Aula 02 Fisiologia Celular, Nervo e Músculo

Prévia do material em texto

Fisiologia celular:
Nervo e Músculo
Fonte: http://i1.ytimg.com/vi/SVgdhdGYLko/0.jpg
Introdução
• O ser humano é formado por trilhões de células com 
diferentes funções;
• Estas células, em geral, apresentam potenciais elétricos 
através das membranas;
• Células nervosas e musculares são excitáveis:
–Geram impulsos eletroquímicos em suas 
membranas;
–Esses impulsos são ocasionados pela difusão de íons.
• No repouso:
– ↑ [K+] na face interna da 
membrana;
– ↓ [K+] na face externa da 
membrana;
– ↑ [Na+] na face externa da 
membrana;
– ↓ [Na+] na face interna da 
membrana;
– Esta diferença é provocada pela 
bomba de sódio e potássio – 3 
Na+ para o exterior e 2 K+ para o 
interior e outros canais iônicos.
• Potencial de repouso da 
membrana é de -90 mV;
• Equação de Nernst usada para 
determinar a força eletromotriz 
(FEM):
– FEM (mV) = ±61 log [C interna]/[C 
externa]
Neurônio
• Morfologia;
• Classificação:
– Aferentes ou sensitivos;
– Eferentes ou motores;
– Interneurônios;
• A presença de mielina:
– Aumenta a velocidade de propagação do 
impulso;
– Células de schwann (SNP);
– Oligodendrócitos (SNC).
O potencial de ação neural
• Os sinais neurais são transmitidos por 
meio de potenciais de ação –
Variações muito rápidas dos potenciais 
de membrana:
– Etapa de repouso: É o potencial de 
repouso da membrana que está 
polarizada;
– Etapa de despolarização: Aumento da 
permeabilidade ao íon Na+ e aumento do 
potencial em direção a positividade;
– Etapa de repolarização: Os canais de Na+
se fecham ocorrendo o restabelecimento 
dos gradientes iônicos.
Os canais de Na+ são dependentes de 
voltagem necessitando de uma DDP mais 
alta do que o potencial de repouso para 
abrirem
1. Potencial de repouso
2. Potencial de ação
A bainha de 
mielina 
permite o 
impulso 
saltatório
O lipídeo 
presente na 
bainha é a 
esfingomielina
• Limiar para o início do potencial de ação (PA):
– Aumento da ordem de 15 a 30 mV no PA;
– Um aumento de -90 mV para -65 mV é suficiente para desencadear um PA;
• Direção da propagação – Não existe uma única direção;
• O princípio do tudo ou nada;
• Platô em alguns potenciais de ação:
– Ocorre pela presença de:
• Canais de Na+ dependentes de voltagem (Canais rápidos);
• Canais de Ca+ dependentes de voltagem (Canais lentos);
Contração do músculo esquelético e liso
• 40% do peso corporal são formados por músculo esquelético e 10% 
por músculo liso;
• A força da contração é originada de proteínas contráteis (Actina e 
Miosina);
– A energia é proveniente do ATP;
• No músculo esquelético, os feixes de fibras se agrupam ao acaso 
sendo envolvidos por uma membrana de tecido conjuntivo (epimísio):
– Suas fibras são longas e delgadas (1 a 50 mm de comprimento e 10-80 µm de 
diâmetro);
– As células são multinucleadas e revestidas por uma membrana polarizada – O 
sarcolema
Movimento muscular
• Tipos de músculos:
– Músculo estriado esquelético;
– Músculo liso;
– Músculo cardíaco;
• Estrutura do músculo estriado:
– Fibra → Miofibrilas → Miofilamentos → Actina
(Filamentos finos); Miosina (Filamentos grossos).
– Sarcolema (membrana celular);
– Troponina (interruptor) e Tropomiosina.
