2. Ativação dos receptores de Rianodina; 3. Ativação do Complexo Ca-Calmodulina; 4. Fosforilação da Miosina (cinase de cadeia leve da miosina); 5. Contração. Fonte: Hansen & Koeppen (2003) Músculo Liso 1. Diminuição da concentração de Ca++; - Ca++- ATPase no RS - Ca++- ATPase na membrana - Antiportador 3Na+/1Ca++ 2. Desfosforilação da Miosina; - Miosina fosfatase 3. Relaxamento Relaxamento: Fonte: Koeppen & Stanton (2009) 14 Revisão Fonte: Hansen & Koeppen (2003)
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