Modelo da contração muscular
• Controle da contração:
– Os músculos contraem-se em resposta a estimulação nervosa;
– Unidade motora: Neurônio motor + fibras musculares;
• Junção mioneural
– Local de encontro entre um axônio motor e uma fibra muscular;
– Fissura sináptica (acetilcolina – gera uma despolarização elétrica);
– Sistema T e o retículo sarcoplasmático;
• Pareamento excitação contração:
–O estímulo faz com que sejam liberados íons cálcio nas 
miofibrilas;
–O cálcio se liga a troponina causando alterações 
conformacionais desbloqueando a tropomiosina aos 
filamentos de actina;
– Início do ciclo liga-puxa-libera;
–A energia proveniente do ATP ativa a cabeça da miosina, a 
qual oscila em 45° liberando uma molécula de ADP;
–O ciclo pode-se repetir várias vezes até que o estímulo cesse
• Energia para a contração:
– Grande quantidade de ATP;
– Fontes:
• Fosfocreatina + ADP → ATP + Creatina;
• Glicogênio e mioglobina;
• Glicólise anaerobia;
– Acidose lática e exaustão;
• Performance muscular:
– Fibras lentas (contrações lentas e contínuas): Músculo vermelho (suprimento 
sanguíneo adequado, alta densidade de mitocôndrias e reserva abundante de 
mioglobina);
– Fibras rápidas:
• Músculos brancos: Função anaeróbia (pobre em vasos, mitocôndrias e mioglobina);
• Fibras rápidas: Suprimento adequado de sangue, mitocôndrias, mioglobina e Glicólise 
anaeróbia.
Comparação entre o músculo esquelético (ME) e o músculo liso (ML)
• Tipos de Músculo Liso:
– Músculo Liso Multi-Unitário: Fibras individualizadas para receberem sinais nervosos (ex. 
Músculo ciliar do olho);
– Músculo Liso Sincicial: Fibras agrupadas que se contraem ao mesmo tempo quando recebem 
sinais nervosos (ex. intestino, vias biliares).
• Em relação a ligação da actina à miosina:
– A fixação à actina é muito lenta no ML entre 10 a 300x mais lento que no ME;
– O tempo da força de contração é maior no ML;
• O ML tem reduzida atividade ATPásica que aumenta o tempo de degradação do ATP;
• Energia necessária para manter a contração:
– O ML gasta de 1/10 a 1/300 da energia necessária para manter a mesma tensão contrátil que o 
ME;
• Velocidade de contração:
– O ML é 30x mais lento que o ME:
• O início da contração é lento e a duração é prolongada;
• Mecanismo de “Tranca” do ML:
– O mecanismo de tranca permite uma contração prolongada sem sofrer fadiga e com baixo 
custo energético.
Os músculos no exercício
• Força, potência e resistência dos músculos:
– A força contrátil máxima é entre 3 e 4 Kg/cm2 de área de secção 
transversal do músculo;
– A testosterona possui o efeito de aumentar a massa muscular;
– A força de sustentação é cerca de 40% superior a força de contração;
– A potência de contração é a quantidade total de trabalho que o 
músculo pode exercer por unidade de tempo:
• Exemplo: 8 a 10 seg. – 7.000 Kg-m/min; 1 min 4.000 Kg-m/min; 30 min 
seguintes - 1.700 Kg-m/min;
– Resistência – Depende do fornecimento de substâncias nutrientes para 
o músculo (principalmente glicogênio).
Utilização de ATP e fosfocreatina
como combustível e reserva 
energética
Glicólise e produção de piruvato com 
consequente acidose.
Utilização das mitocôndrias para 
fornecimento de energia
Fo
n
te: h
ttp
://red
ereco
rd
.r7
.co
m
/lo
n
d
res-2
0
1
2
/files/2
0
1
2
/0
8
/U
sain
B
o
lt_1
0
0
m
_Lo
n
d
res2
0
1
2
4
5
0
x3
0
0
.jp
g
Referências (Inclui imagens e tabelas):
Guyton, C.A., Hall, E.J. 6ed. 2003;
Curi, J., Procopio, J. 2011;
Hikman, C.P. 11ed. 2004.